專利名稱：采用外加電流陰極保護(hù)的斜拉索索體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及橋梁工程中的一種斜拉索，特別是一種采用外加電流陰極保護(hù)的斜拉索索體，也可用在預(yù)應(yīng)力技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
斜拉索是斜拉橋中的主要承重體系，斜拉索耐久性直接影響著斜拉橋的結(jié)構(gòu)安全。傳統(tǒng)的斜拉索體系通常由經(jīng)過鍍層處理的鋼絲束或鋼絞線束(以下只用鋼絲束代表)夕卜加HDPE護(hù)套和兩端的錨具組成，其中鋼絲束是承重結(jié)構(gòu)，外加HDPE護(hù)套和鍍層是鋼絲的保護(hù)構(gòu)造，錨具是連接裝置。所用的防腐鍍層常為鍍鋅或鍍鋅鋁防護(hù)層，有時(shí)候會在索體內(nèi)部填充防腐油脂進(jìn)行附加保護(hù)。而外加HDPE護(hù)套在斜拉索的設(shè)計(jì)年限內(nèi)可能因?yàn)楹芏嘣驅(qū)е缕涫Щ蜷_裂。如果斜拉索上某處HDPE護(hù)套失效，將使斜拉索中的鋼絲暴露在腐蝕環(huán)境中，導(dǎo)致鋼絲上的鍍層很快發(fā)生腐蝕而導(dǎo)致保護(hù)失效。防腐油脂能夠在一定程度上保護(hù)斜拉索鋼絲?？墒窃趯?shí)際工程中，HDPE護(hù)套一旦失效，上述保護(hù)措施的防腐性能并不是很理想。無論哪種原因?qū)е翲DPE產(chǎn)生裂縫，斜拉索鋼絲便會遭到不同程度的腐蝕破壞，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致斷絲、斷索等情況產(chǎn)生，直接影響斜拉橋的結(jié)構(gòu)安全性。而當(dāng)斜拉橋位于嚴(yán)重腐蝕環(huán)境的地區(qū)時(shí)，此種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種具有高效防腐性能的斜拉索體系。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種采用外加電流陰極保護(hù)的斜拉索索體，包括鋼絲束、外加電流、包覆鋼絲束的HDPE護(hù)套和其兩端的錨具，錨具分別與橋塔和橋面相連接。其特征在于:在鋼絲束中設(shè)有銅芯柔性陽極，在鋼絲束中的空隙填充電解質(zhì)，通過外加電流，由鋼絲束做陰極，銅芯柔性陽極作輔助陽極以及填充的電解質(zhì)形成一個(gè)閉合的回路。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明中的斜拉索采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)，輔助陽極采用銅芯柔性陽極，所述電解質(zhì)為改性防腐油脂，所述外設(shè)電源，電源的負(fù)極連接鋼絲束，電源的正極連接銅芯柔性陽極，形成一個(gè)閉合的回路，使鋼絲束陰極極化，阻止鋼絲束的氧化腐蝕，由此達(dá)到保護(hù)的作用。通過設(shè)置一個(gè)永久性參比電極即可以測量被保護(hù)結(jié)鋼絲束的電位，監(jiān)測保護(hù)效果；也可以為自動控制的恒電位儀提供控制信號，以調(diào)節(jié)輸出電流，使鋼絲束總處于良好的保護(hù)狀態(tài)。本發(fā)明通過外加電流陰極保護(hù)措施，陰極極化拉索中的鋼絲束，達(dá)到陰極保護(hù)鋼絲束的目的，在不改變傳統(tǒng)拉索防護(hù)體系的基礎(chǔ)上，能夠解決斜拉索防腐難題，對于處于高腐蝕環(huán)境的斜拉橋尤為適用。


圖1為本發(fā)明中斜拉橋的整體結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明中斜拉橋塔端的結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明中橋塔端錨具的結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明中橋面端錨具的結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明中拉索橫截面的結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明中外加電流電路連接示意圖。圖中:I—橋塔、2—恒電位儀、3一橋塔端錨具、4一索體、5—橋面端錨具、6一橋面、7—箱梁、8—HDPE外套、9一參比電極、IO—錨具側(cè)過線孔、11一鋼絲、12—柔性陽極、13—錨具端過線孔、14 一高阻電解質(zhì)、15—銅芯、16—導(dǎo)電塑料、17—絕緣橡膠層、18—恒電位儀中的電源、19 一恒電位儀中的零位電極接線柱、20—恒電位儀中的正極接線柱、21—恒電位儀中的負(fù)極接線柱、22—恒電位儀中的參比電極接線柱、23—電流方向、24—零位電纜、25—陽極電纜、26—陰極電纜、27—參比電纜。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示的一種斜拉索體系，索體4包括包覆鍍層處理的鋼絲11和柔性陽極12的HDPE外套8和其兩端的錨具3、5，錨具3、5分別與橋塔I和橋面6相連接。索體4中的鋼絲11的錨固方式與常規(guī)錨固方式相同。鋼絲束中的空隙均由高阻電解質(zhì)14填充滿。