CN111379221B - 一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置，包括斜拉索主体部件以及设置在斜拉索主体部件内部的复合型连续加热T缆，所述复合型连续加热T缆与斜拉索主体部件之间设有阻尼部件。本发明创新性的将复合型连续加热T缆与钢绞线结合起来形成斜拉索主体部件，实现了斜拉索主体部件防冻不结冰的效果，复合型连续加热T缆与钢绞线结合后具有同伸缩、同阻尼的特性，不会影响钢绞线的实际应用效果。

Description

一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置

技术领域

本发明涉及拉索桥除冰的技术领域，尤其涉及一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置。

背景技术

斜拉桥具有跨越能力大、造型美观等优点，是我国交通系统中大跨度桥梁的主要桥型之一。其中，斜拉索是斜拉桥主要的承重和传力构件，位于桥面之上。

在斜拉桥运营过程中，我国中部及北部地区由于气候原因引起的(冻)雨雪、结冰等现象，易对桥梁的结构及通行安全造成重大隐患。对于斜拉索而言，雨雪天气过后会有一部分雨雪留在拉索上面，温度低于0℃时则会结冰，拉索上凝结的冰块会受到气温上升、风吹或者拉索正常振动等外界因素的影响导致冰块从拉索上跌落，位置较高的冰块跌落时由于速度较大，会对桥面上正常行驶的车辆造成重大安全隐患，严重时甚至会引发连环交通事故，造成重大的人身财产损失。

此外，斜拉索积雪覆冰会改变斜拉索截面形状，从而改变其气动力特性，改变桥梁风致振动响应，威胁桥梁结构安全。

应对危险现在多采用禁止通行或警示，但是仍存在很大的安全隐患，目前没有特别有效的防止拉索结冰的解决办法，这是一个世界性的难题。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置，包括斜拉索主体部件以及设置在斜拉索主体部件内部的复合型连续加热T缆，所述复合型连续加热T缆与斜拉索主体部件之间设有阻尼部件。

所述斜拉索主体部件包括斜拉索外套管以及均匀布设在斜拉索外套管内部的若干根钢绞线，所述复合型连续加热T缆插设在钢绞线中心，所述斜拉索外套管一端设有与桥面连接的封闭式的锚具，所述锚具内设有锚板，所述锚板上设有供钢绞线通过的钢绞线孔和供复合型连续加热T缆通过的中心孔，所述钢绞线、复合型连续加热T缆穿设在锚板上，所述复合型连续加热T缆穿出锚具的外端。

特别的，所述阻尼部件设置在锚具外部，所述阻尼部件包括固定在锚具外端的阻尼器壳体，所述复合型连续加热T缆穿出阻尼器壳体外，所述复合型连续加热T缆外壁与阻尼器壳体外端面之间设有第一阻尼套，所述第一阻尼套固定在复合型连续加热T缆外壁上，所述第一阻尼套内端面连接有第一阻尼弹簧，所述第一阻尼弹簧另外一端抵触在锚具外端面上。

特别的，所述阻尼部件设置在锚具内部，所述阻尼部件包括固定在锚具内壁上的内挡板和安装板，所述复合型连续加热T缆依次穿过内挡板、安装板并穿出锚具外，所述复合型连续加热T缆外壁与安装板之间设有第二阻尼套，所述第二阻尼套固定在复合型连续加热T缆外壁上，所述第二阻尼套内端面连接有第二阻尼弹簧，所述第二阻尼弹簧另外一端抵触在内挡板上。

所述复合型连续加热T缆包括发热电缆本体部分和尾端连接部分，所述发热电缆本体部分与所述尾端连接部分相连，所述发热电缆本体部分包括芯线，所述芯线外依次设有绝缘层、填充层和加热钢铠层，所述芯线与所述加热钢铠层通过所述尾端连接部分实现连通，所述加热钢铠层的厚度大于返回电流的趋肤深度，所述返回电流为正向电流经由芯线、尾端连接部分之后返回到加热钢铠层中的电流。

所述钢绞线与锚板的钢绞线孔之间插接有保护套，所述保护套固定在钢绞线外壁上，所述保护套位于靠近阻尼部件的一侧。

所述保护套为一端宽、一端窄的圆台结构，所述保护套靠近阻尼部件的一端直径较大，插入钢绞线孔内的一端直径较小。

本发明的有益效果是：本发明创新性的将复合型连续加热T缆与钢绞线结合起来形成斜拉索主体部件，实现了斜拉索主体部件防冻不结冰的效果，复合型连续加热T缆与钢绞线结合后具有同伸缩、同阻尼的特性，不会影响钢绞线的实际应用效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明锚具内部锚板的结构示意图；

