一种高导热拉索套管结构的制作方法

本实用新型属于桥梁建设安全技术领域，具体涉及一种高导热拉索套管结构。

背景技术：

近几年，我国桥梁建设快速发展，斜拉索大桥以其造型优美、建造方便等优点在现代跨江(河)大桥中应用较为普遍，但在长江中下游地区，冬季连续低温雨雪天气，近几年也陆续出现部分桥梁拉索出现结冰、冰凌吊坠等现象。2015年，武汉天兴洲大桥冰凌坠落；2018年1月，鄱阳湖大桥拉索结冰，同年2月，安庆长江大桥桥梁塔索冰层融坠，多辆汽车被砸；今年1月，武汉二七长江大桥、白沙洲大桥均出现冰凌坠落等现象。斜拉桥拉索套管结冰对通行安全造成重大隐患，严重时甚至会引发连环交通事故，造成重大人身财产损失。

桥索套管结冰是特殊气候条件下多种气象因素同时出现时发生的较低概率现象，国内外对此问题的处理仍处于试验研究阶段，没有成熟的工程技术措施用于实际工程。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中斜拉桥拉索套管易积水结冰的问题。

为此，本实用新型提供了一种高导热拉索套管结构，包括斜拉索、梁端锚固件及塔端锚固件，所述斜拉索的一端与梁之间通过梁端锚固件连接，所述斜拉索的另一端与塔之间通过塔端锚固件连接，还包括套设在所述斜拉索外的套管，所述套管表面覆盖有石墨烯涂层。

优选地，所述套管为高密度聚乙烯管，所述石墨烯涂层附着在套管的外表面。

优选地，所述套管为不锈钢管。

优选地，所述石墨烯涂层覆盖所述套管的内表面和/或外表面。

优选地，所述斜拉索为平行钢丝斜拉索，所述平行钢丝斜拉索包括多个钢丝绳，各所述钢丝绳之间彼此紧贴，且各所述钢丝绳之间、以及钢丝绳与套管之间填充有防腐油脂。

优选地，所述斜拉索为钢绞线斜拉索，所述钢绞线斜拉索包括多根直径相同、平行排列的单根pe防护钢绞线集束，且各所述钢绞线之间、以及钢绞线与套管之间填充有防腐油脂。

优选地，所述套管内设加热器，所述加热器的发热部紧贴于所述石墨烯涂层表面。

优选地，所述结构还包括温度传感器及湿度传感器，所述温度传感器及湿度传感器均固定在所述石墨烯涂层的表面上。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种高导热拉索套管结构，包括斜拉索、梁端锚固件及塔端锚固件，斜拉索的一端与梁之间通过梁端锚固件连接，斜拉索的另一端与塔之间通过塔端锚固件连接，还包括套设在斜拉索外的套管，在套管表面覆盖石墨烯涂层。石墨烯涂层具有高导热性，当遇到湿寒天气时，只需在该石墨烯涂层上的任意适宜位置加热便可实现整个套管表面的加热，防止套管表面结冰，从而避免冻雨天斜拉桥拉索套管表面结冰后融化坠落，保证桥梁上的行车及行人的安全。此外，石墨烯涂层本身疏水性可以更好地预防雨水停留在斜拉桥拉索套管表面上，使得自身不易结冰而有效延长了桥梁斜拉索的使用寿命。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型高导热拉索套管结构的断截面结构示意图；

图2是本实用新型高导热拉索套管结构的整体结构示意图。

附图标记说明：高强钢丝1，套管2，石墨烯涂层3，防腐油脂4，锚固连接端5,加热器6。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型提供了一种高导热拉索套管结构，包括斜拉索、梁端锚固件及塔端锚固件，所述斜拉索的一端与梁之间通过梁端锚固件连接，所述斜拉索的另一端与塔之间通过塔端锚固件连接，还包括套设在所述斜拉索外的套管，所述套管表面覆盖有石墨烯涂层。

由此可知，如图1和图2所示，拉索一般是由多根高强钢丝1拧成一股斜拉索，以增大拉索的横截面积，提高拉力强度，同时抗弯曲。斜拉索一端通过梁端锚固件与梁之间连接，另一端通过塔端锚固件与塔之间连接，如图2中的锚固连接端5，锚固连接端5为现有技术，在此不再赘述。斜拉索主要作用是起到可使梁体内弯矩减小、降低建筑高度、减轻结构重量以及节省材料的作用。在斜拉索的表面包覆一圈套管2，套管2选材为轻质且气密性好即可，套管2的两端的端部与斜拉索之间密封，防止空气进入。然后在套管2表面覆盖一层石墨烯涂层3，一般在套管2的外表面进行喷涂或通过其他工艺实现石墨烯的紧密附着。石墨烯具有高强度以及高导热性能，当遇到湿冷天气时，利用石墨烯优异的导热性，将石墨烯进行加热便可使得整个石墨烯涂层3升温，从而防止表面结冰，起到保护套管2以及防止融冰掉落至桥梁上，危害行车及行人安全。

