CN205786432U - 一种钢索损伤或断丝信号控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢索损伤或断丝信号控制系统，用于服役钢丝索和钢绞线组合索的损伤(断丝)信号控制，适用于桥梁、矿山、市政工程等柔性钢索。该系统基于钢索导电原理，利用电学信号与钢丝损伤(断丝)的相关关系，通过直接采集钢索的损伤(断丝)信号,提供钢索诊断、拆换的定量资料，以排除服役钢索骤断、桥梁损毁垮塌的危险。本实用新型对钢索的钢丝进行全长度(包括锚固区)的，直接、实时的损伤(断丝)信号拾取,不用传感器、无需现行的通过索力转换的，非确定性钢丝损伤评估破断。

Description

一种钢索损伤或断丝信号控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种钢索损伤或断丝信号控制系统，可用于服役钢丝索和钢绞线组合索的损伤(断丝)信号采集、传输和显示，适用于桥梁、矿山、市政工程等柔性钢索。

背景技术

索结构桥梁，为大型或超大型桥梁的主要桥型，目前在我国已达600余座。然而，钢索结构桥梁的钢索的破断寿命统计，仅为3～16年，很少超过20年。即在桥梁全寿命期(约100年)内，将多次破断或拆换。

当前的问题在于：因为钢索的作用载荷及环境介质的‘随机性’、‘共同性’或‘耦合性’，以及作用比重不同的‘协合效应’，现行技术对钢索在何时、何处破断，是不能准确预测的。现行的基于索力检测的钢索诊断技术，没有也不能控制钢索的骤断。

实用新型内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本实用新型的技术目标，在于提供一种钢索损伤或断丝信号控制系统，实现对钢索损伤或断丝信号的自动采集、传输、显示控制。将通过以下技术方案来实现：

一种钢索损伤或断丝信号控制系统，钢索由若干根钢丝或钢绞线组成，各钢丝或钢绞线的表面涂有绝缘的环氧树脂涂层，使钢丝或钢绞线间相互绝缘，所述钢索损伤或断丝信号控制系统包括电源和信号采集箱；

在所述钢索的第一端部，各待测钢丝或钢绞线均锚固于导电的钢锚板上，并通过输入导线接入电源；

在所述钢索的第二端部，所有钢丝或钢绞线均穿过绝缘锚板，所述绝缘锚板使各待测钢丝或钢绞线间相互绝缘；

在各待测钢丝或钢绞线穿过所述绝缘锚板后的外露镦头上各焊连有一根输出导线，各输出导线分别接入所述信号采集箱。

进一步地，在所述钢索的第一端部，各待测钢丝或钢绞线通过钢锚板固定， 各待测钢丝或钢绞线通过所述钢锚板相互联接为一导体。

进一步地，所述绝缘锚板为SMC复合材料锚板。

进一步地，所述SMC复合材料锚板采用无机纤维布或毡增强的树脂基复合材料。

本实用新型提供的钢索损伤或断丝信号控制系统，通过在钢索各待测钢丝或钢绞线的一端输入电流，在其另一端采集各待测钢丝或钢绞线的电学信号。基于钢索导电原理，构建电学信号与损伤(断丝)的相关关系，以直接采集钢索的损伤(断丝)信号,提供钢索拆换数据，以排除服役钢索骤断、桥梁损毁垮塌的危险。可广泛应用各种索结构工程。本实用新型可对钢索的钢丝或钢绞线进行全长度(包括锚固区)的，直接、实时的断丝信号拾取,无需现行的通过索力转换和非确定性的评估钢丝或钢绞线的破断。

附图说明

图1：钢索损伤断丝示意图；

图2：钢索横截面示意图；

图3：钢索第一端部的构造示意图；

图4：钢索第二端部的构造示意图。

具体实施方式

以下将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行完整的描述。显然，所描述的实施例，仅仅是本实用新型的一个示例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

图1为钢索损伤(断丝)示意图，图2为钢索1横断面示意图。结合图1和图2，钢索最外层是PE防护层108，平行钢丝或捻结的钢绞线109，包裹在防护层108内。索结构桥梁的理论分析和钢索的破断实例均表明，破断多从钢索1外层的钢丝或钢绞线109开始。因此，可在钢索1中选取若干外层钢丝或钢绞线109作为损伤或断丝信号采集控制的对象。对钢丝或钢绞线109的一端输入电流，其另一端将有相应的电学量输出，当被测钢丝或钢绞线109的另一端没有输出时，则表明钢丝或钢绞线109发生了破断。

图2中，作为信号采集对象的钢丝或钢绞线109有方格填充，以与其他钢丝或钢绞线109区分。钢索1包括若干根钢丝或钢绞线109，各根钢丝或钢绞 线109表面涂环氧树脂绝缘涂层，并经检验，具有绝缘的能力，从而使各根钢丝或钢绞线109相互绝缘。钢索损伤或断丝信号控制系统包括电源2和信号采集箱3。

