一种具有防腐功能的拉索结构及拉索的防腐保护方法

一种具有防腐功能的拉索结构及拉索的防腐保护方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有防腐功能的拉索结构，用于增强吊杆拱桥、斜拉桥或悬索桥中拉索结构的抗腐蚀，包括：密封箱和一端部置于所述密封箱中的至少一根拉索，所述密封箱的内壁上设置多块辅助阳极；所述拉索置于所述密封箱中的端部上设置阴极接入点；所述具有防腐功能的拉索结构还包括：用于提供持续、稳定电压或电流的直流电源，所述直流电源的一端分别与所述多块辅助阳极相连接，所述直流电源相对的另一端连接在所述阴极接入点上。本发明还公开了一种拉索的防腐保护方法。实施本发明的具有防腐功能的拉索结构，能够增强对桥梁拉索锈蚀的抑制，消除锈蚀对拉索使用寿命的影响，可以大幅提高目前拉索的使用寿命。
【专利说明】一种具有防腐功能的拉索结构及拉索的防腐保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及桥梁施工领域，尤其涉及一种具有防腐功能的拉索结构及拉索的防腐 保护方法。
【背景技术】
[0002]近来发生的吊杆拱桥倒塌的事故，再次明确了吊杆的安全性对于整个桥梁的安全 性具有重要的意义。
[0003]现有技术中，发生破坏的桥梁大多是由吊杆失效引起的，吊杆失效问题引起了业 内人士的普遍关注。从吊杆失效的机制来看，主要是由于介质腐蚀和外界荷载的共同作用 引起的，即应力腐蚀、疲劳腐蚀和机械疲劳共同耦合作用下引起的破断。由于腐蚀的存在 是偶然性的，应力腐蚀、疲劳腐蚀和机械疲劳的耦合作用引起的吊索承载能力的损失通过 分析的方法很难确定，因此造成对于吊杆使用寿命预测不准确。目前的检测手段对于吊杆 的盲区无法准确检测，工程中通常是在吊杆使用3?15年后就整体更换，造成较大的经济损 失。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有防腐功能的拉索结构及拉索的防 腐保护方法，能够增强对桥梁拉索锈蚀的抑制，消除锈蚀对拉索使用寿命的影响，可以大幅 提闻目如拉索的使用寿命。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种具有防腐功能的拉索结构， 用于增强吊杆拱桥、斜拉桥或悬索桥中拉索结构的抗腐蚀，包括:密封箱和一端部置于所述 密封箱中的至少一根拉索，
所述密封箱的内壁上设置多块辅助阳极；
所述拉索置于所述密封箱中的端部上设置阴极接入点；
所述具有防腐功能的拉索结构还包括:用于提供持续、稳定电压或电流的直流电源，所 述直流电源的一端分别与所述多块辅助阳极相连接，所述直流电源相对的另一端连接在所 述阴极接入点上。
[0006]优选的，所述密封箱中具有导电介质；所述多块辅助阳极分别与所述阴极接入点 间通过所述导电介质形成导电回路。
[0007]优选的，所述拉索置于所述密封箱中的端部设置有电位测试点；
所述具有防腐功能的拉索结构还包括:参比电极，所述参比电极接连在所述电位测试 点上。
[0008]优选的，所述参比电极设置绝缘，其安装在所述拉索的外侧。
[0009]优选的，所述参比电极在干燥状态下的绝缘电阻大于IMQ。
[0010]优选的，所述参比电极由银、氯化银和钛中的任一成分的材料制成。
[0011]优选的，所述具有防腐功能的拉索结构还包括:接线柱，所述接线柱分别捆扎接入所述辅助阳极、所述阴极接入点以及所述电位测试点的连接电缆。
[0012]优选的，所述多块辅助阳极呈条状，其是由高硅铬铁、磁性氧化铁、铅银合金、钼复 合材料中的任一材料制成。
[0013]本发明还公开了一种用于拉索的防腐保护方法，用于吊杆拱桥、斜拉桥或悬索桥 中拉索结构的抗腐蚀，包括以下步骤:
