1.本发明涉及桥梁工程领域，特别涉及一种适用于拱桥柔性吊杆的防火装置。


背景技术：

2.系杆拱桥是拱桥的一种类型，具有拱桥的一般特征，又有柔性吊杆特殊结构，它是一种集拱与梁的优点于一身的桥型，将拱与梁两种基本结构形式组合在一起，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用，拱端的水平推力用柔性吊杆承受，使拱端支座不产生水平推力。拱与弦间用两端铰接的竖直杆联结而成。现有的拱桥柔性吊杆一般是钢材、水泥、混凝土等材料制成，且大多无抗火防护结构，柔性吊杆的防火性能较差，当拱桥所在位置及附近区域发生火灾时拱桥柔性吊杆容易受到高温炙烤迅速损伤甚至断裂，从而影响拱桥的结构性能造成巨大生命及财产损失。因此，安装柔性吊杆的防火装置可提高拱桥柔性吊杆的防火性能。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种适用于拱桥柔性吊杆的防火装置，旨在提高拱桥柔性吊杆的防火性能。
4.本发明为解决技术问题，采用如下技术方案：
5.一种适用于拱桥柔性吊杆的防火装置，其结构特点在于：包括用于套设在拱桥柔性吊杆外侧的两个横截面呈半圆环形的柱状防火保护结构，两个所述的防火保护结构的端头部位分别设置有联接件，两个防火保护结构之间通过所述联接件对接组合为一个整体的圆筒结构；其中，所述防火保护结构为多层结构，内层和外层为支撑层，两支撑层之间为珍珠岩填充层。
6.在一些实施方式中，在两个所述防火保护结构(3)的内层支撑层的内壁上及外层支撑层的外壁上皆设置有温度传感器(4)。
7.在一些实施方式中，珍珠岩填充层填充有珍珠岩材料。其中，珍珠岩材料质量轻、热导率低，具有保温、隔热、不燃、无毒、化学稳定性好等特性。
8.在一些实施方式中，外层支撑层的表面涂刷有防火涂料层或缠绕有阻燃纤维布。其中，防火涂料或阻燃纤维布能够更有效的提高防火装置的防火阻燃效果。
9.在一些实施方式中，防火保护结构的支撑层由耐高温并具高强度的材料制成。由此，支撑层的材料选择需要能够对防火装置进行支撑，并起到抵御外力的效果。材质可以优选木质、钢质、钢木质等难燃材料。
10.在一些实施方式中，所述联接件由耐高温并具高韧性的材料制成。由此，联接件的材料选择需要对两个防火保护结构起到可靠的连接效果。材质可以优选木质、钢质、钢木质等难燃材料。
11.在一些实施方式中，所述防火保护结构中，内层支撑层壁厚5-10mm，外层支撑层壁厚5-10mm，珍珠岩材料层厚10-20mm，所述防火涂料层厚2-5mm，所述阻燃纤维布缠绕1-3层、
总厚度2-6mm。
12.与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
13.将本发明的防火装置安装在拱桥柔性吊杆上，能够有效对拱桥柔性吊杆结构进行保护，加强了其防火性能，以保护吊杆在发生火灾时不受损毁，同时通过防火装置上的温度传感器可以预警并监测拱桥火灾的发生，并可为火灾后拱桥及吊杆的评定和修缮提供温度数据支撑。且本发明的防火装置可拆卸替换，便于后续修复工程的开展。本发明的防火装置可以用于一般系杆拱桥的柔性吊杆，尤其适用于易发生火灾等地域中的拱桥柔性吊杆。
附图说明
14.图1为本发明的一种适用于拱桥柔性吊杆的防火装置的横截面结构图；
15.图2为图1所示防火保护结构的联接件分体结构图；
16.图3为图1所示防火保护结构的一种实施方式的分层结构示意图；
17.图4为图1所示防火保护结构的第二种实施方式的分层结构示意图；
