一种实现平行钢丝斜拉索破断预警的方法与流程

本发明涉及一种实现平行钢丝斜拉索破断预警的方法，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更高。

因此迫切需要一种平行钢丝斜拉索破断预警的方法，可以预先警示，以便拆换。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供了一种实现平行钢丝斜拉索破断预警的方法。

本发明提供的一种实现平行钢丝斜拉索破断预警的方法，其主要方案为：在采用常规方法制作斜拉索时，钢丝束外层放置有预处理钢丝；该预处理钢丝是将普通钢丝张拉到一定值，再使张力在该定值上、下一定范围内等幅波动不少于1万次得到的，该具有疲劳损伤的预处理钢丝在相同的服役经历下的寿命就略小于普通钢丝，从而会先行破断，给出预警。由此得到的预处理钢丝和普通钢丝具有一定的疲劳寿命差，预处理钢丝会比普通钢丝先行达到使用寿命，如果继续使用，预处理钢丝就会先行发生破断，破断的钢丝会撕裂高密度聚乙烯保护层，从而便于发现，给出预警，即可立即更换斜拉索，避免发生斜拉索骤断，桥梁损毁的现象。此时，普通钢丝也接近其疲劳寿命，得到了最大限度的使用，避免了资源浪费。

进一步地，在得到预处理钢丝的张拉过程中，张拉力及其变化幅度为结构服役期间的对应设计值。使预处理钢丝的受力状况接近结构设计的服役状况。这样模拟服役状态的受力状况，是为了让预处理钢丝先行减少将来工作状态下的一定疲劳寿命。

进一步地，在制作预处理钢丝的过程中，张拉次数为10万次。使预处理钢丝和普通钢丝有一定的寿命差，以便在预处理钢丝达到使用寿命后，到整根斜拉索断裂有足够时间，确保可以发现预警现象，以便尽快拆换斜拉索。

进一步地，预处理钢丝位于钢束的六边形角部。在常规斜拉索服役期间，由于外部环境和荷载的作用，位于高密度聚乙烯保护层内的钢丝多是从外圈开始破断的。钢束六边形角部的高密度聚乙烯保护层最薄，当预处理钢丝破断时，便于撕裂高密度聚乙烯保护层，给出预警。

另外，预处理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，本发明具有以下有益效果：预处理钢丝比普通钢丝先行断裂发出预警，进而有一定时间拆换斜拉索，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，保护了人身安全；在预处理钢丝发出预警时，普通钢丝也接近其疲劳寿命，得到了最大限度的使用，避免了资源浪费；本发明实施操作简单，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 实施例二中的平行钢丝斜拉索的横断面示意图。

图3 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-预处理钢丝，3-普通钢丝。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案进行了描述，但本发明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。本发明中的斜拉索包括：高密度聚乙烯保护层1和包覆其中的预处理钢丝2和普通钢丝3。本发明提供的实现平行钢丝斜拉索破断预警的方法为：在采用常规方法制作斜拉索前，对部分钢丝进行张拉，其张拉力及变化幅度为结构服役期间的对应设计值，张拉的次数为10万次，得到具有疲劳损伤的预处理钢丝2；在制作斜拉索时，钢丝束外层放置有预处理钢丝2，并且，预处理钢丝2位于钢束的六边形的6个角部。

实施例二

该实施例对应的示意图见图2。该实施例与实施例一的不同之处在于：每根斜拉索中有三根预处理钢丝2，均匀分布于钢束的六边形的3个角部。

实施例三

该实施例对应的示意图见图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预处理钢丝2，预处理钢丝2位于钢丝束最外层，且位于关于斜拉索横截面圆心的相对位置。