一种具有预警功能的斜拉索结构的制作方法

本实用新型涉及一种具有预警功能的斜拉索结构，属于桥梁、建筑结构等技术领域。

背景技术：

由钢丝所构成的平行钢丝斜拉索，早已广泛地应用在桥梁、建筑等领域，比如作为斜拉桥中的斜拉索，或者拱桥中的吊杆。然而，斜拉索骤断结构毁损的重大事故，却一直没有杜绝。

以斜拉桥中的斜拉索为例，迄今斜拉索的破断统计寿命为3-16年，很少超过20年。近年虽有所改进，尚不能指望其与结构的服役寿命相同；其次，由于其载荷与环境作用的随机性，桥梁斜拉索的破断寿命为非确定性的，何时破断并不知道。

目前，虽然对斜拉索普遍采用了以寿命预测为核心的健康检测与诊断技术，以及“三年一检测，十年一拆换”的保障措施，但由于载荷作用的随机性和检测的局限性，从本质上讲，这样的检测和拆换措施，不能排除斜拉索骤断的危险。由于斜拉索合理、经济的拆换时间是无法确定的，故一般桥梁多采取“疑断就换”，一换就成批地换，甚至全桥拆换，浪费资源。若判断不准确，斜拉索发生骤断，桥梁损毁的修复以及斜拉索拆换的费用很高。

因此迫切需要一种具有预警功能的斜拉索结构，可以预先警示，以便拆换。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种具有预警功能的斜拉索。

本实用新型提供的一种具有预警功能的斜拉索结构，包括钢丝束、包覆钢丝束的高密度聚乙烯、两端的锚具和报警电路，其特征在于在：该斜拉索中钢丝束的最外层有特殊钢丝，特殊钢丝的中间部位有凹槽，特殊钢丝与电源、报警器用导线相连，构成报警电路，在斜拉索的服役期间，当斜拉索中的特殊钢丝达到疲劳寿命先行破断时，电路断路，报警器发出警报。在常规斜拉索服役期间，由于外部环境和荷载的作用，疲劳寿命低的特殊钢丝先于普通钢丝达到使用寿命，且钢丝多是从外圈开始破断的，因此将特殊钢丝布置在外层。在斜拉索的服役期间，特殊钢丝会先行发生破断，电路断路，报警器发出警报，即可立即更换斜拉索，避免发生桥梁骤断的现象。

进一步地，凹槽在过特殊钢丝中轴线的纵截面上为圆弧形，凹槽曲面为该圆弧线绕特殊钢丝的中轴线旋转一周得到的，深度为0.5毫米。特殊钢丝的疲劳寿命略低于普通钢丝，确保报警器发出预警后，有一定时间拆换斜拉索，同时，普通钢丝也接近其疲劳寿命，得到了最大限度的使用，避免了材料浪费。

进一步地，特在特殊钢丝穿过锚具处有绝缘措施，在斜拉索的一端将特殊钢丝用导线连接起来，另一端将特殊钢丝与电源、报警器用导线连接，形成通路。绝缘处理是为了防止特殊钢丝中的电流泄露，确保报警电路正常工作。

更进一步地，每根斜拉索中有三根特殊钢丝，均匀分布于钢丝束的六边形的3个角部，其中两根特殊钢丝先并联，再与另一根特殊钢丝串联，节约导线，方便操作。

另外，特殊钢丝和普通钢丝的材质均可为不锈钢，可以防止腐蚀，减少破断，造成不必要的浪费。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：特殊钢丝比普通钢丝先行断裂，报警电路断路，报警器发出预警，避免发生斜拉索骤断，桥梁损毁的现象，提高了结构的安全性；报警器发出预警后，有一定时间拆换斜拉索，且普通钢丝也接近其疲劳寿命，得到了最大限度的使用，避免了材料浪费；本实用新型实施操作简单，不改变常规平行钢丝斜拉索制作工艺，增加很少费用，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1 实施例一中的平行钢丝斜拉索的横断面示意图。

图2 单根特殊钢丝的纵断面示意图。

图3 实施例一中的平行钢丝斜拉索的纵断面示意图。

图4 实施例二中的平行钢丝斜拉索的横断面示意图。

图5 实施例三中的平行钢丝斜拉索的横断面示意图。

图中标识：1-高密度聚乙烯保护层，2-特殊钢丝，3-普通钢丝，4-凹槽，5-锚杯，6-垫板，7-螺母，8-电源，9-报警器，10-导线。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案进行了描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

该实施例对应的示意图见图1、图2和图3。本实用新型中的斜拉索结构是由高密度聚乙烯保护层1、特殊钢丝2、普通钢丝3、斜拉索两端的锚杯5、垫板6、螺母7和报警电路组成；特殊钢丝2的中间部位有凹槽4，钢丝束外层放置有三根特殊钢丝2，均匀分布于钢束的六边形的三个角部；其中报警电路的连接方式为：在斜拉索的一端将先特殊钢丝2用导线10连接起来，另一端将特殊钢丝2与电源8、报警器9用导线10连接，形成通路。其中两根特殊钢丝2的连接方式是先并联，再与另一根特殊钢丝2串联。

实施例二

该实施例对应的示意图见图4、图2和图3。该实施例与实施例一的不同之处在于：每根斜拉索中有六根特殊钢丝2，均匀分布于钢丝束的六边形的角部，并且六根特殊钢丝2均为串联。

实施例三

该实施例对应的示意图见图5、图2和图3。该实施例与实施例一的不同之处在于：每根斜拉索中有两根特殊钢丝2，位于钢丝束最外层的非角部位置，且两根特殊钢丝2之间有一定间隔，两根特殊钢丝2在报警电路中串联。