一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁拉索，具体涉及碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索。


背景技术：

2.对于大跨度斜拉桥、悬索桥等桥梁，拉索是其结构体系中至关重要的受力承载部件。在其服役期内，这些部件不仅长期处于高应力状态，且饱受恶劣服役环境作用，使得疲劳、腐蚀，甚至失效等现象十分普遍，从而严重影响了上述基础设施的正常服役能力，缩短了服役寿命，并由此可能带来严重的直接与间接经济损失，造成重大的社会影响。因此，为了延长拉索的使用寿命，确保拉索的安全性，必须采取安全有效的措施来降低拉索发生腐蚀破坏程度。
3.纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer，简称frp)筋是以纤维为增强材料，以树脂为基体材料，经拉拔成型和必要的表面处理所形成的一种新型复合材料。它具有高强、轻质、不锈蚀、耐腐蚀、耐疲劳、减震性能好等优异性能。如将其制作成拉索，必须采用性能最高的碳纤维，目前研究技术已将碳纤维材料制作成碳纤维绞线，可以代替钢绞线成为拉索的受力部件，可以充分发挥它超强的抗拉性能、抗疲劳和抗腐蚀性能，大幅度提高结构的耐久性，降低结构运营期的维护费用，可望从根本上解决桥梁拉索耐久性不足的问题。
4.但碳纤维绞线也有自身的特点，碳纤维绞线是一种各向异性材料，它的抗拉强度高达2000mpa以上，而其径向抗压强度和筋束内纤维层间抗剪强度低，同时延伸率较小；由于碳纤维绞线的径向抗压强度与筋束内纤维层间抗剪强度低，将碳纤维绞线用作桥梁拉索，较难实现拉索的可靠锚固，导致目前的碳纤维绞线还不能广泛地用作桥梁拉索。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，在碳纤维绞线两端锚固一段钢纤维，使得整个拉索不仅可以解决桥梁拉索耐久性不足的问题，还能实现可靠锚固。
6.本实用新型揭示了一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，包括碳纤维绞线及钢绞线，所述碳纤维绞线的两端通过锚固结构连接钢绞线，所述锚固结构包括锚固体，该锚固体的中间设有灌胶腔体，该注胶腔体与锚固件表面的灌胶孔连通，锚固体的一端开设有供钢绞线插入的第一通道连通灌胶腔体，锚固体的另一端开设有供碳纤维绞线插入的第二通道连通灌胶腔体，所述灌胶腔体内注入环氧结构胶。
7.优选的，所述钢绞线插入第一通道内，其端部延伸至灌胶腔体内，延伸长度大于10cm。
8.优选的，所述碳纤维绞线插入第二通道内，其端部延伸至灌胶腔体内，延伸长度大于10cm。
9.优选的，所述碳纤维绞线套装铝套管后插入第二通道内。
10.优选的，所述环氧结构胶内混合有还原铁粉，该还原铁粉的目数为 100～200目。
11.优选的，所述钢绞线的长度为0.5～1m。
12.本实用新型的有益效果体现在：一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，具有如下有益效果：
13.整个拉索的主体结构采用碳纤维绞线，使得拉索具有耐腐蚀，耐疲劳、高强等性能；
14.在拉索两端连接钢绞线，利用钢绞线优异的锚固性能实现拉索在张拉状态下与桥梁上锚固件的锚固，确保整个拉索锚固可靠性；
15.对于碳纤维绞线与钢绞线之间的锚固，采用机械挤压连接与灌胶粘接的组合形式，提高锚固效率系数；
16.整个拉索不仅耐久性好，锚固性能也可靠。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
18.图1为本实用新型实施例的整体示意图；
19.图2为本实用新型实施例中锚固结构的具体示意图。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
21.本实用新型所揭示的一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，将碳纤维绞线与钢绞线进行锚固组合，形成一个组合式的拉索，不仅解决了碳纤维绞线在张拉状态下无法可靠锚固的问题，还解决了钢绞线耐久性差的问题，具体结构如图1～2所示，包括碳纤维绞线1，钢绞线2及锚固结构3，所述碳纤维绞线两端通过锚固结构连接钢绞线，所述钢绞线的长度为0.5～1m，这边钢绞线的长度的控制使得其既能实现有效锚固，又不会因为过长而降低拉索整体的耐久性。
22.具体说来，所述锚固结构包括锚固体4，该锚固体的中间设有灌胶腔体6，锚固体的一端开设有供钢绞线插入的第一通道9，该第一通道连通灌胶腔体，钢绞线插入第一通道，使其端部延伸至灌胶腔体内，同时锚固体的另一端开设有第二通道10连通灌胶腔体，碳纤维绞线插入第二通道内，其端部延伸至灌胶腔体内，利用挤压机对锚固体两端进行挤压，使得钢绞线被压紧在第一通道内，碳纤维绞线被压紧在第二通道内，为了提升碳纤维绞线与第二通道的拉拔力，在碳纤维绞线上套装铝套管5后插入第二通道。
23.所述灌胶腔体与锚固件表面的灌胶孔8连通，通过灌胶孔向灌胶腔体内注入环氧结构胶7，从而将碳纤维绞线与钢绞线粘接锚固，为了提升粘接锚固性能，控制钢绞线与碳纤维绞线在灌胶腔体内的插入深度不小于10cm，加大保环氧结构胶的接触面积，提升粘接锚固性能，同时在环氧结构胶内混合目数为 100～200目的还原铁粉，以增大摩擦力，提升
粘接强度。
24.由于碳纤维绞线的径向抗压强度与筋束内纤维层间抗剪强度低，其在张拉状态下难以实现可靠锚固，故而本实用新型使其在装配前(也就是非张拉状态)，将其与钢绞线锚固，利用机械和灌胶双结合的锚固方式实现两者的可靠锚固，而在拉索现场装配时，张拉状态下只需要将钢绞线与桥梁上的锚固件进行锚固即可，实现可靠锚固。
25.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。