在鋼絲束中心設(shè)有柔性陽極12。柔性陽極12由導(dǎo)電塑料16包裹銅芯15組成。為避免柔性陽極12與作為陰極被保護(hù)的鋼絲11之間短路，本發(fā)明在柔性陽極12外覆蓋絕緣橡膠層17，并在橡膠層17的側(cè)壁開設(shè)孔洞使柔性陽極12與鋼絲束空隙中的高阻電解質(zhì)14相通。柔性陽極12在橋塔端錨具3中通過陽極電纜25與恒電位儀2中的正極接線柱20相連，所有鋼絲通過陰極電纜26與恒電位儀2中的負(fù)極接線柱21相連，參比電極9通過參比電纜27與恒電位儀2中的參比電極接線柱22相連相連，恒電位儀2中的零位接線柱19通過零位電纜24與大地連接。并且陽極電纜25通過錨具端過線孔13，陰極電纜26和參比電纜27通過錨具側(cè)過線孔10。所述的恒電位儀2置于橋塔I或橋面6的箱梁7內(nèi)。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，選擇將恒電位儀2設(shè)置在橋塔I內(nèi)是由于橋面6上過往的車輛會對橋面產(chǎn)生壓力和震動，對設(shè)備產(chǎn)生一定影響。恒電位儀2共有4個(gè)接線柱，分別是零位接線柱19、正極接線柱20、負(fù)極接線柱21和參比接線柱22。恒電位儀2作用在于調(diào)節(jié)電壓，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電流。所述的參比電極9的目的是監(jiān)測和控制被保護(hù)鋼絲的保護(hù)電位，把鋼絲的電位信號饋送到恒電位儀2，就可以自動地調(diào)整直流電源輸出電流，從而達(dá)到調(diào)節(jié)至規(guī)定的保護(hù)電位范圍的目的。所述的高阻電解質(zhì)14是具有較高電阻的電解質(zhì)物質(zhì)。目前沒有現(xiàn)成的產(chǎn)品的，但可以進(jìn)一步研發(fā)。本發(fā)明提供一個(gè)參考方案，即在防腐油脂中添加固體電解質(zhì)，并通過實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)混合物的電阻滿足所需要求。綜上所述，本發(fā)明采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)保護(hù)斜拉橋中的最重要承載構(gòu)件——斜拉索中的鋼絲束。外加電流陰極保護(hù)技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)是成熟的技術(shù)，但在斜拉橋拉索中應(yīng)用的實(shí)施方式并無先例。所以本發(fā)明為應(yīng)用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)在保護(hù)斜拉索中鋼絲束提供了一種可行的實(shí)施方案。在這種技術(shù)的應(yīng)用下，斜拉索中的鋼絲可以得到更加穩(wěn)定和長久的防腐保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種采用外加電流陰極保護(hù)的斜拉索索體，包括鋼絲束、外加電流、包覆鋼絲束的HDPE護(hù)套和其兩端的錨具，錨具分別與橋塔和橋面相連接，其特征在于:在鋼絲束中設(shè)有銅芯柔性陽極，在鋼絲束中的空隙填充電解質(zhì)，通過外加電流，由鋼絲束做陰極，銅芯柔性陽極作輔助陽極以及填充的電解質(zhì)形成一個(gè)閉合的回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用外加電流陰極保護(hù)的斜拉索索體，其特征在于:所述的電解質(zhì)為改性防腐油脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用外加電流陰極保護(hù)的斜拉索索體，其特征在于:所述的外設(shè)電源，電源的負(fù)極連接鋼絲束，電源的正極連接銅芯柔性陽極，形成一個(gè)閉合的回路，使鋼絲束陰極極化，阻止鋼絲束的氧化腐蝕。
全文摘要
本發(fā)明涉及橋梁工程中的一種斜拉索的防腐保護(hù)體系，該體系主要由傳統(tǒng)的斜拉索結(jié)構(gòu)、斜拉索鋼絲束或鋼絞線中設(shè)有柔性陽極和提供穩(wěn)定電流的恒電位儀組成。該系統(tǒng)中，柔性陽極與恒電位儀的正極相連；拉索中鋼絲束與恒電位儀的負(fù)極相連，作為被保護(hù)的陰極。并在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有的參比電極可以監(jiān)測和控制被保護(hù)鋼絲的保護(hù)電位，把鋼絲的電位信號饋送到恒電位儀，自動地調(diào)整直流電源輸出電流，從而達(dá)到調(diào)節(jié)至規(guī)定的保護(hù)電位范圍的目的。由上可知，本發(fā)明采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)保護(hù)拉索中的鋼絲束，避免鋼絲束的氧化腐蝕。本發(fā)明可以給拉索中的鋼絲或鋼絞線提供長期而有效的防腐保護(hù)，從而使斜拉索乃至斜拉橋整體的安全性和耐久性得到明顯的提高。
文檔編號E01D19/16GK103205933SQ20131009624
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者謝發(fā)祥, 吉伯海, 胡星宇 申請人:河海大學(xué)