CN111733620B - 拉索 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种拉索，包括：中心丝；扭绞钢丝层，包括多根钢丝，所述多根钢丝呈螺旋状扭绞于所述中心丝的周侧，所述扭绞钢丝层的外周开设有安装槽，所述安装槽沿所述钢丝的扭绞方向延伸；以及传感筋，设置于所述安装槽内，并用于传导所述扭绞钢丝层的受力大小。上述拉索，通过将传感筋可拆卸地连接于扭绞钢丝层的外周，改善因安装锚具而使传感筋损坏的情况；传感筋拆装方便省时，传感筋配合传感器，能够实施检测上述拉索各受力状态时的拉应力，避免使用过程中拉断而存在安全隐患。

Description

拉索
技术领域
本发明涉及钢拉索技术领域，特别是涉及一种拉索。
背景技术
传统结构中的传感筋连接于中心丝，当拉索的端面与锚具铆接时，径向拉力会使中心处的传感筋损坏，影响拉应力监测的有效性。
发明内容
基于此，有必要针对传感筋损坏而易影响拉应力监测有效性的问题，提供一种拉索。
一种拉索，包括：
中心丝；
扭绞钢丝层，包括多根钢丝，所述多根钢丝呈螺旋状扭绞于所述中心丝的周侧，所述扭绞钢丝层的外周开设有安装槽，所述安装槽沿所述钢丝的扭绞方向延伸；以及
传感筋，设置于所述安装槽内，并用于传导所述扭绞钢丝层的受力大小。
上述拉索，通过将传感筋可拆卸地连接于扭绞钢丝层的外周，改善因安装锚具而使传感筋损坏的情况；传感筋拆装方便省时，传感筋配合传感器，能够实施检测上述拉索各受力状态时的拉应力，避免使用过程中拉断而存在安全隐患。
在其中一个实施例中，位于所述扭绞钢丝层最外侧的钢丝中，至少一根所述钢丝开设有所述安装槽，所述安装槽的槽口外露于所述扭绞钢丝层的外周面。
在其中一个实施例中，位于所述扭绞钢丝层最外侧的钢丝中，至少一根所述钢丝的外侧面与相邻的所述钢丝的外侧面之间存在间隙，所述间隙形成所述安装槽。
在其中一个实施例中，所述扭绞钢丝层包括第一钢丝及第二钢丝，所述第一钢丝及所述第二钢丝的径向尺寸不同，所述第二钢丝卡设于相邻的所述第一钢丝的间隙处。
在其中一个实施例中，所述第一钢丝及所述第二钢丝的横截面均呈圆形。
在其中一个实施例中，所述扭绞钢丝层还包括第三钢丝，所述第三钢丝的横截面呈Z型，所述第三钢丝呈扭绞状地设置于所述扭绞钢丝层的最外侧。
在其中一个实施例中，所述第三钢丝包括第一连接部、第二连接部及过渡部，所述第一连接部及所述第二连接部分别连接于所述过渡部的两端且沿不同的方向延伸，所述第一连接部及所述过渡部之间形成第一凹槽，所述第二连接部及所述过渡部之间形成第二凹槽，当各所述第三钢丝扭绞缠绕时，一所述第三钢丝的第一连接部插设于所述第二凹槽，另一相邻所述第三钢丝的第二连接部插设于所述第一凹槽。
在其中一个实施例中，所述传感筋的外部套设有护套，所述护套将所述传感筋与所述安装槽的槽壁隔离开。
在其中一个实施例中，至少包括以下中的一项：
所述传感筋为光纤光栅丝或纤维复合光栅丝；
所述护套为塑胶套或钢套。
在其中一个实施例中，所述传感器卡设于所述传感筋内或通过连接线连接于所述传感筋外，且所述传感器与所述传感筋连接并用于接收并输出所述传感筋传导的受力信号。
附图说明
图1为一实施例中上述拉索的结构示意图；
图2为一实施方式中的拉索的横向截面示意图；
图3为另一实施方式中的拉索的横向截面示意图；
图4为再一实施方式中的拉索的横向截面示意图；
图5为又一实施方式中的拉索的横向截面示意图；
图6为图1示出的拉索的另一实施方式的横向截面示意图。
附图标记：
100、中心丝；200、扭绞钢丝层；201、安装槽；211、第一钢丝；212、第二钢丝；213、第三钢丝；214、第一连接部；215、第二连接部；216、过渡部；217、第一凹槽；218、第二凹槽；300、传感筋。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参阅图1，图1示出了本发明一实施例中拉索的结构示意图。上述拉索的端面与锚具铆接，锚具与桥梁、铁路或建筑结构连接，以使拉索作为受力载体广泛应用于混凝土预应力筋、桥梁拉索、岩土锚索等建筑工程中。