外加直流电通过辅助阳极和导电介质向拉索施加电流；
监测控制拉索的电位值数据。
[0014]优选的，所述监测控制拉索电位值数据的步骤包括以下步骤:比较拉索的目标电 位值数据和采集到的拉索实际电位值数据，根据比较结果信息，调整外加直流电的输出值。
[0015]本发明所提供的具有防腐功能的拉索结构及拉索的防腐保护方法，由于外加直流 电分别施加在辅助阳极和阴极接入点上，辅助阳极分别与阴极接入点间通过导电介质形成 导电回路，该导电回路在拉索上产生了阴极极化，增强了对桥梁拉索锈蚀的抑制，消除锈蚀 对拉索使用寿命的影响，可以大幅提高目前拉索的使用寿命。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本发明实施例的具有防腐功能的拉索结构的构造示意图；
图2是本发明实施例的具有防腐功能的拉索结构的连接结构框图。
【具体实施方式】
[0018]下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。
[0019]本发明公开了一种具有防腐功能的拉索结构，用于增强吊杆拱桥、斜拉桥或悬索 桥中拉索结构的抗腐蚀，包括:密封箱I和一端部置于所述密封箱I中的至少一根拉索2， 所述密封箱I的内壁上设置多块辅助阳极31 ；
所述拉索2置于所述密封箱I中的端部上设置阴极接入点32 ；
所述具有防腐功能的拉索结构还包括:用于提供持续、稳定电压或电流的直流电源 33，所述直流电源33的一端分别与所述多块辅助阳极31相连接，所述直流电源33相对的 另一端连接在所述阴极接入点32上。
[0020]参见图1，密封箱I是封闭设置在吊杆拱桥、斜拉桥或悬索桥的桥面底部的箱体结 构。本实施例中，密封箱I设置为立方状，桥体具有的呈直杆状的拉索2的一端贯穿桥面后 容置在相应的密封箱I中。
[0021]优选的实施方式中，在密封箱I的内侧壁和底壁上环绕设置绝缘层11，该绝缘层 11 一方面可以增强密封箱I的密封性能，另一方面为密封箱I提供相对绝缘的密封环境。
[0022]密封箱I的内壁上设置多块辅助阳极31。本实施例是在密封箱I立方状的四周 壁上设置成条状的辅助阳极31，辅助阳极31周围的密封箱I中具有导电介质34，该导电介 质34可以是人为添加，也可以是渗到密封箱I中的雨水，导电介质34是电的良导体，其作用是使箱体的内部在满足相应的导电条件时形成稳定的电回路。
[0023]所设置的辅助阳极31可以通过上述导电介质34与拉索间形成电回路，具体结构 下述说明。
[0024]以下以一根密封在密封箱I中的拉索2为例，说明本发明具有防腐功能拉索的结 构。其他实施方式中，可按照以下方式在吊杆拱桥、斜拉桥或悬索桥中全部或部分的拉索2 上进行实施。
[0025]拉索2置于密封箱I中的端部相对密封箱I的底壁保持一定的距离，拉索2的端 部设置有阴极接入点32，拉索具有的直流电源33的两端分别与多块辅助阳极31和阴极接 入点32相连接。
[0026]如图2所示，直流电源33要求能够长期、持续的提供稳定的电压或电流，实际工作 中常使用恒电位仪和变压整流器。恒电位仪的输出电流、输出电压可以根据使用条件、辅助 阳极31的类型、被保护拉索结构所需的电流和保护系统回路的电阻进行计算确定。
[0027]由于密封箱I中设置导电介质34，辅助阳极31分别与阴极接入点32间通过导电 介质34形成导电回路。通过在辅助阳极31的表面发生电化学反应，不断地向阴极接入点 32提供电子。
[0028]辅助阳极31在具体实施中，需要具有电化学惰性，阳极极化率低，损耗少等特性。 本实施例中，辅助阳极31采用如下:高硅铬铁、磁性氧化铁、铅银合金、钼复合阳极和金属 氧化物阳极中的一种或多种作为制作材料。
