CN207159817U - 一种刚柔组合复合材料主缆防护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，该防护系统螺旋缠绕在悬索桥主缆的圆形截面金属构件表面，所述防护系统包括第一层弹性体隔离层和第二层刚性缠包带；所述弹性体隔离层为弹性体带子或弹性涂料，采用叠置搭接缠绕、热压固化或涂抹在圆形截面金属构件表面；所述刚性缠包为带预浸料或手糊成型纤维增强复合材料，刚性缠包带缠绕在弹性体隔离层外部。本实用新型弹性体隔离层可直接缠绕到悬索桥主缆钢丝表面，用以承担外缠包带与主缆因温度变化、风及地震、车辆等荷载引起的变形差，本实用新型采用在弹性体隔离层表面再缠绕一层刚性缠包带，从而形成了一套刚柔组合复合材料防护系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及高分子材料领域，具体涉及一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，用于悬索桥主缆的防腐蚀保护
背景技术
悬索桥的设计基准期为100年。根据我国统计数据，目前国内外已建成的悬索桥主缆均有不同程度的锈蚀，刚建成的悬索桥往往不到20年就发生了非常严重主缆腐蚀现象。且主缆被称为悬索桥的“生命线”，是不可替代结构。主缆钢丝腐蚀严重地危及到悬索桥的安全性。
目前悬索桥主缆防护所采用的方法主要有：主缆腻子钢丝缠绕涂层法；合成护套防护法；主缆内部干燥空气除湿法，等。其中主缆腻子钢丝缠绕涂层法是最早最常采用的一种主缆防护方法，但涂层的干裂以及圆钢丝缠绕层的裂缝使得主缆的防腐效果不太理想。合成护套防护法主要有20世纪60～70年代由美国开发的玻璃纤维树脂涂料复合防护方法和橡胶缠带涂层方法。由于早期的加工工艺以及材料性能不稳定等问题导致玻璃纤维树脂涂料复合防护方法也不尽如人意，橡胶的老化开裂问题也严重影响了采用橡胶缠带涂层方法进行主缆防护的悬索桥主缆的安全性能。20世纪末由日本最先开发应用主缆内部干燥空气除湿法目前来看效果反映良好，但采用主缆内部干燥空气除湿法进行主缆防护的关键在于确保主缆表面的密闭性，以达到主缆内部长期保持封闭干燥且不受湿气损害的目的。且主缆因温度变化、风及地震、车辆等荷载会引起主缆的变形，因此主缆防护系统需要能随着主缆一块变形的能力，并尽量减少主缆的形变。鉴于以上要求需研发一种强度较高、耐候性好、难以开裂并能随着主缆的变形有一定变形能力的刚柔组合防护措施。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有悬索桥主缆防腐蚀保护存在的问题，提供一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，该系统包括两个主要部分，分别是弹性体隔离层和刚性缠包带，将该防护系统缠绕在主缆钢丝表面，可以单独使用，也可与传统防腐材料相结合使用，代替传统的油漆防腐措施和热塑性PE(聚乙烯)护套，其中弹性体隔离层可采用热压固化方式连接也可直接缠绕在主缆钢丝表面，刚性缠包带采用紫外线照射(喷水) 固化连接或手糊成型的方式成型。
本实用新型采用的技术方案为：一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，该防护系统螺旋缠绕在悬索桥主缆的圆形截面金属构件表面，所述防护系统包括第一层弹性体隔离层和第二层刚性缠包带；
所述弹性体隔离层为弹性体带子或弹性涂料，采用叠置搭接缠绕、热压固化或涂抹在圆形截面金属构件表面；
所述刚性缠包带为预浸料(光固化、水固化)或手糊成型纤维增强复合材料，刚性缠包带缠绕在弹性体隔离层外部，刚性缠包带缠绕方式分为三种：刚性缠包带为自然光照或紫外线照射固化时，刚性缠包带采用叠置搭接缠绕方式；刚性缠包带为喷水固化时，刚性缠包带采用不搭接的相邻缠绕方式；刚性缠包带为手糊成型时，刚性缠包带采用现场缠绕纤维织物再浸渍树脂的方式，形成完整密封的防腐护套系统。
作为优选，所述弹性体带子采用硅橡胶、三元乙丙、天然橡胶、丁腈胶、海帕龙或聚氨酯粘弹性体，所述弹性涂料采用硅烷改性密封膏、聚氨酯弹性体、油漆腻子或膏泥。
作为优选，所述刚性缠包带宽度为25cm，所述弹性体带子宽度为25cm。
作为优选，所述弹性涂料应根据实际工程需要均匀涂抹在金属构件表面，形成厚度均匀的弹性体护套。
作为优选，所述弹性体带子与刚性缠包带采用叠置搭接缠绕方式时的搭接长度为8cm。
作为优选，所述弹性体带子与刚性缠包带采用错缝缠绕，错缝距离不少于带宽的1/3。
作为优选，所述刚性缠包带颜色有浅黄色、乳白色、银灰反光色和银灰云母色，优选为乳白色，由于其在长期恶劣环境中使用，需考虑使用不易褪色的颜色；所述弹性体隔离层颜色无特殊要求。
本实用新型弹性体隔离层可直接缠绕到悬索桥主缆钢丝表面，用以承担外缠包带与主缆因温度变化、风及地震、车辆等荷载引起的变形差，针对弹性体隔离层所用弹性材料不耐老化，强度低，易开裂等缺点本实用新型采用在弹性体隔离层表面再缠绕一层刚性缠包带，从而形成了一套刚柔组合复合材料防护系统。
有益效果：
1、本实用新型一种刚柔组合复合材料主缆防护系统的两种组成部分弹性体隔离层 (弹性体带子)与刚性缠包带属于工厂预制，生产质量易得到保证，产品性能稳定。