钢索1具有两端，图3所示为钢索1的第一端部的结构示意图，钢索1的第一端部包括锚杯101、锚杯101内填充有环氧铁砂102，锚杯101通过螺母103固定，锚杯101上盖有盖板105。在钢索1的第一端部，各待测钢丝或钢绞线109通过钢锚板104固定，各待测钢丝或钢绞线109均锚固于导电的钢锚板104上。各待测钢丝104通过钢锚板104相互联接为一导体后，通过输入导线106接入电源2，从而只需一根输入导线106就可实现群体对各待测钢丝或钢绞线109通电。各待测钢丝或钢绞线109可通过钢锚板104联结，或以金属丝或金属片将各待测钢丝或钢绞线109相互焊连成为一体，以一根输入导线106就可对各待测钢丝或钢绞线109通电。各待测钢丝或钢绞线109接入的电源2电压应不大于220V。

图4为钢索1的第二端部的结构示意图，钢索1的两个端部结构基本相同，不同之处在于，在钢索1的第二端部，各待测钢丝或钢绞线109通过绝缘锚板联接固定，本实施例中，绝缘锚板采用SMC复合材料锚板。所有待测钢丝或钢绞线109穿过SMC复合材料锚板107，SMC复合材料锚板107使各待测钢丝或钢绞线109间相互绝缘。每一待测钢丝或钢绞线109穿过SMC复合材料锚板107后的外露镦头上各焊连有一根输出导线110，各输出导线110分别接入信号采集箱3，以采集各待测钢丝或钢绞线109的电流信号。由于在第二端部处各待测钢丝或钢绞线109通过SMC复合材料锚板107的相互隔离绝缘，使得各待测钢丝或钢绞线109间相互独立，这样，每一根待测钢丝或钢绞线109与电源2形成独立的电路，每一根输出导线110采集一根钢丝或钢绞线109的电流信号，并判断该钢丝或钢绞线109是否破断，不受其他钢丝或钢绞线109的影响。SMC复合材料锚板107采用无机纤维布或毡增强的树脂基复合材料，其构型和尺寸与同型号钢锚板104相同。

由于钢索1的各根钢丝或钢绞线109在该钢索1中是相互绝缘的，就可以根据各待测钢丝或钢绞线109是否有电流输出，来判断该钢丝或钢绞线109是否破断。本实用新型可对钢索1的钢丝或钢绞线109进行全长度(包括锚固区)的、直接、实时的损伤、断丝信号拾取,无需现行的通过索力转换和非确定性的评估钢丝或钢绞线109的破断。

钢索1的两端还可安装防护罩，以保护钢索1两端的导线106。将该钢索 损伤或断丝信号控制系统应用于索结构桥梁中，可以通过该系统判断各钢索1中的钢丝或钢绞线109的破断情况。

本实用新型的应用举例。

其一，在通常钢索中的应用：对于通常钢丝均匀受力、等强度的钢索，分析和实例表明，外层钢丝必先断。因在钢索的外层，取一定数量的钢丝或钢绞线109，作为损伤控制的对象。在钢索服役过程中，随时采集和传输选定的损伤控制钢丝或钢绞线109(或绞线)的损伤(断丝)信号。

其二，配合破损安全钢索的应用：在破损安全钢索(称FSCM)中，取定设计确认先断的F钢丝(或钢绞线)的两端，分别连接输入和输出导线，建立损伤或断丝信号控制系统，采集、传输钢索中F钢丝(或钢绞线)的损伤(断丝)信号，以实现断丝(F)不断索。

Claims (4)

1.一种钢索损伤或断丝信号控制系统，钢索由若干根钢丝或钢绞线组成，各钢丝或钢绞线的表面涂有绝缘的环氧树脂涂层，使钢丝或钢绞线间相互绝缘，其特征在于，所述钢索损伤或断丝信号控制系统包括电源和信号采集箱；

在所述钢索的第一端部，各待测钢丝或钢绞线均锚固于导电的钢锚板上，并通过输入导线接入电源；

在所述钢索的第二端部，所有钢丝或钢绞线均穿过绝缘锚板，所述绝缘锚板使各待测钢丝或钢绞线间相互绝缘；

在各待测钢丝或钢绞线穿过所述绝缘锚板后的外露镦头上各焊连有一根输出导线，各输出导线分别接入所述信号采集箱。

2.如权利要求1所述的钢索损伤或断丝信号控制系统，其特征在于，在所述钢索的第一端部，各待测钢丝或钢绞线通过钢锚板固定，各待测钢丝或钢绞线通过所述钢锚板相互联接为一导体。

3.如权利要求1所述的钢索损伤或断丝信号控制系统，其特征在于，所述绝缘锚板为SMC复合材料锚板。

4.如权利要求3所述的钢索损伤或断丝信号控制系统，其特征在于，所述SMC复合材料锚板采用无机纤维布或毡增强的树脂基复合材料。