[0029]优选的实施方式中，辅助阳极31采用MM0(Mixed Metal Oxide,混合金属氧化物) 阳极。
[0030]由于直流电源33可对拉索2和辅助阳极31施加一定的直流电流，辅助阳极31的 表面将发生电化学反应，使其能够不断的向拉索2的阴极接触点32提供电子，从而使拉索 2产生阴极极化。当拉索2的阴极接触点32的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过 程就会得到有效抑制，进而实现对桥梁拉索锈蚀的抑制，可以大幅提高目前拉索的使用寿 命，去除了锈蚀对拉索使用寿命的影响，使拉索的寿命计算成为可能，经济效益和社会效益 显著。
[0031]进一步的，本发明具有防腐功能的拉索结构的另一种实施方式中，拉索结构还包 括参比电极36，参比电极36接连在电位测试点35上。参比电极36是用来测量拉索2上电 位测试点35保护电位的设备，通过设置参比电极36可以监测拉索2上的保护电位是否达 到了设计要求。
[0032]参比电极36具有极化小、稳定性好、不易损坏、使用寿命长等特性。具体实施时， 参比电极36要求具有绝缘性能，参比电极36在干燥状态下，其具有的电极体或导电杆与电 极水密罩或填料函间的绝缘电阻应大于IMQ，且具有较好的水密性能，能够防止雨水侵入。
[0033]本实施例中，参比电极36被安装在拉索2外侧，其能够起到便于更换的作用。参比 电极36能够长期准确、可靠地测量拉索各部分的保护电位，以保证各个部分的保护效果。
[0034]优选的实施方式中，参比电极36由银、氯化银和钛中的一种或多种材料制成。采 用银或氯化银材料制成的参比电极36的使用寿命更长，能够满足设计使用年限的要求。
[0035]在上述具有防腐功能拉索结构的其他实施方式中:
拉索结构还包括接线柱37，接线柱37分别捆扎接入辅助阳极31、阴极接入点32以及电位测试点35的连接电缆。设置接线柱37可以方便接线管理，避免发生因接线混乱引起 电路短路、线体老化等问题的发生。
[0036]本发明还公开了一种用于拉索的防腐保护方法，用于吊杆拱桥、斜拉桥或悬索桥 中拉索结构的抗腐蚀，包括以下步骤:
S10，外加直流电通过辅助阳极31和导电介质34向拉索施加电流；
S20，监测控制拉索的电位值数据。
[0037]其中，S20监测控制拉索的电位值的步骤包括以下步骤:
S201，比较拉索的目标电位值数据和监测到的拉索实际电位值数据，根据比较结果信 息，调整外加直流电的输出值。
[0038]该用于拉索的防腐保护方法在具体实施时，可以在待保护拉索2的周围设置相对 密封的导电区域，如在该导电区域中设置导电介质34，分别在该导电区域中设置多块辅助 阳极31，并将位于该导电区域中的拉索2上设置阴极接入点32，外加直流电分别连接在多 块辅助阳极31和阴极接入点32上，辅助阳极31分别与阴极接入点32间通过导电介质34 形成导电回路。
[0039]由于直流电源33可对拉索拉索2和辅助阳极31施加一定的直流电流，辅助阳极 31的表面将发生电化学反应，使其能够不断的向拉索2的阴极接触点32提供电子，从而使 拉索2产生阴极极化。当拉索2的阴极接触点32的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶 解过程就会得到有效抑制，进而实现对桥梁拉索锈蚀的抑制，可以大幅提高目前拉索的使 用寿命，去除了锈蚀对拉索使用寿命的影响，使拉索的寿命计算成为可能。
