CN112431133B - 应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索，包括：碳纤维索芯；囊套，包括包覆于所述碳纤维索芯的囊体和填充于所述囊体中的阻热液；绝热套，套设于所述囊套的外部；以及柔性保护管，套设于所述绝热套的外部。本发明解决了现有采用防火材料包覆碳纤维复合材料，在柔性结构构件中使用过程中由于较大的变形导致防火材料开裂，失去防火效果的问题。

Description

应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索。
背景技术
碳纤维复合材料的最大的缺陷是防火能力差。在有氧状态下，60℃起碳纤维复合材料的强度、弹性模量就开始下降；超过300℃时，碳纤维复合基本丧失强度和刚度。
为提升碳纤维复合材料的防火性能，技术人员采用薄型防火涂料、厚型防火涂料、防火板及水泥砂浆等防火材料包覆碳纤维。上述做法虽然可以提升碳纤维的防火性能，但只适合用于刚性结构(结构变形相较于结构尺寸非常小的)构件——例如混凝土柱、混凝土梁等。对于柔性结构构件，例如拉索，在安装过程中和使用过程中存在较大的变形，会导致涂料、防火板、砂浆开裂，使其失去防火效果。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索，以解决现有采用防火材料包覆碳纤维复合材料，在柔性结构构件中使用过程中由于较大的变形导致防火材料开裂，失去防火效果的问题。
为实现上述目的，提供一种应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索，包括：
碳纤维索芯；
囊套，包括包覆于所述碳纤维索芯的囊体和填充于所述囊体中的阻热液；
绝热套，套设于所述囊套的外部；以及
柔性保护管，套设于所述绝热套的外部。
进一步的，所述囊体呈环形。
进一步的，所述囊体的内部沿所述囊体的圆周方向形成有中隔层，所述中隔层与所述囊体的外环壁、内环壁之间分别形成环形的密封空腔，所述阻热液填充于所述密封空腔中。
进一步的，所述外环壁和所述中隔层分别形成有卸压孔洞，所述卸压孔洞内安装有可拆卸地封堵胶，在所述密封空腔内的气压达到预设压力后，所述阻热液冲破所述封堵胶。
进一步的，所述阻热液为纯水。
进一步的，所述囊体为橡胶囊体。
进一步的，所述柔性保护管为金属波纹管。
本发明的有益效果在于，本发明的应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索，其中，以绝热套作为一道防火措施，阻滞外部热量向应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的内部传递，同时起基本的固形作用；以柔性保护管起固定应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索形状的作用，同时防止绝热套在过火时开裂脱落，保持绝热套的整体性，柔性保护管具有一定的变形能力，可以适应安装过程及使用过程中的变形；在外部热量传递进入绝热套的内部后，囊体中的阻热液吸收热量，阻断热量传递至碳纤维索芯，使得碳纤维索芯能维持强度和刚度，而碳纤维索芯外部的囊套、绝热套和柔性保护管组成对碳纤维索芯的柔性保护，有效提升应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的防火性能，同时适应应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的大变形。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例的应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的结构示意图。
图2为本发明实施例的应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的纵截面的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1为本发明实施例的应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的结构示意图(应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的横截面)、图2为本发明实施例的应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的纵截面的示意图。
参照图1和图2所示，本发明提供了一种应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索，包括：碳纤维索芯1、囊套、绝热套3和柔性保护管4。
具体的，碳纤维索芯1呈圆柱形或棱柱形。
囊套包括囊体21和阻热液22。囊体21包覆于碳纤维索芯1。阻热液22填充于所述囊体21中。
绝热套3套设于囊套的外部。柔性保护管4套设于绝热套3的外部。
本发明的应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索，其中，以绝热套作为一道防火措施，阻滞外部热量向应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的内部传递，同时起基本的固形作用；以柔性保护管起固定应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索形状的作用，同时防止绝热套在过火时开裂脱落，保持绝热套的整体性，柔性保护管具有一定的变形能力，可以适应安装过程及使用过程中的变形；在外部热量传递进入绝热套的内部后，囊体中的阻热液吸收热量，阻断热量传递至碳纤维索芯，使得碳纤维索芯能维持强度和刚度，而碳纤维索芯外部的囊套、绝热套和柔性保护管组成对碳纤维索芯的柔性保护，有效提升应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的防火性能，同时适应应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的大变形。
在本实施例中，囊体21呈环形，其具有一环形腔体。
作为一种较佳的实施方式，囊体21的内部沿囊体21的圆周方向形成有中隔层23。中隔层23与囊体21的外环壁211、内环壁212之间分别形成环形的密封空腔。阻热液22填充于密封空腔中。
为了维持囊体内的气压的稳定，外环壁和中隔层23分别形成有卸压孔洞。
作为一种较佳的实施方式，卸压孔洞内安装有可拆卸地封堵胶24。在密封空腔内的气压达到预设压力(预设压力大于封堵胶的粘连力)后，阻热液22冲破封堵胶24，并从卸压孔洞逸出。
在发生火灾时，热量逐渐传至阻热液，使阻热液温升高并汽化，当囊体内的气压达到一定程度时，阻热液的蒸汽冲破封堵胶并从卸压孔洞逸出，从而保持囊体内的大气压强不变，使阻热液的温度维持在其沸点，大大地减缓碳纤维索芯的升温速度。
在本实施例中，阻热液22为纯水。在标准大气压下，其沸点是100℃，能使得碳纤维索芯的温度维持在100℃左右，确保碳纤维索芯的强度和刚度。
在本实施例中，囊体21为橡胶囊体。
绝热套3为炉渣、水渣、膨胀蛭石、矿物棉、岩棉、膨胀珍珠岩等松散保温材料填充于柔性保护管和囊体的外环壁211之间形成的绝热层。
柔性保护管4为金属波纹管。
较佳的，囊体、绝热套采用防火阻热材质制备。
本发明的应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索利用纯水做阻热、吸热层，保持内部的碳纤维索芯的温度不超过100℃，减缓碳纤维索芯的升温速度；采用柔性绝热材料的绝热套进一步增强应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索的防火性能；采用金属波纹管固定拉索形状，同时又具备一定的变形能力，满足安装过程、使用过程的变形要求。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (4)

1.一种应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索，其特征在于，包括：
碳纤维索芯；
囊套，包括包覆于所述碳纤维索芯的囊体和填充于所述囊体中的阻热液；
绝热套，套设于所述囊套的外部；以及
柔性保护管，套设于所述绝热套的外部；
所述囊体呈环形，所述囊体的内部沿所述囊体的圆周方向形成有中隔层，所述中隔层与所述囊体的外环壁、内环壁之间分别形成环形的密封空腔，所述阻热液填充于所述密封空腔中，所述外环壁和所述中隔层分别形成有卸压孔洞，所述卸压孔洞内安装有可拆卸地封堵胶，在所述密封空腔内的气压达到预设压力后，所述阻热液冲破所述封堵胶。
2.根据权利要求1所述的应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索，其特征在于，所述阻热液为纯水。
3.根据权利要求1所述的应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索，其特征在于，所述囊体为橡胶囊体。
4.根据权利要求1所述的应用于桥梁及空间结构的耐火碳纤维拉索，其特征在于，所述柔性保护管为金属波纹管。
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