一种具有楔紧结构的碳纤维拉索的制作方法

1.本实用新型属于缆索技术领域，特别是一种具有楔紧结构的碳纤维拉索。


背景技术：

2.随着桥梁结构向超大跨度发展，由于钢材比重较大，采用传统钢制拉索将面临极限跨径有限、拉索垂度大、承载效率低等问题。拉索长期服役于高应力状态下，易产生应力腐蚀。近年来，国内外对已建缆索承重体系桥梁的缆索进行了检查，发现主缆及斜拉索内钢丝锈蚀十分严重，桥梁缆索正面临耐久性问题的威胁和严峻挑战。目前桥梁缆索用钢丝强度级别已达到2100mpa，受钢材和锚固材料自身因素限制，钢丝拉索的强度的提高也已达到极限。
3.碳纤维拉索材料重量仅为钢丝的1/5左右，抗拉强度可以达到2000mpa，并且耐腐蚀、抗疲劳等优异性能，非常适合用于替换传统的钢制拉索。可以从根本上解决传统拉索易腐蚀、振动疲劳等带来的更换及安全隐患问题。采用碳纤维拉索替换钢制拉索，对提高拉索承载能力和降低大跨度缆索承重桥梁经济指标都具有重要意义。
4.但是目前行业内对于碳纤维拉索的研发都碰到了锚固强度难以与碳纤维杆强度匹配的难题。由于碳纤维杆的摩擦系数低，弹性模量低，往往在拉伸到1000mpa左右，碳纤维杆被从锚固料中拔出。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种安装稳定的具有楔紧结构的碳纤维拉索，以满足工业需求。
6.一种具有楔紧结构的碳纤维拉索包括一个锚杯，一个插设于所述锚杯内的碳纤维杆，以及一个容置于所述锚杯与所述碳纤维杆之间的锚固件。所述锚杯包括一个锚杯主体，以及一个设置在所述锚杯主体轴向的轴孔。所述碳纤维杆包括一个碳纤维杆主体，一个设置在所述碳纤维杆主体一端端头的固定端，一个设置在所述固定端自由端端头的安装孔，以及一个容置于所述安装孔一端端头的楔钉。所述轴孔、所述固定端、所述安装孔、以及所述楔钉的外轮廓成锥形。所述锚固件包括一个容置于所述轴孔内的锚固件主体，一个设置在所述锚固件主体轴向的连接孔，以及一个设置在所述连接孔一端的限位孔。所述碳纤维杆主体容置于所述连接孔，所述固定端容置于所述限位孔内，且所述限位孔与所述固定端外轮廓相同，以限制所述固定端在所述限位孔的位置。
7.进一步地，所述楔钉的锥角为5度。
8.进一步地，所述楔钉与所述固定端之间采用粘结剂固接。
9.进一步地，所述楔钉的长度范围在1cm～10cm。
10.进一步地，所述楔钉背向所述碳纤维杆主体一端的直径等于所述碳纤维杆主体的直径。
11.进一步地，所述具有楔紧结构的碳纤维拉索还包括一个设置在所述碳纤维杆上的
防护索体，所述防护索体包括一个设置于碳纤维杆上的钢丝层，一个套设于所述钢丝层上的耐磨层。
12.进一步地，所述耐磨层由玄武岩纤维丝、芳纶纤维、玻璃纤维中的一种制成。
13.与现有技术相比，本实用新型提供的具有楔紧结构的碳纤维拉索通过在所述锚杯内安装所述碳纤维杆、以及所述锚固件。所述碳纤维杆中所述碳纤维杆主体一端端头设置固定端，所述固定端自由端端头的安装孔，且所述楔钉容置于所述安装孔，所述锚固件中所述锚固件主体轴向设置连接孔，所述连接孔一端设置限位孔。所述碳纤维杆主体容置于所述连接孔，所述固定端容置于所述限位孔内，且所述限位孔与所述固定端外轮廓相同，以限制所述固定端在所述限位孔的位置。所述轴孔、所述固定端的外轮廓皆成锥形，且所述锚固件的外轮廓皆成锥形，从而所述碳纤维杆在受力拉动中，施加于所述锚杯、所述固定端、所述锚固件的力皆可分解，以提升所述锚杯、所述碳纤维杆、以及所述锚固件的受力。该具有楔紧结构的碳纤维拉索结构简单，提高了拉索的抗拉强度，减轻了拉索的质量。
附图说明
14.图1为本实用新型提供的具有楔紧结构的碳纤维拉索的结构示意图。
具体实施方式
15.以下对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本实用新型实施例的说明并不用于限定本实用新型的保护范围。
16.如图1所示，其为本实用新型提供的具有楔紧结构的碳纤维拉索的结构示意图。所述具有楔紧结构的碳纤维拉索包括一个锚杯10，一个插设于所述锚杯10内的碳纤维杆20，一个容置于所述锚杯10与所述碳纤维杆20之间的锚固件30，以及一个设置在所述碳纤维杆20上的防护索体40。所述具有楔紧结构的碳纤维拉索还包括其他的一些功能模块，如组装组件等等，其应当为本领域技术人员所习知的技术，在此不再一一详细说明。
