一種用于弦支結(jié)構(gòu)的cfrp拉索的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材)拉索，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種在弦支結(jié)構(gòu)中承受拉力的預(yù)應(yīng)力索構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]拉索構(gòu)件是弦支結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，工程中以鋼制索構(gòu)件最為常用。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于鋼制索的耐腐蝕性能較差，往往出現(xiàn)因銹蝕而導(dǎo)致其喪失承載能力繼而造成結(jié)構(gòu)整體破壞的情況。為解決這個(gè)問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員擬用耐腐蝕性能好、輕質(zhì)高強(qiáng)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)來替代弦支結(jié)構(gòu)中的鋼制索，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CFRP材料的橫向受力較弱，而當(dāng)前已有的CFRP拉索又存在不易彎曲、耐火性能差的缺陷，不適合應(yīng)用于弦支結(jié)構(gòu)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的就是解決前述公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，并為此提供一種可以有效的發(fā)揮CFRP材料的優(yōu)越特性、具有良好的耐火性能、并可以在一定的彎折角度內(nèi)正常使用的用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP拉索。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0005]一種用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP拉索，包括拉索主體，所述的拉索主體由若干根CFRP筋捻制而成，所述拉索主體的外部設(shè)置有編織套管。
[0006]所述拉索主體的形狀為絞線狀；
[0007]所述的編織套管采用連續(xù)的碳纖維長絲二維編織在所述拉索主體的外部；
[0008]所述編織套管的直徑小于所述拉索主體的公稱直徑0.5mm。
[0009]所述的CFRP筋由連續(xù)的碳纖維長絲浸入樹脂基體熱固而成。
[0010]所述CFRP筋的截面為圓形。
[0011 ] 所述CFRP筋中的碳纖維含量會(huì)70 %，樹脂基體含量=30 %。
[0012]熱固所述CFRP筋時(shí)所采用的樹脂基體為改性環(huán)氧樹脂或雙馬來酰亞胺樹脂，所述的樹脂基體中加入阻燃劑。
[0013]所述拉索主體的捻距為14D至16D。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0015](I)有效的發(fā)揮了 CFRP材料輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)越特性，從而保證了拉索的承載能力，避免了現(xiàn)有技術(shù)采用鋼制索時(shí)因銹蝕而導(dǎo)致承載能力喪失繼而造成結(jié)構(gòu)整體破壞的情況。
[0016](2)在保證剛度的情況下，以具有良好韌性并降低含量的樹脂作為基體材料對(duì)CFRP筋熱固定型，對(duì)以若干根CFRP筋捻制而成的絞線狀拉索主體則采用設(shè)置在其外部的編織套管定型，從而改善了拉索的彎曲性能，克服了現(xiàn)有的CFRP索不易彎曲的缺陷，使其在一定的彎折角度內(nèi)得以正常使用。
[0017](3)熱固CFRP筋時(shí)所采用的樹脂基體具有較高的熱變形溫度，而在該樹脂基體材料中加入阻燃劑，可使其獲得更好的耐火性能，從而克服現(xiàn)有的CFRP材料耐火性能差的缺陷，提高CFRP拉索在弦支結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用性。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是圖1中拉索主體的示意圖；
[0020]圖3是圖1中編織套管的示意圖；
[0021]圖4是圖1的截面圖示意。
[0022]圖中標(biāo)記:1—拉索主體；2—編織套管；3—CFRP筋。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本實(shí)用新型的技術(shù)方案更便于清楚理解，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例作以詳細(xì)說明:
