一种弹射式斜拉桥拉索快速除冰装置

1.本实用新型属于桥梁运营安全防护技术领域，具体涉及一种弹射式斜拉桥拉索快速除冰装置。


背景技术：

2.斜拉桥具有结构轻盈、跨越能力大、造型美观等优点，是我国交通系统中大跨度桥梁的主要桥型之一，日益受到人们的青睐。在斜拉桥运营过程中，我国中部及北部地区由于气候原因引起的(冻)雨雪、结冰等现象，易对桥梁的结构及通行安全造成重大隐患。对于斜拉索而言，雨雪天气过后会有一部分雨雪留在拉索上面，在冬季湿度较大，温度较低的地区，空气中的水蒸气及小水珠极易在斜拉桥的拉索表面快速凝结，逐渐堆积成冰块，严重时会产生大量的冰凌。当气温变暖或者桥面振动时，冰锥易从拉索表面脱落，对桥梁结构及通行安全造成重大隐患；位置较高的冰锥跌落时由于速度较大,严重时甚至可能刺穿车辆、刺伤行人，引发交通安全和生命安全事故,造成重大财产损失。因此，如何采取有效措施，消除斜拉索冰锥的不利影响，成为桥梁安全运营的突出问题。目前，常用的方法是借助一些简易工具进行人工碎冰，但该法耗时耗力，且对于高处的冰锥无法处理，效果不佳。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对上述问题，结合桥梁结构特点，提供一种简便快捷的弹射式斜拉桥拉索快速除冰装置，能实现有效快速地对拉索上的冰和雪进行清除，保证车辆行驶安全和桥梁结构安全。
4.本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：它包括除冰弹头和弹射器；所述除冰弹头包括一个环形钢架，环形钢架由两个可拆分的半圆由螺栓固定而成；环形钢架的内表面圆周上均匀设有数个伸向环形钢架圆心用于抵持拉索表面的限位架，每个限位架靠近拉索的一端设有万向滚轮；环形钢架的内表面圆周上还设有若干毛刷；环形钢架的下部固定有除冰刀，环形钢架上部设有橡胶保护层；所述弹射器包括弹射器支座，弹射器支座包括两个直角三角形的支架，其两对对应锐角之间分别通过底部弹簧固定轴和旋转轴连接；两根弹簧固定架的后部分别铰接在旋转轴位于弹射器支座内侧的两端，两根弹簧固定架的前部之间设有顶部弹簧固定轴，弹簧的上、下端分别固定于顶部弹簧固定轴和底部弹簧固定轴的中点上，装置未工作时，两根弹簧固定架的前端部与除冰弹头底部接触；在弹射器支座一侧的斜边中间设有一个带缺口的偏心凸轮，偏心凸轮的转轴与电机连接，该缺口位于偏心凸轮最大半径点的一侧，该弹射器支座一侧的弹簧固定架底端在装置未弹射工作时，与偏心凸轮接触；当电机带动偏心凸轮旋转到一定角度使弹簧固定架底端处于偏心凸轮的最大半径点时，弹簧拉伸到最长，当电机带动偏心凸轮继续旋转时，弹簧固定架在偏心凸轮的缺口处掉落，使弹簧回缩，带动弹簧固定架前部向上弹从而使除冰弹头向上弹射。
5.进一步的，在两根弹簧固定架的前端部与除冰弹头底部接触处设有缓冲垫层。
6.进一步的，在弹射器支座四周及底部设有防护箱。
7.具体的，所述毛刷可拆卸地设于环形钢架的内表面圆周上，毛刷径向高度略低于万向滚轮径向高度。
8.进一步的，底部弹簧固定轴和顶部弹簧固定轴上设有数个相对应的弹簧固定点。
9.与现有技术相比，本发明的优点在于：该除冰除雪装置结构简单，操作简便，除冰弹头在拉索上的安装简单迅速，采用机械式除雪原理，在降雪初期，通过毛刷对拉索上的积雪和结冰进行清除，避免拉索上出现大的凝结冰块，当有冰柱时，除冰刀能将冰柱铲除，消除大桥的安全运营隐患，保证桥梁上车辆的安全运行，同时也避免了冰块和积雪堆积对拉索结构造成损害。
附图说明
10.图1为本实用新型实施例的除冰弹头的结构示意图。
11.图2为本实用新型实施例的弹射器弹簧松弛时的结构示意图。
12.图3为本实用新型实施例的弹射器弹簧拉伸紧绷时的结构示意图。
13.图4为本实用新型实施例的偏心凸轮与弹簧固定架底端的结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
