CN112523085B - 一种带有功能元件的拉索护套管及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有功能元件的拉索护套管及其施工方法，该护套管包括内层管、外层管、固设在内层管和外层管之间的加强筋、相邻加强筋之间的空腔通道，其中，所述内层管、外层管、加强筋均为塑料材质；所述空腔通道贯穿所在外层管的两端；所述外层管至少为两段、且间隔设置，相邻外层管相对的端部之间形成环向槽；所述环向槽内部安装有功能元件，功能元件与两端的外层管密封连接。本发明公开的一种带有功能元件的拉索护套管及其施工方法，易加工、密封性能较好，与现有技术相比，拉索重量轻、横截面积小，不影响拉索性能。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁用拉索领域，尤其涉及一种带有功能元件的拉索护套管及其施工方法。
背景技术
目前，根据越来越多的建筑结构由于其独特的造型已经成为展现地方风貌的一部分，为了在夜色下反映出桥梁等建筑本身的结构特征和造型特色，在拉索上增加灯光等功能元件已成为一种趋势和迫切需求。
现有技术中，已有一些在成桥拉索上增加功能元件的结构及方法，例如：第一种，直接在成桥拉索的外部，利用抱箍等结构安装，这种方式使得功能元件的线材或管路裸露在拉索体外，一方面影响拉索美观，另一方面易腐蚀、老化；第二种，中国专利CN202403211U和CN209703275U均在成桥拉索(HDPE管)的外部增加安装一个管套，包裹整根拉索，这种方式虽然做到了美观，但是增加了成桥拉索的重量及横截面积，从而增加了斜拉索的风阻，削减了拉索的力学性能，降低了拉索的使用寿命，此外，功能元件的安装槽为纵向加工制得，需要钻孔等专用设备加工，加工难度和加工成本较大，又由于成桥拉索垂悬状态，功能元件壳体易对拉索护套管体产生力而顶开或破坏管体外层，易因为长期力的存在影响护套管的性能，另外拼装处、安装槽处在拉索运营垂悬状态、振动过程中易开裂，密封性差，可能造成拉索内积水，影响拉索的防腐性能。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种拉索护套管及拉索结构，旨在解决现有带有功能元件的拉索护套加工难度较大、密封性能较差，在成桥拉索外部增设套管等结构导致拉索重量、横截面积增大，从而影响拉索性能等问题。
本发明采取以下技术方案实现上述目的：
一种带有功能元件的拉索护套管，包括内层管、套设在内层管外部的外层管、固设在内层管和外层管之间的多个加强筋、相邻加强筋之间的空腔通道，其中，所述内层管、外层管、加强筋均为塑料材质；所述空腔通道贯穿所在外层管的轴向两端；所述外层管至少为两段、且间隔设置，相邻外层管相对的端部之间与内层管的外表面形成环向槽；所述环向槽内部安装有功能元件，功能元件与两端的外层管密封连接。
本技术方案采用环向槽结构安装功能元件，相对于现有技术中纵向加工的安装槽，加工难度小、加工成本低，同时能够直接应用现有抱箍结构的功能元件；其多段加强筋固定连接内层管和外层管，加强筋的两侧分别与内层管的外边面、外层管的内表面固定连接，形成双层多室的护套管结构，一方面能够通过相邻加强筋之间的空腔通道穿设功能元件所需的线材或管路，另一方面能够减小护套管的重量，此外，线材和管子都处于独立的空腔内，易于安装和后期的维护；其内层管具有一定的厚度，能够作为拉索的HDPE管使用，即能够保证护套管设计所需的最小内径尺寸，相对于现有技术中在成品拉索上增设套筒的结构，降低了拉索的横截面积和重量，从而降低了对拉索性能的影响；又通过功能元件与外层管密封连接，一方面保证了空腔通道内部线材或管路的密封性，另一方面进一步提高了拉索的密封性能。
其进一步的技术方案为，功能元件与两端的外层管通过喉箍、密封胶或焊接中的一种方式密封连接。
其进一步的技术方案为，功能元件为照明元件、阻尼器元件、清洁元件、喷淋元件、灭火元件、避雷元件或传感器元件中的一种。
其进一步的技术方案为，功能元件采用抱箍结构安装于环向槽内部。
其进一步的技术方案为，外层管的外表面设有螺旋线结构或凹坑结构中至少一种。可以起到抗风雨激振的效果。
