[发明专利]复合材料缠绕增强钢索及其制作方法

说明书

本发明公开了复合材料缠绕增强钢索及其制作方法。该复合材料缠绕增强钢索包括：多股钢索、单向复合材料布和热固性填料。其中，所述单向复合材料布缠绕在所述多股钢索的表面；所述热固性填料设在所述多股钢索之间，所述多股钢索与所述单向复合材料布之间，和所述单向复合材料布之中。该复合材料缠绕增强钢索具有优异的耐腐蚀、抗疲劳性能，且制作工艺简单，便于在施工现场实施，具有显著的经济效益。

技术领域

本发明涉及钢索防腐加固技术领域，具体而言，本发明涉及复合材料缠绕增强钢索及其制作方法。

背景技术

在已建成的悬索桥、斜拉桥中，缆索系统的主缆主要都是由一定数量的钢索组成，这些钢索长期暴露在风雨、潮湿的自然环境中，并且承受来自桥梁的动载和静载，非常容易发生腐蚀和疲劳问题，一旦钢索发生腐蚀或疲劳问题，会引发严重的安全事故。钢索的腐蚀几乎存在于所有已建的缆索桥中，造成腐蚀的主要原因是在施工过程的侵入水汽的滞留以及运营过程中防腐涂层损伤造成外界水汽的进入。如何对钢索进行加固防腐，是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出复合材料缠绕增强钢索及其制作方法。该复合材料缠绕增强钢索具有优异的耐腐蚀、抗疲劳性能，且制作工艺简单，便于在施工现场实施，具有显著的经济效益。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种复合材料缠绕增强钢索。根据本发明的实施例，该复合材料缠绕增强钢索包括：多股钢索；单向复合材料布，所述单向复合材料布缠绕在所述多股钢索的表面；热固性填料，所述热固性填料设在所述多股钢索之间，所述多股钢索与所述单向复合材料布之间，和所述单向复合材料布之中。

根据本发明上述实施例的复合材料缠绕增强钢索，充分利用了复合材料轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳的优势，复合材料可与钢索共同受力，显著提高钢索的疲劳寿命。同时，结合热固性填料，单向复合材料布可在钢索表面形成保护层，有效避免外界水汽的渗入，并起到防腐作用。此外，该复合材料缠绕增强钢索的制作工艺简单，便于在施工现场实施，具有显著的经济效益。

另外，根据本发明上述实施例的复合材料缠绕增强钢索还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述多股钢索包括多个子组，每个所述子组的表面均缠绕有单向复合材料布。

在本发明的一些实施例中，所述单向复合材料布的纤维方向与钢索长度方向的夹角为10°～30°。

在本发明的一些实施例中，相邻两圈所述单向复合材料布的搭接宽度为2～5cm。

在本发明的一些实施例中，所述单向复合材料布为玻璃纤维复合材料布、碳纤维复合材料布、玄武岩纤维复合材料布或混杂复合材料布。

在本发明的一些实施例中，所述热固性填料为环氧树脂。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种制作上述实施例的复合材料缠绕增强钢索的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)提供多股钢索；(2)在所述多股钢索的表面缠绕单向复合材料布；(3)在所述多股钢索缠绕有所述单向复合材料布的部分套设传热套管，并将所述传热套管沿所述多股钢索长度方向的一端封闭；(4)向所述传热套管中注入热固性填料；(5)对所述传热套管进行热处理，以便使所述热固性填料固化；(6)对步骤(5)所得产品进行养护，得到所述复合材料缠绕增强钢索。

根据本发明上述实施例的制作复合材料缠绕增强钢索的方法，首先在成股的钢索表面缠绕单向复合材料布，然后在缠绕好单向复合材料布的一段套上传热套管，并将其一端封闭。后续，向传热套管中注入热固性填料，热固性填料可填充在多股钢索之间、多股钢索与复合材料布之间，并浸入复合材料布中。进一步地，通过对传热套管进行热处理，以便使热固性填料固化，使单向复合材料布在钢索表面形成保护层，有效避免外界水汽的渗入，并起到防腐作用。该方法工艺简单，便于在施工现场实施，具有显著的经济效益。