[0040]监测控制拉索电位值的步骤在具体实施时，可以通过连接在拉索2的电位测试点 35上的监测装置，如电位采集仪，采集拉索2的电位值数据，电位采集仪通过有线或无线的 方式将数据信息发送给控制装置，如恒电位仪监测器，恒电位仪监测器通过比较拉索的目 标电位值数据和由电位采集仪采集到的拉索实际电位值数据，输出比较结果信息，并调整 外加直流电的输出值，使拉索2阴极接触点32的电位始终处于设计的要求值。
[0041]实施本发明实施例的具有防腐功能的拉索结构及拉索的防腐保护方法，由于外加 直流电分别施加在辅助阳极和阴极接入点上，辅助阳极分别与阴极接入点间通过导电介质 形成导电回路，该导电回路在拉索上产生了阴极极化，增强了对桥梁拉索锈蚀的抑制，消除 锈蚀对拉索使用寿命的影响，可以大幅提高目前拉索的使用寿命。
[0042]以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，因此等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种具有防腐功能的拉索结构，用于增强吊杆拱桥、斜拉桥或悬索桥中拉索结构的 抗腐蚀，包括:密封箱(I)和一端部置于所述密封箱(I)中的至少一根拉索(2)，其特征在 于，所述密封箱(I)的内壁上设置多块辅助阳极(31)；所述拉索(2)置于所述密封箱(I)中的端部上设置阴极接入点(32)；所述具有防腐功能的拉索结构还包括:用于提供持续、稳定电压或电流的直流电源(33)，所述直流电源(33)的一端分别与所述多块辅助阳极(31)相连接，所述直流电源(33) 相对的另一端连接在所述阴极接入点(32)上。
2.如权利要求1所述的具有防腐功能的拉索结构，其特征在于，所述密封箱(I)中具有导电介质(34)；所述多块辅助阳极(31)分别与所述阴极接入点(32)间通过所述导电介质(34)形成导 电回路。
3.如权利要求1或2所述的具有防腐功能的拉索结构，其特征在于，所述拉索(2)置于 所述密封箱(I)中的端部设置有电位测试点(35)；所述具有防腐功能的拉索结构还包括:参比电极(36),所述参比电极(36)接连在所述 电位测试点(35)上。
4.如权利要求3所述的具有防腐功能的拉索结构，其特征在于，所述参比电极(36)设 置绝缘，其安装在所述拉索(2)的外侧。
5.如权利要求4所述的具有防腐功能的拉索结构，其特征在于，所述参比电极(36)在 干燥状态下的绝缘电阻大于IMQ。
6.如权利要求5所述的具有防腐功能的拉索结构，其特征在于，所述参比电极(36)由 银、氯化银和钛中的任一成分的材料制成。
7.如权利要求3所述的具有防腐功能的拉索结构，其特征在于，所述具有防腐功能的 拉索结构还包括:接线柱(37)，所述接线柱(37)分别捆扎接入所述辅助阳极(31)、所述阴 极接入点(32)以及所述电位测试点(35)的连接电缆。
8.如权利要求1所述的具有防腐功能的拉索结构，其特征在于，所述多块辅助阳极(31)呈条状，其是由高硅铬铁、磁性氧化铁、铅银合金、钼复合材料中的任一材料制成。
9.一种用于拉索的防腐保护方法，用于吊杆拱桥、斜拉桥或悬索桥中拉索结构的抗腐 蚀，其特征在于，包括以下步骤:外加直流电通过辅助阳极(31)和导电介质(34)向拉索施加电流；监测控制拉索的电位值数据。
10.如权利要求9所述的用于拉索的防腐保护方法，其特征在于，所述监测控制拉索电 位值数据的步骤包括以下步骤:比较拉索的目标电位值数据和采集到的拉索实际电位值数据，根据比较结果信息，调 整外加直流电的输出值。
【文档编号】E01D19/08GK103590334SQ201210289908
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月15日 优先权日:2012年8月15日
【发明者】陈宜言, 姜瑞娟, 于芳 申请人:深圳市市政设计研究院有限公司