2、本实用新型一种刚柔组合复合材料主缆防护系统的组分之一弹性体隔离层，在承担外缠包带与主缆因温度变化、风及地震、车辆等荷载引起的变形差的同时，形成内阻尼层，能有效隔离复合材料缠包带与受力主缆钢丝，并通过主缆的相对运动消耗振动能量，使得外缠包带不随着主缆一起承受较大的拉力，大幅改善外层预浸料缠包带的疲劳抗裂性能。
3、本实用新型一种刚柔组合复合材料主缆防护系统的组分之一刚性缠包带针对弹性体隔离层所用弹性材料不耐老化，强度低，易开裂等缺点采用在弹性体隔离层表面再缠绕一层刚性缠包带的方法，使内部弹性体隔离层与外界环境隔离，从而既达到密封主缆的效果，并能使得本复合材料主缆防护体系随着主缆的变形而变形达到更好的隔断外部潮湿空气的效果，从而增强了本复合材料主缆防护系统的防腐的可靠性。
4、本实用新型一种刚柔组合复合材料主缆防护系统的组分之一刚性缠包带可在现场缠绕，由预浸料(光固化、水固化)或手糊成型的纤维增强复合材料制作而成，施工方便；且破损后，可在原处缠绕，方便维修。
5、本实用新型一种刚柔组合复合材料主缆防护系统的组分之一刚性缠包带具有较好的耐紫外老化性能，可以有效减缓内部弹性体材料的老化开裂问题。
6、本实用新型一种刚柔组合复合材料主缆防护系统的组分之一刚性缠包带采用高强度连续多向玻璃纤维织物增强，具有强度高，不易开裂的优点。
7、本实用新型一种刚柔组合复合材料主缆防护系统的组分之一刚性缠包带密闭性好，不会出现PE(聚乙烯)护套易产生裂缝的问题。
附图说明
图1为本实用新型一种刚柔组合复合材料主缆防护系统组分之一刚性缠包带结构示意图；
图2为本实用新型一种刚柔组合复合材料主缆防护系统包裹在主缆钢丝表面示意图；
图3为本实用新型一种刚柔组合复合材料主缆防护系统在悬索桥主缆表面包裹后截面示意图。
其中：1—刚性缠包带；2—弹性体隔离层；3—悬索桥主缆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
如图1、2和3所示，本实用新型的一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，该系统包括两个主要部分，分别是弹性体隔离层2和刚性缠包带1；该刚性缠包带1由预浸料 (光固化、水固化)或手糊成型的纤维增强复合材料制作而成；该弹性体隔离层2由硅橡胶、三元乙丙、天然橡胶、丁腈胶、海帕龙和聚氨酯粘弹性体等弹性体带子或硅烷改性密封膏、聚氨酯弹性体、油漆腻子、膏泥等弹性涂料制作而成；所述刚性缠包带1螺旋缠绕在悬索桥主缆3表面，刚性缠包带1总厚度为2mm，刚性缠包带1宽度25cm；所述弹性体隔离层2厚度为2mm，弹性体隔离层2(弹性体带子)宽度25cm；悬索桥主缆3直径为0.9m，刚性缠包带1与弹性体隔离层2(弹性体带子)均采用叠置搭接缠绕方式错缝缠绕，叠置宽度均为8cm，形成完整密封的防腐护套系统；或采用弹性涂料与缠包带的组合形式，弹性涂料应根据实际工程需要均匀涂抹与主缆钢丝表面，与缠包带形成完整密封的防腐护套系统。
以上结合附图对本实用新型的实施方式做出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本实用新型的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，其特征在于：该防护系统螺旋缠绕在悬索桥主缆的圆形截面金属构件表面，所述防护系统包括第一层弹性体隔离层和第二层刚性缠包带；
所述弹性体隔离层为弹性体带子或弹性涂料，采用叠置搭接缠绕、热压固化或涂抹在圆形截面金属构件表面；
所述刚性缠包带为预浸料或手糊成型纤维增强复合材料，刚性缠包带缠绕在弹性体隔离层外部，刚性缠包带缠绕方式分为三种：刚性缠包带为自然光照或紫外线照射固化时，刚性缠包带采用叠置搭接缠绕方式；刚性缠包带为喷水固化时，刚性缠包带采用不搭接的相邻缠绕方式；刚性缠包带为手糊成型时，刚性缠包带采用现场缠绕纤维织物再浸渍树脂的方式，形成完整密封的防腐护套系统。
2.根据权利要求1所述的一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，其特征在于：所述弹性体带子采用硅橡胶、三元乙丙、天然橡胶、丁腈胶、海帕龙或聚氨酯粘弹性体，所述弹性涂料采用硅烷改性密封膏、聚氨酯弹性体、油漆腻子或膏泥。
3.根据权利要求1所述的一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，其特征在于：所述刚性缠包带宽度为25cm，所述弹性体带子宽度为25cm。
4.根据权利要求1所述的一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，其特征在于：所述弹性涂料应均匀涂抹在金属构件表面。
5.根据权利要求1所述的一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，其特征在于：所述弹性体带子与刚性缠包带采用叠置搭接缠绕方式时的搭接长度为8cm。
6.根据权利要求1所述的一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，其特征在于：所述弹性体带子与刚性缠包带采用错缝缠绕，错缝距离不少于带宽的1/3。
7.根据权利要求1所述的一种刚柔组合复合材料主缆防护系统，其特征在于：所述刚性缠包带颜色为乳白色。
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