17.所述锚杯10包括一个锚杯主体11，以及一个设置在所述锚杯主体11轴向的轴孔12。所述锚杯主体11指预应力混凝土中所用的永久性锚固装置，是在后张法结构或构件中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土内部的锚固工具，也称之为预应力锚具，所述轴孔12用于容置所述碳纤维杆20、所述锚固料30、以及所述防护索体40。
18.所述碳纤维杆20包括一个碳纤维杆主体21，一个设置在所述碳纤维杆主体21一端端头的固定端22，一个设置在所述固定端22自由端端头的安装孔23，以及一个容置于所述安装孔22一端端头的楔钉24。
19.所述碳纤维杆主体21为含碳量在90％以上的高强度高模量纤维，其为一种现有技术，在此不再赘述。
20.所述固定端22用于限制所述碳纤维杆主体21的位置，所述固定端22的自由端端头设置所述安装孔23，
21.所述安装孔23用于容置所述楔钉24，所述楔钉24背向所述碳纤维杆主体21一端的直径等于所述碳纤维杆主体21的直径，当所述楔钉24插设于所述安装孔23内时，所述楔钉24抵接于所述安装孔23的侧壁上，所述固定端22在所述楔钉24的支撑作用下结构稳定，且使所述固定端22外轮廓与所述楔钉24的外轮廓一致，所述轴孔12、所述固定端22、所述安装
孔23、以及所述楔钉24的外轮廓皆成锥形，故在所述楔钉24的支撑下，所述固定端22的外轮廓保持锥形。
22.所述楔钉24与所述固定端22之间采用粘结剂固接，以使所述楔钉24与所述固定端22之间形成一个整体。所述楔钉24的锥角为5度，且所述楔钉的长度范围在1cm～10cm，以根据所述碳纤维杆20的强度调节所述楔钉24的长度。
23.所述锚固件30包括一个容置于所述轴孔12内的锚固件主体31，一个设置在所述锚固件主体31轴向的连接孔32，以及一个设置在所述连接孔32一端的限位孔33。
24.所述锚固料30用于固定所述碳纤维杆20、以及所述索体40在所述锚杯10内的位置，所述锚固料30的外轮廓与所述轴孔12的外轮廓一致，所述锚固料30的内轮廓与容置于所述锚杯10内的碳纤维杆20外轮廓形状相同。
25.所述碳纤维杆主体21容置于所述连接孔32，所述固定端22容置于所述限位孔33内，且所述限位孔33与所述固定端22外轮廓相同，以限制所述固定端22在所述限位孔33的位置，所述固定端22向所述限位孔33朝向所述连接孔32一侧移动，所述限位孔33的锥角方向朝向所述连接孔32，当所述碳纤维杆20受力拉动时，所述固定端22在拉力的作用下，所述固定端22最小直径大于所述连接孔32直径，以限制了所述碳纤维杆20的位置。
26.所述防护索体40包括一个设置于碳纤维杆20上的钢丝层41，一个套设于所述钢丝层41上的耐磨层42。所述耐磨层42由玄武岩纤维丝、芳纶纤维、玻璃纤维中的一种制成，所述钢丝层41、所述耐磨层42皆用于保护所述碳纤维杆20，防止所述碳纤维杆20损坏。
27.与现有技术相比，本实用新型提供的具有楔紧结构的碳纤维拉索通过在所述锚杯10内安装所述碳纤维杆20、以及所述锚固件30。所述碳纤维杆20中所述碳纤维杆主体21一端端头设置固定端22，所述固定端22自由端端头的安装孔23，且所述楔钉24容置于所述安装孔22，所述锚固件30中所述锚固件主体31轴向设置连接孔32，所述连接孔32一端设置限位孔33。所述碳纤维杆主体21容置于所述连接孔32，所述固定端22容置于所述限位孔33内，且所述限位孔33与所述固定端22外轮廓相同，以限制所述固定端22在所述限位孔33的位置。所述轴孔12、所述固定端22的外轮廓皆成锥形，且所述锚固件30的外轮廓皆成锥形，从而所述碳纤维杆20在受力拉动中，施加于所述锚杯10、所述固定端22、所述锚固件30的力皆可分解，以提升所述锚杯10、所述碳纤维杆20、以及所述锚固件30的受力。该具有楔紧结构的碳纤维拉索结构简单，提高了拉索的抗拉强度，减轻了拉索的质量。
28.以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于局限本实用新型的保护范围，任何在本实用新型精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本实用新型的权利要求范围内。