[0024]參見圖1、圖2、圖3、圖4，本實(shí)用新型用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP拉索，包括拉索主體I以及設(shè)置在所述拉索主體I外部的編織套管2 ;所述的拉索主體I由若干根CFRP筋3捻制而成，所述的CFRP筋3由連續(xù)的碳纖維長絲浸入樹脂基體熱固而成。
[0025]為了改善現(xiàn)有CFRP拉索的彎曲性能，克服其不易彎曲的缺陷，本實(shí)用新型將所述的拉索主體I設(shè)置為公稱直徑為D且以數(shù)根直徑為d的CFRP筋3捻制而成的絞線狀，并確定其捻距為14D至16D，同時(shí)，在保證其剛度的基礎(chǔ)上，降低所述CFRP筋3中的樹脂基體含量，使其碳纖維含量不小于70%，樹脂基體含量不大于30%。
[0026]為了使本實(shí)用新型的CFRP拉索較之現(xiàn)有技術(shù)具備更好的彎曲性能并可以達(dá)到在一定的彎折角度內(nèi)得以正常使用的技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用在所述拉索主體I的外部設(shè)置編制套管2的方式進(jìn)行拉索的定型，不再對(duì)以數(shù)根CFRP筋3捻制而成的絞線狀拉索主體I進(jìn)行二次熱固，所述的編織套管2通過二維編織的方式以連續(xù)的碳纖維長絲直接編織在所述的拉索主體I上。
[0027]為了使所述的拉索主體I和所述的編織套管2之間具有可靠結(jié)合的牢固程度，本實(shí)用新型設(shè)置所述編織套管2的直徑略小于所述拉索主體I的公稱直徑(本實(shí)施例中的這個(gè)數(shù)值為0.5mm)，以便所述的拉索主體I對(duì)所述的編織套管2產(chǎn)生一定的表面張力。
[0028]為了使本實(shí)用新型的CFRP拉索較之現(xiàn)有技術(shù)具備更好的耐火性能，本實(shí)用新型采用具有較高熱變形溫度和良好韌性的改性環(huán)氧樹脂或雙馬來酰亞胺樹脂制作所述CFRP筋3的材料基體，并且在所述的基體內(nèi)加入阻燃劑。
[0029]本實(shí)用新型的CFRP拉索，可根據(jù)工程的實(shí)際需要，按照不同的捻制參數(shù)制作成多種規(guī)格，以應(yīng)用于各種拉力狀態(tài)的弦支結(jié)構(gòu)，具有很好的實(shí)用性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP拉索，包括拉索主體，其特征在于:所述的拉索主體由若干根CFRP筋捻制而成，所述拉索主體的外部設(shè)置有編織套管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP拉索，其特征在于:所述拉索主體的形狀為絞線狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP拉索，其特征在于:所述的編織套管采用連續(xù)的碳纖維長絲二維編織在所述拉索主體的外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP拉索，其特征在于:所述編織套管的直徑小于所述拉索主體的公稱直徑0.5_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP拉索，其特征在于:所述CFRP筋的截面為圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP拉索，其特征在于:所述拉索主體的捻距為14D至16D。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于弦支結(jié)構(gòu)的CFRP拉索，該拉索包括由若干根CFRP筋捻制而成的拉索主體以及設(shè)置在所述拉索主體外部的編織套管，所述的CFRP筋由連續(xù)的碳纖維長絲浸入樹脂基體熱固而成。其優(yōu)點(diǎn)是：有效發(fā)揮了CFRP材料輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕性強(qiáng)的特性，從而保證拉索的承載能力；以具有良好韌性并降低含量的樹脂作為基體材料對(duì)構(gòu)成拉索主體的CFRP筋熱固定型，并采用編織套管對(duì)所述的拉索主體定型，從而改善了拉索的彎曲性能，使其在一定的彎折角度內(nèi)得以正常使用；采用有較高熱變形溫度的樹脂基體熱固CFRP筋，并在該樹脂基體材料中加入阻燃劑，從而獲得更好的耐火性能，提高了CFRP拉索在弦支結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用性。
【IPC分類】E04C3-00
【公開號(hào)】CN204418504
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420303817
【發(fā)明人】韓慶華, 王力晨, 徐杰, 張為, 蘆燕
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年6月9日