图3为复合型连续加热T缆的结构示意图；

图4为阻尼部件设置在锚具外部的结构示意图；

图5为阻尼部件设置在锚具内部的结构示意图；

图中：1-斜拉索主体部件；2-复合型连续加热T缆；3-阻尼部件；4-斜拉索外套管；5-钢绞线；6-锚具；7-锚板；8-钢绞线孔；9-中心孔；10-阻尼器壳体；11-第一阻尼套；12-第一阻尼弹簧；13-内挡板；14-安装板；15-第二阻尼套；16-第二阻尼弹簧；17-芯线；18-绝缘层；19-填充层；20-加热钢铠层；21-尾端连接部分；22-保护套；

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1至图3所示，一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置，包括斜拉索主体部件1以及设置在斜拉索主体部件1内部的复合型连续加热T缆2，所述复合型连续加热T缆2与斜拉索主体部件1之间设有阻尼部件3。

所述斜拉索主体部件1包括斜拉索外套管4以及均匀布设在斜拉索外套管4内部的若干根钢绞线5，所述复合型连续加热T缆2插设在钢绞线5中心，所述斜拉索外套管4一端设有与桥面连接的封闭式的锚具6，所述锚具6内设有锚板7，所述锚板7上设有供钢绞线5通过的钢绞线孔8和供复合型连续加热T缆2通过的中心孔9，所述钢绞线5、复合型连续加热T缆2穿设在锚板7上，所述复合型连续加热T缆2穿出锚具6的外端。

所述阻尼部件3的形式可以有两种形式，如下：

特别的，如图1或者图4所示，所述阻尼部件3设置在锚具6外部，所述阻尼部件3包括固定在锚具6外端的阻尼器壳体10，所述复合型连续加热T缆2穿出阻尼器壳体10外，所述复合型连续加热T缆2外壁与阻尼器壳体10外端面之间设有第一阻尼套11，所述第一阻尼套11固定在复合型连续加热T缆2外壁上，所述第一阻尼套11内端面连接有第一阻尼弹簧12，所述第一阻尼弹簧12另外一端抵触在锚具6外端面上。

特别的，如图5所示，所述阻尼部件3设置在锚具6内部，所述阻尼部件3包括固定在锚具6内壁上的内挡板13和安装板14，所述复合型连续加热T缆2依次穿过内挡板13、安装板14并穿出锚具6外，所述复合型连续加热T缆2外壁与安装板14之间设有第二阻尼套15，所述第二阻尼套15固定在复合型连续加热T缆2外壁上，所述第二阻尼套15内端面连接有第二阻尼弹簧16，所述第二阻尼弹簧16另外一端抵触在内挡板13上。

图4和图5代表两种不同的方案，一种是位于锚具6外部，一种位于锚具6内部。

所述复合型连续加热T缆2包括发热电缆本体部分和尾端连接部分21，所述发热电缆本体部分与所述尾端连接部分21相连，所述发热电缆本体部分包括芯线17，所述芯线17外依次设有绝缘层18、填充层19和加热钢铠层20，所述芯线17与所述加热钢铠层20通过所述尾端连接部分21实现连通，所述加热钢铠层20的厚度大于返回电流的趋肤深度，所述返回电流为正向电流经由芯线17、尾端连接部分21之后返回到加热钢铠层20中的电流。

所述钢绞线5与锚板7的钢绞线孔8之间插接有保护套22，所述保护套22固定在钢绞线5外壁上，所述保护套22位于靠近阻尼部件3的一侧。

所述保护套22为一端宽、一端窄的圆台结构，所述保护套22靠近阻尼部件3的一端直径较大，插入钢绞线孔8内的一端直径较小。

复合型连续加热T缆2一端连有供电端，另一端通过尾端连接部分21将芯线17与加热钢铠层20进行连通，芯线17中的电流通过尾端连接部分5返回到加热钢铠层20中，而加热钢铠层20利用趋肤效应和临近效应的原理，表面成为物理绝缘，具体原理为：趋肤效应，电流在芯线17内流过，趋肤在芯线17的表面通过；临近效应，加热钢铠层20内的返回电流与芯线17表面的电流相互吸引，使返回电流集中到加热钢铠层20的内表面，这样形成加热钢铠层20外表面的物理绝缘。复合型连续加热T缆2利用先进的电感应技术，通过加热钢铠层20将电能高效率地转换为热能，发热效果良好。复合型连续加热T缆2最长可达25km，最高温度150°C，已广泛应用于石油、化工等多领域。

本发明创新性的将复合型连续加热T缆2与钢绞线5结合起来形成斜拉索主体部件1，利用复合型连续加热T缆2的发热作用，实现了斜拉索主体部件1防冻不结冰的效果，复合型连续加热T缆2安装在斜拉索主体部件1内不承受力的作用，长度比钢绞线5长，在阻尼部件3发热作用下，当钢绞线5受力伸缩时，阻尼部件3内第一阻尼套11、第二阻尼套15能够摩擦滑动，第一阻尼弹簧12、第二阻尼弹簧16起到阻尼的作用，满足复合型连续加热T缆2的活动量，复合型连续加热T缆2与钢绞线5结合后具有同伸缩、同阻尼的特性，不会影响钢绞线的实际应用效果。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置，其特征在于，包括斜拉索主体部件（1）以及设置在斜拉索主体部件（1）内部的复合型连续加热T缆（2），所述复合型连续加热T缆（2）与斜拉索主体部件（1）之间设有阻尼部件（3）；