其进一步的技术方案为，功能元件的外表面设有与外层管外表面相配合的螺旋线结构或凹坑结构中至少一种。可以做到还原现有拉索外表面的抗风雨激振结构，既保证了拉索的正常受力，又在拉索上的安装了功能元件。
其进一步的技术方案为，功能元件的外径与外层管的外径相等。
一种带有功能元件的拉索护套管施工方法，包括上述带有功能元件的拉索护套管，其内层管的内部还穿设有预应力筋；其施工方法包括以下步骤：
A)根据拉索所需护套管的长度，采用模具一次性挤塑成型的方式制备护套管；
B)根据运输需求，按长度要求截取成N段护套管；
C)根据功能元件的尺寸及安装需求，分别在N段护套管上加工环向槽；
D)运输至施工现场，将N段护套管的端部依次连接；
E)将功能元件所需的线材或管路穿过空腔通道，并临时固定；
F)在环向槽处安装功能元件，并连接所需线材或管路；
G)将带有功能元件的拉索护套管吊装就位，然后按穿索的常规方法完成预应力筋的安装及张拉；
H)将线材或管路与梁底或塔上设备连接。
其进一步的技术方案为，N段护套管的连接方式为热熔焊。
其进一步的技术方案为，步骤G)还包括：将靠近梁端或塔端中一端拉索护套管与梁端或塔端上的连接件固定连接。本技术方案能够提高护套管的稳定性，避免护套管在风雨振动过程中转动。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种带有功能元件的拉索护套管及其施工方法，采用环向槽结构安装功能元件，相对于现有技术中纵向加工的安装槽，加工难度小、加工成本低，同时能够直接应用现有抱箍结构的功能元件；其双层多室的护套管结构，一方面能够通过相邻加强筋之间的空腔通道穿设功能元件所需的线材或管路、易于安装和后期的维护，另一方面能够减小护套管的重量；其内层管具有一定的厚度，能够作为拉索的HDPE管使用，即能够保证护套管设计所需的最小内径尺寸，相对于现有技术中在成品拉索上增设套筒的结构，降低了拉索的横截面积和重量，从而降低了对拉索性能的影响；又通过功能元件与外层管密封连接，一方面保证了空腔通道内部线材或管路的密封性，另一方面进一步提高了拉索的密封性能。
附图说明
图1为：本发明所述拉索护套管的结构示意图。
图2为：本发明所述拉索护套管的轴向示意图。
图3为：本发明所述外表面带有螺旋线结构的拉索护套管示意图。
图4为：本发明所述外表面带有凹坑结构的拉索护套管示意图。
图5为：本发明带有所述护套管的拉索结构示意图。
图6为：本发明所述两段拉索护套管连接的结构示意图。
图中：
1、内层管；21、第一外层管；22、第二外层管；23、第三外层管；3、加强筋；4、空腔通道；5、环向槽；51、第一环向槽；52、第二环向槽；61、第一功能元件；62、第二功能元件；63、线材；7、预应力筋；10、第一护套管；20、第二护套管；30、连接件。
具体实施方式
下面结合附图1至图6对本发明进行详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1至图2所示，本实施方式提供一种带有功能元件的拉索护套管，包括均为塑料材质的内层管1、外层管、加强筋3，外层管包括依次间隔套设在内层管1外部的第一外层管21、第二外层管22、第三外层管23，多个加强筋3固设在内层管1和三个外层管之间，加强筋3的两侧分别与内层管1的外边面、外层管的内表面固定连接，形成双层多室的护套管结构，相邻加强筋3之间形成空腔通道4；第一外层管21、第二外层管22、第三外层管23内部的空腔通道4分别贯穿第一外层管21、第二外层管22、第三外层管23的轴向两端；三个外层管依次间隔设置，第一外层管21、第二外层管22之间与内层管1的外表面形成第一环向槽51，第二外层管22、第三外层管23之间与内层管1的外表面形成第二环向槽52；第一环向槽51和第二环向槽52分别安装有第一功能元件61和第二功能元件62，其中，第一功能元件61和第二功能元件62具体均为抱箍结构的照明元件，且第一功能元件61的两端面与相邻的第一外层管21、第二外层管22端面之间均设有密封垫，第二功能元件62的两端面与相邻的第二外层管22、第三外层管23端面之间均设有密封垫；具体的，本实施方式中的内层管为连续的整体的管路，其加工方式可以为一体成型或采用热熔拼接的方式连接。