由于上述拉索易受周围环境的影响，而腐蚀生锈导致预应力损失，使拉索无法正常使用。因此，需要对拉索的工作状态进行长期实时的监测，监测拉索的应力状态，保障使用安全性。
请参考图2，上述拉索包括中心丝100、扭绞钢丝层200及传感筋300，传感筋300可拆卸地连接于扭绞钢丝层200的外周，传感筋300并用于传导扭绞钢丝层200的受力大小。
具体地，扭绞钢丝层200包括多根钢丝，多根钢丝呈螺旋状扭绞于中心丝100的周侧，扭绞钢丝层200的外周开设有安装槽201，安装槽201沿钢丝的扭绞方向延伸，传感筋300设置于安装槽201内。
可以理解的是，通过将传感筋300可拆卸地连接于扭绞钢丝层200的外周，改善因安装锚具而使传感筋300损坏的情况，传感筋300拆装方便省时，能够实施检测上述拉索各受力状态时的拉应力，避免使用过程中拉断而存在安全隐患。
在一实施例中，请参考图2，扭绞钢丝层200中，至少一根钢丝开设有安装槽201，安装槽201的槽口外露于扭绞钢丝层200的外周面。
可以理解的是，由于钢丝上的安装槽201的槽口外露于扭绞钢丝层200的外周面，因此，安装槽201的开设位置最好选择扭绞钢丝层200最外侧的钢丝上。钢丝的外侧面指的是在钢丝扭绞地设置于扭绞钢丝层200时朝外的一侧的表面，也即背向中心丝的所在一侧的表面。对于呈圆柱状的钢丝而言，其外侧表面即为露出扭绞钢丝层200的部分，该部分表面构成扭绞钢丝层200的外周面。
该实施例中，安装槽201的径向尺寸等于传感筋300的径向尺寸，使传感筋300恰好卡设于安装槽201内，且传感筋300的外壁能够与钢丝的周向侧壁齐平。通过该结构设置，有效固定传感筋300且防止传感筋300受损，整体结构外观美观，便于拆装。
在另一实施例中，请参考图3，位于扭绞钢丝层200最外侧的钢丝中，至少一根钢丝的外侧面与相邻的钢丝的外侧面之间存在间隙，间隙形成安装槽201。
可以理解的是，两相邻的钢丝的外侧面之间的间隙形成安装槽201时，安装槽201也是外露于扭绞钢丝层200的外周面，从而在拉索受到拉力时，位于安装槽201内的传感筋300不会受到钢丝的挤压而受损，从而确保拉索的应力监测有效性。
该实施例中，安装槽201的径向尺寸等于传感筋300的径向尺寸，使传感筋300恰好卡设于安装槽201内。
在其他实施例中，请参考图6，扭绞钢丝层200中，可以在至少一根钢丝开设有一安装槽201，且至少一根钢丝的外侧面与相邻的钢丝的外侧面之间存在间隙并形成另一安装槽201。通过在对应的安装槽201内设置传感筋300，从而将不同位置的传感筋300的监测结果进行比对，提高监测的准确性。
在一些实施例中，安装槽201沿钢丝的扭绞方向延伸，且安装槽201的长度等于钢丝的长度。在其他实施例中，安装槽201的长度还可以小于钢丝的长度，只要满足传感筋300的安装需求即可。
在一些实施例中，每一安装槽201内卡持一根传感筋300。在其他实施例中，每一安装槽201内可以卡持至少两根传感筋300，防止单根传感筋300受损而无法有效监测拉应力。
进一步地，在一实施例中，传感筋300的外部套设有护套(图未示)，护套将传感筋300与安装槽201的槽壁隔离开，避免传感筋300与安装槽201的槽壁硬摩擦磨损。
在具体实施方式中，护套为塑胶套或钢套，护套可以直接套设或铆接于传感筋300的外周，以将传感筋300包裹于护套内。传感筋300为光纤光栅丝或纤维复合光栅丝，机械强度高且不易老化损坏，可以较好地保证拉应力实时监测的有效性。
需要指出的是，传感筋300的长度可以小于钢丝的长度，以避让开钢丝与锚具的安装连接处。
在一些实施例中，上述拉索还包括传感器(图未示)，传感器与传感筋300电性连接并用于检测拉应力，进而得到拉索的内力全分布情况，实现对上述拉索长期工作状态的实时、全尺度监测，确保使用期内预应力拉索的安全运行，满足结构安全监测的高精度和长期性的技术要求。
具体在一些实施例中，传感器卡设于传感筋300内，例如，传感器可以呈片状并植入钢丝内，使传感器及钢丝耦合为一整体，能够简化结构且提高信号传输速率。
