CN113818347A - 一种复合碳纤维绞线拉索 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合碳纤维绞线拉索,包括绞线本体、大护套,所述大护套设置在所述绞线本体的外表面用于保护所述绞线本体,所述绞线本体包括钢绞线、复合碳纤维绞线,所述复合碳纤维绞线包括边钢丝、碳纤维中心丝、环氧涂层、PE套,所述边钢丝与所述碳纤维中心丝纽铰设置在一起,所述PE套设置在所述复合碳纤维绞线的外表面用于保护所述复合碳纤维绞线。本发明碳纤维中心丝与六根边钢丝扭绞在一起,碳纤维中心丝被六根边钢丝很好的保护起来,六根边钢丝可以抵抗外界的剪力,该创新结构很好的解决了碳纤维抗剪不足的而难以推广工程应用的难题。

Description

一种复合碳纤维绞线拉索
技术领域
本发明涉及拉索技术领域,具体为一种复合碳纤维绞线拉索。
背景技术
碳纤维拉索在国内外的研究起步比较早,距今也有近20年,但是一直没有大面积推广应用,国内的桥梁工程应用没有,国外也仅仅是在某个桥梁项目中少数几根拉索应用碳纤维拉索。出现这种局面的原因大致是三方面,一是拉索理论上只受轴力,但桥梁荷载工况复杂,拉索的实际受力也比较复杂,碳纤维拉索结构一直沿用平行钢丝拉索的索体结构,由于碳纤维筋本身不抗剪,桥梁设计师一直担心拉索安全性;二是碳纤维拉索的锚固体系未解决,特别是大吨位拉索的锚固体系;三是纯碳纤维拉索的造价高。
专利申请号为201410427327.7提供了一种基于碳纤维和钢绞线的高阻尼复合斜拉索,该专利摘要阐述复合纤维由1根高强钢丝和6根碳纤维丝制成, 6根碳纤维丝包绕在高强钢丝的外围。按照目前钢绞线生产工艺,在绞线扭绞过程中,边丝会受到很大的扭力和挤压力,但是碳纤维筋既不抗扭也不抗挤压,因此6根边碳纤维丝无法扭绞在钢中心丝周围,故该专利的设想不可能实现。
专利申请号为2000910025671.2,提供了一种玄武岩纤维复合筋及玄武岩纤维复合拉索。该专利摘要明确“所述的纤维筋材包括中心筋和外部筋,所述的中心筋由玄武岩纤维筋或碳纤维筋组成,所述的外部筋由玄武岩纤维复合筋组成,在所述的中心筋和外部筋之间设置有粘弹性填充层和内套筒”。该专利工艺复杂,外部筋的扭绞依然会因为玄武岩纤维复合筋的不抗扭和不抗挤压而失败。
专利申请号为201721845157.X,提供了一种碳纤维斜拉索体系。该专利摘要明确拉索索体为碳纤维棒合成的索体。专利申请号202010942659.4、202011075886.8、202110481264.3等都是采用平行钢丝拉索索体结构形式,依然没有克服纯碳纤维拉索不抗剪的难题,且与我方绞线结构索体形式不同。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供以下的技术方案:
本发明提供了一种复合碳纤维绞线拉索,
包括绞线本体、大护套,所述大护套设置在所述绞线本体的外表面用于保护所述绞线本体,所述绞线本体包括钢绞线、复合碳纤维绞线,所述复合碳纤维绞线包括边钢丝、碳纤维中心丝、环氧涂层、PE套,所述边钢丝与所述碳纤维中心丝纽铰设置在一起,所述PE套设置在所述复合碳纤维绞线的外表面用于保护所述复合碳纤维绞线。
优选的,所述边钢丝设置为六组,六组所述边钢丝均匀缠绕设置在所述碳纤维中心丝的外侧壁上。
优选的,所述环氧涂层包括第一环氧涂层、第二环氧涂层,所述第一环氧涂层涂覆在所述边钢丝的外侧壁,所述碳纤维中心丝与所述边钢丝之间的间隙填充第二环氧涂层。
优选的,所述钢绞线和所述复合碳纤维绞线数量总和为N,N≥1,即,所述钢绞线的数量为N1,N1≥0,复合碳纤维绞线数量为N2,N2=N-N1。
