阅读说明：本技术 一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆及其加工方法 (Tied arch bridge hanger rod capable of optically detecting corrosion of steel wire and processing method thereof ) 是由 项宏亮 徐勋倩 付尚静 陈亮 吴高杰 刘永刚 顾钰雯 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆,包括吊杆锚固结构和索体,吊杆锚固结构包括吊杆锚杯、与吊杆锚杯固定连接的吊杆密封筒,索体包括若干平行钢丝构成的钢丝束；钢丝束的外侧裹覆有缠包带,缠包带外侧套接有一内层护套,内层护套在平行于钢丝束的方向上环状均布有六个检测通道,本发明还提供一种根据权利要求1所述的可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆的加工方法,包括以下步骤：(1)采用透明聚酯带对若干平行钢丝构成的钢丝束进行缠包；(2)采用热挤塑成型工艺形成吊杆的透明内层护套,采用高密度聚乙烯热挤塑成型吊杆外层护套；本发明采用光学检测方法对吊杆内是否生锈情况进行检测,简单、直观、准确。(The invention provides a tied arch bridge suspender capable of optically detecting corrosion of a steel wire, which comprises a suspender anchoring structure and a cable body, wherein the suspender anchoring structure comprises a suspender anchoring cup and a suspender sealing cylinder fixedly connected with the suspender anchoring cup, and the cable body comprises a steel wire bundle formed by a plurality of parallel steel wires; the invention also provides a processing method of the tied arch bridge suspender capable of optically detecting the corrosion of the steel wire, which comprises the following steps of: (1) winding a steel wire bundle consisting of a plurality of parallel steel wires by adopting a transparent polyester belt; (2) forming a transparent inner layer sheath of the suspender by adopting a hot extrusion molding process, and forming an outer layer sheath of the suspender by adopting high-density polyethylene hot extrusion molding; the invention adopts an optical detection method to detect whether the hanger rod is rusted or not, and is simple, intuitive and accurate.)

一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆及其加工方法

技术领域

本发明属于桥梁技术领域，具体涉及一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆及其生产方法。

背景技术

系杆拱桥结构受力明确、施工工艺成熟且工程总体经济性较好，在我国大、中型桥梁上尤其是跨越航道的桥梁上得到了广泛应用。吊杆作为系杆拱桥中桥面系与拱肋间的传力构件，对系杆拱桥的结构安全具有极其重要的意义，但近年来已有多起由于吊杆锈蚀失效而导致的中、下承式拱桥局部或整体坍塌的事故发生，其原因有设计缺陷和施工方面的不足，也有很大一部分的原因是桥梁运营期内吊杆内部锈蚀状况的不可检测性。

现有的系杆拱桥吊杆多采用厂家生产的成品吊杆，多以内部平行钢丝作为吊杆受力部件，如图1A-图1D所示，平行钢丝外缠包聚酯带，聚酯带外有内、外两层挤塑成型的高密度聚乙烯(HDPE)有色护套作为索体防护，吊杆两端设有密封筒和锚杯，平行钢丝在锚杯内分丝后墩头锚于锚板，吊杆安装、张拉后通过锚杯外螺母锚于系杆拱桥上方的拱肋和下方的系梁或横梁。

由于吊杆结构的密封性、平行钢丝外聚酯带和HDPE护套的不透明性，在役桥梁吊杆内部平行钢丝的锈蚀状况无法检测。现有的系杆拱桥吊杆锈蚀检测方法一般是打开吊杆上、下锚头，从吊杆锚头及钢丝墩头外观、吊杆下锚头是否有漏水现象等间接判断吊杆钢丝锈蚀情况，这种以点代线、以外在推断内部的判断方法具有很大的主观性，判断结果可靠度不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆及其加工方法，以解决现有吊杆结构内部钢丝锈蚀情况的不可检测性的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆，包括索体及设置在索体两端的两吊杆锚固结构，两所述吊杆锚固结构与拱桥固定连接；其特征在于，所述吊杆锚固结构包括相互连接的吊杆锚杯、与吊杆锚杯固定连接的吊杆密封筒，所述吊杆锚杯在远离吊杆密封筒一端设置有锚板，所述吊杆锚杯的最外侧端设置有一锚杯端部封板，所述吊杆密封筒在靠近吊杆锚杯一侧设置有一分丝限位板；所述吊杆密封筒在远离吊杆锚杯一侧设置有金属密封圈和橡胶圈；所述索体包括若干平行钢丝构成的钢丝束；所述钢丝束的外侧裹覆有缠包带，所述缠包带外侧套接有一内层护套，所述内层护套在平行于钢丝束的方向上环状均布有六个检测通道，所述内层护套的外侧套接有一外层护套，所述锚板上设置有供钢丝束的若干平行钢丝固定的若干钢丝定位孔，所述锚板上在若干钢丝定位孔的外周环状均布有六个第一斜向圆孔，所述分丝限位板上设置有供钢丝束的若干钢丝分别通过的钢丝通孔，所述分丝限位板在钢丝通孔的外侧设置有环状均布六个第二斜向圆孔，六个所述第二斜向圆孔与六个所述检测通道的位置相对应；所述吊杆锚杯内平行于钢丝走向设置六个透明管，所述透明管的一端***第二斜向圆孔内，所述透明管的另一端穿过吊杆锚杯上的第一斜向圆孔，并延伸至锚板外侧。