本实施方式采用第一环向槽51和第二环向槽52的结构安装第一功能元件61和第二功能元件62，相对于现有技术中纵向加工的安装槽，加工难度小、加工成本低，同时能够直接应用现有抱箍结构的功能元件，尤其是抱箍灯具；其多段加强筋3固定连接内层管1和外层管，加强筋3的两侧分别与内层管1的外边面、外层管的内表面固定连接，形成双层多室的护套管结构，一方面能够通过相邻加强筋之间的空腔通道4穿设功能元件所需的线材63或管路，另一方面能够减小护套管的重量，此外，线材63和管路都处于独立的空腔内，易于安装和后期的维护；其内层管1具有一定的厚度，能够作为拉索的HDPE管使用，即能够保证护套管设计所需的最小内径尺寸，相对于现有技术中在成品拉索上增设套筒的结构，降低了拉索的横截面积和重量，从而降低了对拉索性能的影响；又通过功能元件与外层管密封连接，一方面保证了空腔通道内部线材或管路的密封性，另一方面进一步提高了拉索的密封性能。
上述实施方式示例性的示出了外层管的数量、环向槽的数量、密封连接的具体结构、功能元件的具体结构及具体部件，根据其他实施方式或实际应用，还可以通过以下方案替代：
1、在外层管的数量和环向槽数量方面，如图3所示，外层管包括第一外层管21和第二外层管22，环向槽5的数量为1个，即位于第一外层管21和第二外层管22相对端部之间，此外，还可以根据实际工况及拉索设计要求而定，外层管的数量可以为N个，环向槽5的数量为N-1个，其中N为大于1的整数；
2、在密封连接的机构方面，安装好的功能元件还可以通过喉箍、密封胶或焊接等方式与两端的外层管密封连接。
3、在功能元件的具体结构及具体部件方面，上述实施方式的功能元件还可以为阻尼器元件、清洁元件、喷淋元件、灭火元件、避雷元件或传感器元件等，上述功能元件的安装结构还可以为卷包等方式布设，并采用强力胶或喉箍等方式固定。
另一实施方式，如图1、图3至图5所示，在上述实施方式基础上，其外层管的外表面设有螺旋线结构，该螺旋线结构能够起到抗风雨激振的效果。在其他实施方式中，该抗风雨激振结构还可以为凹坑结构。
进一步优选的实施方式中，安装好后的功能元件外表面设有与外层管外表面相配合的抗风雨激振结构；从而做到还原现有拉索外表面的抗风雨激振结构，既保证了拉索的正常受力，又在拉索上的安装了功能元件。
另一实施方式，在上述实施方式基础上，功能元件的外径与外层管的外径相等，在本实施方式中，线材63或管路可以通过功能元件两端面的线路或管路连接，进一步美化了拉索，减小了拉索风阻。
又一实施方式，提供一种上述带有功能元件的拉索护套管的施工方法，该拉索结构还包括位于内层管1内部的预应力筋7；其施工方法包括以下步骤：
A)根据拉索所需护套管的长度，采用模具一次性挤塑成型的方式制备带有加强筋3和空腔通道4的双层管；本步骤中利用制定好的模具挤塑加工成型，制备出的内层管1、外层管、加强筋3、空腔通道4均为连续的双层管；
B)根据运输需求，按长度要求截取成N段双层管；为了方便运输，可将双层管切割成运输要求的长度；
C)根据功能元件的尺寸及安装需求，分别在N段双层管上加工环向槽5，制得N段拉索护套管；本实施方式中，将需要加工环向槽5的位置，利用普通的车床加工，去掉该位置处的外层管和加强筋，制作好的环向槽5底面为内层管1的外表面；
D)运输至施工现场，将N段所述护套管的端部依次连接；本实施方式通过端部热熔焊接的方式依次固定连接，形成整段的拉索护套管；
E)将功能元件所需的线材63或管路穿过空腔通道4，并临时固定，可以采用喉箍、胶黏等方式临时固定；
F)在环向槽5处安装功能元件，并连接所需线材63或管路；即将步骤E)中布设的线材63或管路与功能元件连接；以卡箍结构的照明元件为例，所述照明元件可在两端设有用于连接导线线材63的接头；
G)将带有功能元件的拉索护套管吊装就位，然后按穿索的常规方法完成预应力筋7的安装及张拉；
H)将线材63或管路与梁底或塔上设备连接，完成安装。
上述实施方式中示例性的示出了N段护套管的连接方式，如图6所示，还可以通过将第一护套管10和第二护套管20相对的端部分别与中间件30热熔焊接，即间接地连接相邻的两个护套管，此外，还可以通过胶粘、与中间件30紧配合等方式连接。