优选的方案，所述套管2为高密度聚乙烯管，所述石墨烯涂层附着在套管的外表面。由此可知，高密度聚乙烯管即hdpe管具有气密性高、水密性好以及抗紫外线能好的特点，达到防护效果，能更好的保护斜拉索。然后在hdpe管外面包覆一层石墨烯涂层3，利用石墨烯的高导热性能来传递热量，当遇到湿冷天气时，通过对石墨烯涂层3的任意位置进行加热，便可将热量传递至整个石墨烯涂层3，如此便可放置套管2表面结冰。其中石墨烯涂层3的结构为石墨烯与涂料混合喷涂而成的涂层。现有涂料本身起到防护作用，通过刷子或喷枪即可达到上涂层的目的，在套管2出厂前，将混合有改性的石墨烯与涂料混合以喷涂的形式将混合料喷涂到套管2的表面，这样便可以使得石墨烯与套管2之间紧密贴合。

优选的方案，所述套管为不锈钢管。则石墨烯涂层覆盖所述套管的内表面和/或外表面。由此可知，若套管2为导热材质如不锈钢管，则石墨烯涂层可以在不锈钢管的外表面和/或内表面都行，且石墨烯涂层在不锈钢管里面不易脱落。其中，不锈钢的导热性是10-30w/(m·k)，石墨烯物理性能优异，导热性能高达5300w/(m·k)，因此通过加热石墨烯涂层能更好的将热量传递至整个不锈钢管，达到更好的防结冰效果。其中，将石墨烯制成溶液，将套管2浸没在石墨烯溶液中，便可实现石墨烯涂层3覆盖整个套管2整个表面。

优选的方案，所述斜拉索为平行钢丝斜拉索，所述平行钢丝斜拉索包括多个钢丝绳，各所述钢丝绳之间彼此紧贴，且各所述钢丝绳之间、以及钢丝绳与套管之间填充有防腐油脂。由此可知，如图1所示，防腐油脂4起到很好的拉索防腐作用，还能起到一定的填充密封作用。

优选的方案，所述斜拉索为钢绞线斜拉索，所述钢绞线斜拉索包括多根直径相同、平行排列的单根pe防护钢绞线集束，且各所述钢绞线之间、以及钢绞线与套管之间填充有防腐油脂。如图1和图2所示，高强钢丝1为单根pe防护钢绞线集束，受力均匀，避免应力集中。

优选的方案，所述套管内设加热器，所述加热器的发热部紧贴于所述石墨烯涂层表面。由此可知，如图2所示，当需要对套管2表面进行加热时，通过加热器6加热石墨烯涂层3即可。加热器可安装在石墨烯涂层3或套管2内的任意位置，且发热器的发热部紧贴于石墨烯涂层3的表面即可。

优选的方案，所述结构还包括温度传感器及湿度传感器，所述温度传感器及湿度传感器均粘贴在所述石墨烯涂层3的表面上。由此可知，通过温度传感器及湿度传感器来获取套管2附件空气温度及湿度，当温度过低且湿度过高时，开启报警装置，让工作人员知道该套管2存在即将结冰的风险。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种高导热拉索套管结构，包括斜拉索、梁端锚固件及塔端锚固件，斜拉索的一端与梁之间通过梁端锚固件连接，斜拉索的另一端与塔之间通过塔端锚固件连接，还包括套设在斜拉索外的套管，在套管表面覆盖石墨烯涂层。石墨烯涂层具有高导热性，当遇到湿寒天气时，只需在该石墨烯涂层上的任意适宜位置加热便可实现整个套管表面的加热，防止套管表面结冰，从而避免冻雨天斜拉桥拉索套管表面结冰后融化坠落，保证桥梁上的行车及行人的安全。此外，石墨烯涂层本身疏水性可以更好地预防雨水停留在斜拉桥拉索套管表面上，使得自身不易结冰而有效延长了桥梁斜拉索的使用寿命。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。