在其他实施例中，传感器通过连接线连接于传感筋300外，传感器损坏后能够及时更换。
在具体实施方式中，传感器可以为压力传感器，传感器可以实时监测拉索的拉应力，当拉索的拉应力超过预设值时能够发出蜂鸣声或提示音，提醒操作员及时检查及更替钢丝。
在一实施例中，请参考图4及图5，钢丝包括第一钢丝211及第二钢丝212，第一钢丝211的径向尺寸大于第二钢丝212的径向尺寸，多根第一钢丝211围绕中心丝100扭绞时会留有间隙，第二钢丝212设于相邻的第一钢丝211的间隙处。
该实施例中，通过将径向尺寸不同的两种钢丝绕中心丝100扭绞，能够减小各钢丝的缝隙，提高空间利用率；在有限空间内容纳更多的钢丝，提高上述拉索的强度。
需要指出的是，在一些实施例中，第一钢丝211及第二钢丝212的横截面均呈圆形。在其他实施例中，第一钢丝211及第二钢丝212的横截面可以呈椭圆形或其他不规则形状。
在另一实施例中，请参考图3，钢丝还包括第三钢丝213，多根第一钢丝211及第二钢丝212围绕中心丝100扭绞，第三钢丝213呈扭绞状设置于扭绞钢丝层200的最外侧。
具体地，如图3所示，第三钢丝213包括第一连接部214、第二连接部215及过渡部216，第一连接部214及第二连接部215分别连接于过渡部216的两端且沿不同的方向延伸，以使第三钢丝213的横截面呈Z型。第一连接部214及过渡部216之间形成第一凹槽217，第二连接部215及过渡部216之间形成第二凹槽218。
该实施例中，当各第三钢丝213扭绞缠绕时，一第三钢丝213的第一连接部214插设于第二凹槽218，另一相邻第三钢丝213的第二连接部215插设于第一凹槽217。各第三钢丝213之间的有效接触面积增大，各第三钢丝213之间能够互相卡持而不易滑移，机械强度较高。
需要指出的是，第一连接部214及第二连接部215的尺寸可以根据实际要求进行调整，以使第三钢丝213间缝隙减小。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种拉索，其特征在于，包括：
中心丝；
扭绞钢丝层，包括多根钢丝，所述多根钢丝呈螺旋状扭绞于所述中心丝的周侧，所述扭绞钢丝层的外周开设有安装槽，所述安装槽形成于所述扭绞钢丝层最外侧的钢丝中的至少一根所述钢丝上，或形成于所述扭绞钢丝层最外侧至少一根钢丝的外侧面与相邻的钢丝的外侧面之间的间隙，所述安装槽的槽口外露于所述扭绞钢丝层的外周面，所述安装槽沿所述钢丝的扭绞方向延伸，所述扭绞钢丝层还包括第三钢丝，所述第三钢丝包括第一连接部、第二连接部及过渡部，所述第一连接部及所述第二连接部分别连接于所述过渡部的两端且沿不同的方向延伸，所述第一连接部及所述过渡部之间形成第一凹槽，所述第二连接部及所述过渡部之间形成第二凹槽，所述第三钢丝的第一连接部插设于所述第二凹槽，另一相邻所述第三钢丝的第二连接部插设于所述第一凹槽；以及
传感筋，可拆卸地设置于所述安装槽内，并用于传导所述扭绞钢丝层的受力大小；
传感器，所述传感器卡设于所述传感筋内或通过连接线连接于所述传感筋外，且所述传感器与所述传感筋连接并用于接收并输出所述传感筋传导的受力信号。
2.根据权利要求1所述的拉索，其特征在于，所述传感筋为光纤光栅丝或纤维复合光栅丝。
3.根据权利要求1所述的拉索，其特征在于，所述扭绞钢丝层包括第一钢丝及第二钢丝，所述第一钢丝及所述第二钢丝的径向尺寸不同，所述第二钢丝卡设于相邻的所述第一钢丝的间隙处。
4.根据权利要求3所述的拉索，其特征在于，所述第一钢丝及所述第二钢丝的横截面均呈圆形。
5.根据权利要求3所述的拉索，其特征在于，所述第三钢丝的横截面呈Z型，所述第三钢丝呈扭绞状地设置于所述扭绞钢丝层的最外侧。
6.根据权利要求1所述的拉索，其特征在于，所述传感筋的外部套设有护套，所述护套将所述传感筋与所述安装槽的槽壁隔离开。
7.根据权利要求6所述的拉索，其特征在于， 所述护套为塑胶套或钢套。
8.根据权利要求1所述的拉索，其特征在于，所述传感器为压力传感器。
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