另一实施方式，在上述实施方式基础上，其步骤G)还包括：将靠近梁端或塔端中一端拉索护套管与梁端或塔端上的连接件固定连接。具体可以通过在内层管1的内部加工内螺纹，在连接件外部加工相配合的外螺纹，通过螺纹结构固定连接，或通过卡扣、磁吸等方式固定连接，能够提高护套管的稳定性，避免护套管在风雨振动过程中转动。
本发明提供的一种带有功能元件的拉索护套管及其施工方法，采用环向槽5结构安装功能元件，相对于现有技术中纵向加工的安装槽，加工难度小、加工成本低，同时能够直接应用现有抱箍结构的功能元件；其双层多室的护套管结构，一方面能够通过相邻加强筋3之间的空腔通道4穿设功能元件所需的线材63或管路、易于安装和后期的维护，另一方面能够减小护套管的重量；其内层管具有一定的厚度，能够作为拉索的HDPE管使用，即能够保证护套管设计所需的最小内径尺寸，相对于现有技术中在成品拉索上增设套筒的结构，降低了拉索的横截面积和重量，从而降低了对拉索性能的影响；又通过功能元件与外层管密封连接，一方面保证了空腔通道内部线材或管路的密封性，另一方面进一步提高了拉索的密封性能。
Claims (9)
1.一种带有功能元件的拉索护套管，其特征在于，包括内层管（1）、套设在内层管（1）外部的外层管、固设在内层管（1）和外层管之间的多个加强筋（3）、相邻加强筋（3）之间的空腔通道（4），其中，所述内层管（1）、外层管、加强筋（3）均为塑料材质；所述空腔通道（4）贯穿所在外层管的轴向两端；所述外层管至少为两段、且间隔设置，相邻外层管相对的端部之间与内层管的外表面形成环向槽（5）；所述环向槽（5）内部安装有功能元件，功能元件与两端的外层管密封连接；
所述功能元件采用抱箍结构安装于环向槽（5）内部；通过相邻加强筋之间的空腔通道穿设功能元件所需的线材或管路。
2.根据权利要求1所述的一种带有功能元件的拉索护套管，其特征在于，所述功能元件与两端的外层管通过喉箍、密封胶或焊接中的一种方式密封连接。
3.根据权利要求1所述的一种带有功能元件的拉索护套管，其特征在于，所述功能元件为照明元件、阻尼器元件、清洁元件、喷淋元件、灭火元件、避雷元件或传感器元件中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种带有功能元件的拉索护套管，其特征在于，所述外层管的外表面设有螺旋线结构或凹坑结构中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种带有功能元件的拉索护套管，其特征在于，所述功能元件的外表面设有与外层管外表面相配合的螺旋线结构或凹坑结构中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种带有功能元件的拉索护套管，其特征在于，所述功能元件的外径与外层管的外径相等。
7.一种带有功能元件的拉索护套管施工方法，其特征在于，包括权利要求1至6中任意一项所述带有功能元件的拉索护套管；所述内层管（1）的内部还穿设有预应力筋（7）；其施工方法包括以下步骤：
A)根据拉索所需护套管的长度，采用模具一次性挤塑成型的方式制备带有加强筋（3）和空腔通道（4）的双层管；
B)根据运输需求，按长度要求截取成N段双层管；
C)根据功能元件的尺寸及安装需求，分别在N段双层管上加工环向槽（5），制得N段所述护套管；
D)运输至施工现场，将N段所述护套管的端部依次连接；
E)将功能元件所需的线材（63）或管路穿过空腔通道，并临时固定；
F)在环向槽（5）处安装功能元件，并连接所需线材（63）或管路；
G)将带有功能元件的拉索护套管吊装就位，然后按穿索的常规方法完成预应力筋（7）的安装及张拉；
H)将线材（63）或管路与梁底或塔上设备连接。
8.根据权利要求7所述的一种带有功能元件的拉索护套管施工方法，其特征在于，步骤D)中N段所述护套管的连接方式为热熔焊。
9.根据权利要求7所述的一种带有功能元件的拉索护套管施工方法，其特征在于，步骤G)还包括：将靠近梁端或塔端中一端拉索护套管与梁端或塔端上的连接件固定连接。
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