进一步的，所述缠包带为透明聚酯带。

进一步的，六个所述第一斜向圆孔与六个所述第二斜向圆孔分别组成六组通孔，每组通孔中的第一斜向圆孔和第二圆通处于同一竖直面内。

进一步的，所述内层护套采用透明改性聚丙烯材质，所述检测通道的直径为8mm；所述透明管采用聚丙烯制成。

进一步的，每一所述第一斜向圆孔和第二斜向圆孔均为倾斜设置的圆孔，所述第一斜向圆孔、第二斜向圆孔的倾斜角度与每组通孔中第一斜向圆孔、第二斜向圆孔之间所形成的倾斜角度相适配。

其中，所述第一斜向圆孔、第二斜向圆孔的端面直径为10.5mm。

优选的，所述吊杆锚杯的内侧设置有一圆台状空腔结构，其大端在远离吊杆密封筒一侧；锚板为与吊杆锚杯内壁相适应的带孔圆台状结构，其大端在远离吊杆密封筒一侧。

优选的，所述外层护套与分丝限位板之间通过橡胶垫圈及不锈钢抱箍进行固定连接。

本发明的实施例另外提供一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用透明聚酯带对若干平行钢丝构成的钢丝束进行缠包；

(2)将步骤(1)缠包的钢丝束移送至挤塑成型机头处，由挤塑成型机送出热的塑料材料，包裹在步骤(1)中缠包后的钢丝束外侧，形成内层护套和外层护套；内层护套上在挤塑成型过程中生成6个检测通道；

(3)加工吊杆锚杯和吊杆密封筒；吊杆锚杯和吊杆密封筒的连接端分别设置有相适配的内外螺纹，吊杆锚杯与吊杆密封筒通过内外螺纹进行固定连接；加工锚板与分丝限位板，所述锚板和分丝限位板的对应位置，分别具有六个均匀分布直径为10.5mm的第一斜向圆孔、第二斜向圆孔；

(4)将索体的钢丝束穿过吊杆密封筒和吊杆锚杯，并露出吊杆锚杯右端，采用橡胶垫圈、不锈钢抱箍与分丝限位板固定连接；

(5)将索体的钢丝束经分丝限位板进行分丝，并穿过锚板上对应钢丝定位孔；

(6)将钢丝束的每一钢丝墩头于锚板右侧端面；

(7)锚板、分丝限位板所对应的第一斜向圆孔、第二斜向圆孔内***透明管；

(8)拉动钢丝束相对左移，锚板与吊杆锚杯顶紧；

(9)安装密封筒橡胶圈和金属密封圈；

(10)锚杯端部封板固定安装在吊杆锚杯最右侧。

根据权利要求1所述的一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆的加工方法，其特征在于，所述透明管在锚板外侧一端套接有透明管端部保护套。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明的一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆及其加工方法所制备的系杆拱桥吊杆，在吊杆内形成六个均布分布、连续贯通的直径为8mm的观测通道，配合使用直径为4mm的光纤内窥镜，可对吊杆内部的钢丝锈蚀情况进行全面的、直接的光学检测，从而实现查看吊杆内钢丝是否锈蚀；本发明可从根本上解决吊杆内部钢丝锈蚀状况不可检测的问题，采用光学检测方法对吊杆内是否生锈情况进行检测，简单、直观、准确。

本发明所采用的透明聚酯带、透明改性聚丙烯内层护套和透明管等材料成型工艺成熟，性能良好，作为本吊杆关键部件的内层护套，透明聚丙烯材料价格便宜、工程性能良好，能满足除极端低温外的绝大多数使用环境。

附图说明

图1为本发明的背景技术中常用现有吊杆任一端的结构示意图；其中图1A为背景技术中现有吊杆的剖视图；图1B为图1的A-A截面图；图1C为图1的B-B截面图；图1D为图1的C-C截面图。

图2为本发明的实施例中可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆任一端的结构示意图；其中，图2A为本发明的可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆的剖视图；图2B为图2的A-A截面图；图2C为图2的B-B截面图；图2D为图2的C-C截面图。