优选的,所述钢绞线设置为单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线、填充型环氧涂层钢绞线、镀锌钢绞线其中的一种或几种组合,所述碳纤维中心丝设置为碳纤维,或玻璃纤维,或芳纶纤维中的一种或几种混合组合。
一种复合碳纤维绞线生产工艺,
所述生产工艺包括以下步骤:
S1:中心丝替换,根据所用的钢绞线结构,抽出中心钢丝,换上碳纤维中心丝;碳纤维中心丝为优先选用碳纤维,也可以用玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混合组合来代替;根据工程项目特点,如有监测索力和拉索损伤自定位的需要,可以在中心丝中耦合光纤,或含光栅的光纤;
S2:环氧喷涂,在完成S2步后,将绞线整盘放入可旋转索盘,经清洗、预热、散丝、环氧喷涂、复扭、固化、冷却、收线工艺后,制成复合碳纤维绞线拉索;
S3:复绕,在完成S2步的收线后,由于收的线比较凌乱,需要重新收线打盘,重新打盘的复合碳纤维绞线拉索排列紧密、整齐,方便打包、存储、运输以及使用。
本发明有益效果
(1)本发明碳纤维中心丝与六根边钢丝扭绞在一起,碳纤维中心丝被六根边钢丝很好的保护起来,六根边钢丝可以抵抗外界的剪力,该创新结构很好的解决了碳纤维抗剪不足的而难以推广工程应用的难题。
(2)本发明通过静电喷涂工艺涂覆的环氧层能够很好的保护中心丝在整根绞线受轴向拉力作用下不受边钢丝的挤压破坏。
(3)本发明比纯碳纤维拉索造价低,有良好的经济效果及很强的竞争力。
(4)本发明可以沿用目前成熟的绞线锚固体系,而不用去开发新的锚固体系,解决了大吨位碳纤维拉索锚固体系开发的难题,便于工程应用及推广。
(5)本发明具有抗高疲劳应力幅的能力,可以用于高疲劳应力幅要求的工程项目,比如类似天眼索网结构项目。
附图说明
图1为本发明拉索结构剖视图。
图2为本发明复合碳纤维绞线结构剖视图。
附图标记说明:1-钢绞线,2-复合碳纤维绞线,3-大护套,4-碳纤维中心丝,5-边钢丝,6-第一环氧涂层,7-第二环氧涂层,8-PE套。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图,对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1-图2所示,本发明提供了一种复合碳纤维绞线拉索,
包括绞线本体、大护套3,所述大护套3设置在所述绞线本体的外表面用于保护所述绞线本体,所述绞线本体包括钢绞线1、复合碳纤维绞线2,所述复合碳纤维绞线2包括边钢丝5、碳纤维中心丝4、环氧涂层、PE套8,所述钢丝与所述碳纤维中心丝4纽铰设置在一起,所述PE套8设置在所述复合碳纤维绞线2的外表面用于保护所述复合碳纤维绞线2,所述边钢丝5设置为六组,六组所述边钢丝5均匀缠绕设置在所述碳纤维中心丝4的外侧壁上,所述环氧涂层包括第一环氧涂层6、第二环氧涂层7,所述第一环氧涂层6涂覆在所述边钢丝5的外侧壁,所述碳纤维中心丝4与所述边钢丝5之间的间隙填充第二环氧涂层7,所述第一环氧涂层6、第二环氧涂层7通过静电喷涂工艺涂覆在边钢丝5的外侧壁与间隙内,环氧层能够很好的保护中心丝在整根绞线受轴向拉力作用下不受边钢丝5的挤压破坏;
所述钢绞线1和所述复合碳纤维绞线2数量总和为N,N≥1,即,所述钢绞线1的数量为N1,N1≥0,复合碳纤维绞线2数量为N2,N2=N-N1,所述钢绞线1设置为单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线、填充型环氧涂层钢绞线、镀锌钢绞线其中的一种或几种组合,所述碳纤维中心丝4设置为碳纤维,或玻璃纤维,或芳纶纤维中的一种或几种混合组合,