15.参见图1至图4，本实施例的弹射式斜拉桥拉索快速除冰装置，包括除冰弹头9和弹射器。从图1可见，除冰弹头9包括一个环形钢架26，环形钢架26由两个可拆分的半圆由螺栓25固定而成；环形钢架26的内表面圆周上均匀设有4个伸向环形钢架26圆心用于抵持拉索1表面的限位架，以保证环形钢架26在拉索1上的稳定性；每个限位架靠近拉索1的一端设有万向滚轮22；环形钢架26的内表面圆周上还设有若干毛刷23，用于扫除薄冰雪层；毛刷包括硬毛刷和软毛刷，在实际操作过程中，根据需求选择硬毛刷或软毛刷安装使用；毛刷23可拆卸地设于环形钢架26的内表面圆周上，毛刷23的径向高度略低于万向滚轮22的径向高度。环形钢架26的下部固定有除冰刀24，用于铲除冰凌；环形钢架26上部设有橡胶保护层27，用以保护拉索上部结构不被除冰刀24划到。从图2、图3可见，弹射器包括弹射器支座10，弹射器支座10包括两个直角三角形的支架，其两对对应锐角之间分别通过底部弹簧固定轴2和旋转轴12连接；两根弹簧固定架3的后部分别铰接在旋转轴12位于弹射器支座10内侧的两端，两根弹簧固定架3的前部之间设有顶部弹簧固定轴13，弹簧5的上、下端分别固定于顶部弹簧固定轴13和底部弹簧固定轴2的中点上，装置未工作时，两根弹簧固定架3的前端部与除冰弹头9底部接触；并在两根弹簧固定架3的前端部与除冰弹头9底部接触处设有缓冲垫层11。在弹射器支座10一侧的斜边中间设有一个带缺口的偏心凸轮4，偏心凸轮4的转轴与电机6连接，该缺口位于偏心凸轮4最大半径点的一侧，该弹射器支座10一侧的弹簧固定架3的底端7在装置未弹射工作时，与偏心凸轮4接触；当电机6带动偏心凸轮4旋转到一定角度使弹簧固定架3的底端7处于偏心凸轮4的最大半径点时，弹簧5拉伸到最长，当电机6带动偏心凸轮4继续旋转时，弹簧固定架3在偏心凸轮4的缺口处掉落，使弹簧5回缩，带动弹簧固定架3前部向上弹从而使除冰弹头9向上弹射。在弹射器支座10的四周及底部设有防护箱8。另外，在底部弹簧固定轴2和顶部弹簧固定轴13上可设有数个相对应的弹簧固定点，弹簧的个数可根据需要弹射的高度进行调整，也可根据需要采用不同力学性能的弹簧。
16.电机6通电带动偏心凸轮4转动，偏心凸轮4为一个不完整的凸轮，偏心凸轮4与弹簧固定架3底端7接触，偏心凸轮4转动带动弹簧固定架3，从而弹簧固定架3绕转旋转轴12转动，弹簧5处于拉伸状态，使弹簧蓄力。当偏心凸轮4把弹簧固定架3底端抬到偏心凸轮4缺口顶点处时，弹簧固定架3从偏心凸轮4缺口处落下，弹簧5释放弹力，弹簧固定架3迅速回位，弹射出除冰弹头9。除冰弹头9通过限位架将环形钢架26滑动固定于拉索1上，且使得拉索1位于环形钢架26的中心，除冰弹头9从下往上沿拉索1运动，环形钢架26的毛刷23对拉索1上的薄冰雪层进行扫除；然后在重力作用下，除冰弹头9又沿拉索1回落，除冰刀24位于环形钢架26的下部，对拉索1上的冰柱进行铲除，从而达到去除拉索1上冰雪的目的。
17.实际操作中，可用移动小车将本实用新型的弹射器运到需要除冰的拉索处，调节小车高度，选择合适的弹射位置，弹射器与除冰弹头可分离，将除冰弹头装在拉索上，将拉索夹在弹簧固定架中间，通过启动电机带动偏心凸轮，偏心凸轮带动弹簧固定架转动，在转动过程中，弹簧固定架被抬升，绕旋转轴转动，弹簧处于拉伸状态，当弹簧固定架到达偏心凸轮缺口处时，弹簧固定架迅速掉落，弹簧回位，将除冰弹头弹射，除冰弹头沿拉索向上除冰。
18.除冰弹头不能继续上升后，能够在自重下，沿拉索向下滑动，在滑动的过程中，环形钢架上的毛刷刷落拉索表面初始凝结的小冰块和积雪，即本实用新型的除冰除雪装置在降雪初期便需要开始工作使用，及时对拉索表面的积雪进行清理，环形钢架下落至拉索底端，弹簧固定架上的缓冲垫层对其进行缓冲，根据实际情况，可通过增加配重块的方式，增加环形钢架的重量，方便环形钢架在拉索上的自由下落。
19.本实用新型的斜拉桥拉索快速除冰除雪装置，整个装置结构简单，且安装操作使用方便，采用机械式的除雪原理，在降雪初期，通过毛刷和除冰刀对拉索上的积雪和结冰进行清除，避免拉索上出现大的凝结冰块，消除大桥的安全运营隐患，保证桥梁上车辆的安全运行，同时也避免了冰块和积雪堆积对拉索结构造成损害。
20.本实用新型不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围之内。本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。