所述斜拉索主体部件（1）包括斜拉索外套管（4）以及均匀布设在斜拉索外套管（4）内部的若干根钢绞线（5），所述复合型连续加热T缆（2）插设在钢绞线（5）中心，所述斜拉索外套管（4）一端设有与桥面连接的封闭式的锚具（6），所述锚具（6）内设有锚板（7），所述锚板（7）上设有供钢绞线（5）通过的钢绞线孔（8）和供复合型连续加热T缆（2）通过的中心孔（9），所述钢绞线（5）、复合型连续加热T缆（2）穿设在锚板（7）上，所述复合型连续加热T缆（2）穿出锚具（6）的外端；

所述阻尼部件（3）设置在锚具（6）外部，所述阻尼部件（3）包括固定在锚具（6）外端的阻尼器壳体（10），所述复合型连续加热T缆（2）穿出阻尼器壳体（10）外，所述复合型连续加热T缆（2）外壁与阻尼器壳体（10）外端面之间设有第一阻尼套（11），所述第一阻尼套（11）固定在复合型连续加热T缆（2）外壁上，所述第一阻尼套（11）内端面连接有第一阻尼弹簧（12），所述第一阻尼弹簧（12）另外一端抵触在锚具（6）外端面上；

所述复合型连续加热T缆（2）包括发热电缆本体部分和尾端连接部分（21），所述发热电缆本体部分与所述尾端连接部分（21）相连，所述发热电缆本体部分包括芯线（17），所述芯线（17）外依次设有绝缘层（18）、填充层（19）和加热钢铠层（20），所述芯线（17）与所述加热钢铠层（20）通过所述尾端连接部分（21）实现连通，所述加热钢铠层（20）的厚度大于返回电流的趋肤深度，所述返回电流为正向电流经由芯线（17）、尾端连接部分（21）之后返回到加热钢铠层（20）中的电流。

2.一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置，其特征在于，包括斜拉索主体部件（1）以及设置在斜拉索主体部件（1）内部的复合型连续加热T缆（2），所述复合型连续加热T缆（2）与斜拉索主体部件（1）之间设有阻尼部件（3）；

所述斜拉索主体部件（1）包括斜拉索外套管（4）以及均匀布设在斜拉索外套管（4）内部的若干根钢绞线（5），所述复合型连续加热T缆（2）插设在钢绞线（5）中心，所述斜拉索外套管（4）一端设有与桥面连接的封闭式的锚具（6），所述锚具（6）内设有锚板（7），所述锚板（7）上设有供钢绞线（5）通过的钢绞线孔（8）和供复合型连续加热T缆（2）通过的中心孔（9），所述钢绞线（5）、复合型连续加热T缆（2）穿设在锚板（7）上，所述复合型连续加热T缆（2）穿出锚具（6）的外端；

所述阻尼部件（3）设置在锚具（6）内部，所述阻尼部件（3）包括固定在锚具（6）内壁上的内挡板（13）和安装板（14），所述复合型连续加热T缆（2）依次穿过内挡板（13）、安装板（14）并穿出锚具（6）外，所述复合型连续加热T缆（2）外壁与安装板（14）之间设有第二阻尼套（15），所述第二阻尼套（15）固定在复合型连续加热T缆（2）外壁上，所述第二阻尼套（15）内端面连接有第二阻尼弹簧（16），所述第二阻尼弹簧（16）另外一端抵触在内挡板（13）上；

所述复合型连续加热T缆（2）包括发热电缆本体部分和尾端连接部分（21），所述发热电缆本体部分与所述尾端连接部分（21）相连，所述发热电缆本体部分包括芯线（17），所述芯线（17）外依次设有绝缘层（18）、填充层（19）和加热钢铠层（20），所述芯线（17）与所述加热钢铠层（20）通过所述尾端连接部分（21）实现连通，所述加热钢铠层（20）的厚度大于返回电流的趋肤深度，所述返回电流为正向电流经由芯线（17）、尾端连接部分（21）之后返回到加热钢铠层（20）中的电流。

3.根据权利要求1或2所述的一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置，其特征在于，所述钢绞线（5）与锚板（7）的钢绞线孔（8）之间插接有保护套（22），所述保护套（22）固定在钢绞线（5）外壁上，所述保护套（22）位于靠近阻尼部件（3）的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种加热电缆与钢束复合型拉索桥防挂冰装置，其特征在于，所述保护套（22）为一端宽、一端窄的圆台结构，所述保护套（22）靠近阻尼部件（3）的一端直径较大，插入钢绞线孔（8）内的一端直径较小。