一种复合碳纤维绞线2生产工艺,
所述生产工艺包括以下步骤:
S1:中心丝替换,根据所用的钢绞线1结构,抽出中心钢丝,换上碳纤维中心丝4;碳纤维中心丝4为优先选用碳纤维,也可以用玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混合组合来代替;根据工程项目特点,如有监测索力和拉索损伤自定位的需要,可以在中心丝中耦合光纤,或含光栅的光纤;
S2:环氧喷涂,在完成S2步后,将绞线整盘放入可旋转索盘,经清洗、预热、散丝、环氧喷涂、复扭、固化、冷却、收线工艺后,制成复合碳纤维绞线2拉索;
S3:复绕,在完成S2步的收线后,由于收的线比较凌乱,需要重新收线打盘,重新打盘的复合碳纤维绞线2拉索排列紧密、整齐,方便打包、存储、运输以及使用;
本发明通过抽出中心钢丝,换上碳纤维中心丝4,碳纤维中心丝4与六根边钢丝5扭绞在一起,碳纤维中心丝4被六根边钢丝5很好的保护起来,六根边钢丝5可以抵抗外界的剪力,且,本发明相对于以往采用中心丝耦合光纤的结构,碳纤维中心丝大大提高了中心丝自身的结构强度,提高了其抗拉强度,该创新结构很好的解决了碳纤维抗剪不足的而难以推广工程应用的难题。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复合碳纤维绞线拉索,其特征在于,
包括绞线本体、大护套,所述大护套设置在所述绞线本体的外表面用于保护所述绞线本体,所述绞线本体包括钢绞线、复合碳纤维绞线,所述复合碳纤维绞线包括边钢丝、碳纤维中心丝、环氧涂层、PE套,所述边钢丝与所述碳纤维中心丝纽铰设置在一起,所述PE套设置在所述复合碳纤维绞线的外表面用于保护所述复合碳纤维绞线。
2.根据权利要求1所述的一种复合碳纤维绞线拉索,其特征在于,
所述边钢丝设置为六组,六组所述边钢丝均匀缠绕设置在所述碳纤维中心丝的外侧壁上。
3.根据权利要求1所述的一种复合碳纤维绞线拉索,其特征在于,
所述环氧涂层包括第一环氧涂层、第二环氧涂层,所述第一环氧涂层涂覆在所述边钢丝的外侧壁,所述碳纤维中心丝与所述边钢丝之间的间隙填充第二环氧涂层。
4.根据权利要求1所述的一种复合碳纤维绞线拉索,其特征在于,
所述钢绞线和所述复合碳纤维绞线数量总和为N,N≥1,即,所述钢绞线的数量为N1,N1≥0,复合碳纤维绞线数量为N2,N2=N-N1。
5.根据权利要求1所述的一种复合碳纤维绞线拉索,其特征在于,
所述钢绞线设置为单丝涂覆环氧涂层预应力钢绞线、填充型环氧涂层钢绞线、镀锌钢绞线其中的一种或几种组合,所述碳纤维中心丝设置为碳纤维,或玻璃纤维,或芳纶纤维中的一种或几种混合组合。
6.一种复合碳纤维绞线生产工艺,其特征在于,
所述生产工艺包括以下步骤:
S1:中心丝替换,根据所用的钢绞线结构,抽出中心钢丝,换上碳纤维中心丝;碳纤维中心丝为优先选用碳纤维,也可以用玄武岩纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混合组合来代替;根据工程项目特点,如有监测索力和拉索损伤自定位的需要,可以在中心丝中耦合光纤,或含光栅的光纤;
S2:环氧喷涂,在完成S2步后,将绞线整盘放入可旋转索盘,经清洗、预热、散丝、环氧喷涂、复扭、固化、冷却、收线工艺后,制成复合碳纤维绞线拉索;
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