技术特征：
1.一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，其特征在于：包括碳纤维绞线及钢绞线，所述碳纤维绞线的两端通过锚固结构连接钢绞线，所述锚固结构包括锚固体，该锚固体的中间设有灌胶腔体，该灌胶腔体与锚固件表面的灌胶孔连通，锚固体的一端开设有供钢绞线插入的第一通道连通灌胶腔体，锚固体的另一端开设有供碳纤维绞线插入的第二通道连通灌胶腔体，所述灌胶腔体内注入环氧结构胶。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，其特征在于：所述钢绞线插入第一通道内，其端部延伸至灌胶腔体内，延伸长度大于10cm。3.根据权利要求1所述的一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，其特征在于：所述碳纤维绞线插入第二通道内，其端部延伸至灌胶腔体内，延伸长度大于10cm。4.根据权利要求1所述的一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，其特征在于：所述碳纤维绞线套装铝套管后插入第二通道内。5.根据权利要求1所述的一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，其特征在于：所述钢绞线的长度为0.5～1m。

技术总结
本实用新型公开了一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，包括碳纤维绞线及钢绞线，所述碳纤维绞线的两端通过锚固结构连接钢绞线，所述锚固结构包括锚固体，该锚固体的中间设有灌胶腔体，该注胶腔体与锚固件表面的灌胶孔连通，锚固体的一端开设有供钢绞线插入的第一通道连通灌胶腔体，锚固体的另一端开设有供碳纤维绞线插入的第二通道连通灌胶腔体，所述灌胶腔体内注入环氧结构胶。本实用新型揭示的一种碳纤维绞线与钢绞线的组合式预应力拉索，在碳纤维绞线两端锚固一段钢纤维，使得整个拉索不仅可以解决桥梁拉索耐久性不足的问题，还能实现可靠锚固。还能实现可靠锚固。还能实现可靠锚固。


技术研发人员：黄金 白石
受保护的技术使用者：智性纤维复合加固南通有限公司
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2022/6/17