图3为本发明的实施例中可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆的加工方法的过程示意图。

附图标记说明：1、钢丝束；2、缠包带；3、内层护套；4、外层护套；5、吊杆密封筒；6、分丝限位板；7、吊杆锚杯；8、锚板；9、钢丝墩头；10、橡胶圈；11、金属密封圈；12、锚杯端部封板；13、检测通道；14、橡胶垫圈；15、不锈钢抱箍；16、透明管；17、透明管端部保护套。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作为广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆，包括索体及设置在索体两端的两吊杆锚固结构，两吊杆锚固结构与拱桥固定连接；吊杆锚固结构包括相互连接的吊杆锚杯7、与吊杆锚杯7固定连接的吊杆密封筒5，吊杆锚杯7在远离吊杆密封筒5一端设置有锚板8，所述吊杆锚杯7的最外侧端设置有一锚杯端部封板12，吊杆密封筒5在靠近吊杆锚杯7一侧设置有一分丝限位板6；吊杆密封筒5在远离吊杆锚杯7一侧设置有金属密封圈11和橡胶圈10；索体包括若干平行钢丝构成的钢丝束1；钢丝束1的外侧裹覆有缠包带2，缠包带2外侧套接有一内层护套3，内层护套3在平行于钢丝束1的方向上环状均布有六个检测通道13，内层护套3的外侧套接有一外层护套4，锚板8上设置有若干若钢丝束1的平行钢丝固定的若干钢丝定位孔，锚板8上在若干钢丝定位孔的外周环状均布有六个第一斜向圆孔，分丝限位板6上设置有供钢丝束1的若干钢丝分别通过的钢丝通孔，分丝限位板6在钢丝通孔的外侧设置有环状均布六个第二斜向圆孔，六个第二斜向圆孔与六个所述检测通道13的位置相对应；吊杆锚杯7内平行于钢丝走向设置六个透明管16，透明管16的一端***第二斜向圆孔内，透明管的另一端穿过锚板8上的第一斜向圆孔，并延伸至锚板8外侧。

在进一步的实施例中，所述缠包带2为透明聚酯带。

在进一步的实施例中，六个所述第一斜向圆孔与六个所述第二斜向圆孔分别组成六组通孔，每组通孔中的第一斜向圆孔和第二圆通处于同一竖直面内。

在进一步的实施例中，所述内层护套3采用透明改性聚丙烯材质，所述检测通道13的直径为8mm；所述透明管16采用聚丙烯制成。

在进一步的实施例中，每一所述第一斜向圆孔和第二斜向圆孔均为倾斜设置的圆孔，所述第一斜向圆孔、第二斜向圆孔的倾斜角度与每组通孔中第一斜向圆孔、第二斜向圆孔之间所形成的倾斜角度相适配。

其中，所述第一斜向圆孔、第二斜向圆孔的端面直径为10.5mm。

优选的，所述吊杆锚杯7的内侧设置有一圆台状空腔结构，其大端在远离吊杆密封筒5一侧；锚板8为与吊杆锚杯7的内壁相适应的带孔圆台状结构，其大端在远离吊杆密封筒5一侧，实现在拉动过程中，将锚板8固定在吊杆锚杯7的内壁上。

优选的，所述外层护套4与分丝限位板6之间通过橡胶垫圈14及不锈钢抱箍15进行固定连接。

如图3所示，本发明的实施例另外提供一种可光学检测钢丝锈蚀的系杆拱桥吊杆的加工方法，包括以下步骤：

(1)采用透明聚酯带(缠包带2)对若干平行钢丝构成的钢丝束1进行缠包；

(2)将步骤(1)缠包的钢丝束1移送至挤塑成型机头处，由挤塑成型机送出热的塑料材料，包裹在步骤(1)中缠包后的钢丝束外侧，形成内层护套和外层护套；内层护套上在挤塑成型过程中生成6个检测通道；

(3)加工吊杆锚杯7和吊杆密封筒5；吊杆锚杯7和吊杆密封筒5的连接端分别设置有相适配的内外螺纹，吊杆锚杯7与吊杆密封筒5通过内外螺纹进行固定连接，如图3B所示；加工锚板8与分丝限位板6，所述锚板8和分丝限位板6的对应位置，分别具有六个均匀分布直径为10.5mm的第一斜向圆孔、第二斜向圆孔；

(4)如图3C所示，将索体的钢丝束穿过吊杆密封筒5和吊杆锚杯7，并露出吊杆锚杯7右端，分丝限位板6与橡胶垫圈14、不锈钢抱箍15连接；

(5)如图3D所示，将索体的钢丝束1经分丝限位板6进行分丝，并穿过锚板上对应钢丝定位孔；

(6)如图3E所示，将钢丝束1的每一钢丝墩头于锚板右侧端面；

(7)如图3F所示，锚板8、分丝限位板6所对应的第一斜向圆孔、第二斜向圆孔内***透明管；

(8)如图3G所示，拉动钢丝束1相对左移，锚板8与吊杆锚杯7顶紧；

(9)如图3H所示，安装密封筒橡胶圈10和金属密封圈11；

(10)锚杯端部封板12采用螺栓连接或焊接的方式固定安装在吊杆锚杯7最右侧。

在进一步的实施例中，所述透明管16在锚板8外侧一端套接有透明管端部保护套17。透明管端部保护套17起到防止透明管16内积尘的作用，避免影响后期进行光学检测。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。