18.图5为图1所示防火保护结构的第三种实施方式的分层结构示意图；
19.图6为图3所示吊杆无防火保护结构的一种有限元温度计算结果图；
20.图7为图3所示实施方式防火保护结构的一种有限元温度计算结果图；
21.图8为图4所示实施方式防火保护结构的一种有限元温度计算结果图；
22.图9为图5所示实施方式防火保护结构的一种有限元温度计算结果图；
23.图中标号：1-拱桥柔性吊杆，2-联接件，2-1-联接螺栓，2-2-联接螺母，3-防火保护结构，4-温度传感器，5-支撑层，6-珍珠岩填充层，7-防火涂料层，8-阻燃纤维布。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
25.本发明的防火装置用于套设在拱桥柔性吊杆1的外部以对拱桥柔性吊杆1进行防护，其可用于一般系杆拱桥的柔性吊杆1，尤其适用于易发生火灾等地域中的拱桥柔性吊杆1。
26.如图1所示，该防火装置由两个分离的横截面呈半圆环形的柱状防火保护结构合围组成，两个防火保护结构3的结构相同。每个防火保护结构的两端均设置有联接件2，两个防火保护结构3之间通过联接件2对接组合为一个整体的圆筒结构，并将拱桥柔性吊杆1套设在圆筒中央进行保护。
27.如图2所示，联接件2可由联接螺栓2-1与联接螺母2-2组成，联接螺母2-2从其高度方向分成两半，每一半分别与一个防火保护结构一体成型，当将两个防火保护结构对接后，联接螺栓2-1旋转于联接螺母2-2内，可将两个防火保护结构进行组合和固定。
28.防火保护结构3为多层结构，图3显示了图1中的防火保护结构3的第一种实施方式的分层结构。内层和外层(以靠近拱桥柔性吊杆的一侧为内层、靠近外环境的一侧为内层)为支撑层5，两支撑层之间为珍珠岩填充层6。在两个防火保护结构3的内层支撑层的内壁上及外层支撑层的外壁上皆设置有温度传感器4。具体的，温度传感器可沿着防火保护结构的轴向间隔设置多个，如在其两端各设一个。外层支撑层上的温度传感器用于预警火灾的发生并监测火灾发生时高温环境的温度状态，内层支撑层上的温度传感器用于监测火灾发生
时吊杆的温度状态。
29.具体实施时，支撑层5由耐高温并具高强度的木质、钢质或钢木质等难燃材料制成。填充在内层和外层支撑层之间的珍珠岩材料具有重量轻、耐高温、导热率低等优点，是一种良好的阻燃隔热材料，能够有效提高防火保护结构的防火效果。本实施例中支撑层采用钢质材料。
30.具体实施时，防火保护结构中，内层支撑层壁厚5-10mm，外层支撑层壁厚5-10mm，珍珠岩材料层厚10-20mm。本实施例中，内层支撑层壁厚采用5mm，外层支撑层壁厚采用5mm，珍珠岩材料层厚度采用10mm。
31.具体实施时，联接件2一般由耐高温并且高韧性的木质、钢质或钢木质等难燃材料制成，具有一定的防火效果。本实施例中采用钢质材料，与防火保护结构一体成型。
32.图4显示了图1中的防火保护结构3的第二种实施方式的分层结构。如图4所示，在第一种实施方式的基础上，还可以在外层支撑层5表面涂刷防火涂料层7，防火涂料层7具有优越的耐火、阻燃、耐高温性能，不仅能够有效提高防火保护结构的防火作用，还能够起到抗腐蚀、抗冲击等效果，进一步提高了对拱桥柔性吊杆1的保护作用。优选的，所述防火涂料层厚2-5mm。本实施例中厚度为2mm。
33.图5显示了图1中的防火保护结构3的另一种实施方式的分层结构。如图5所示，在第一种实施方式的基础上，还可以在外层支撑保护层5表面缠绕阻燃纤维布8，使防火保护结构的防火效果得到进一步的提高。优选的，阻燃纤维布缠绕1-3层、总厚度2-6mm。本实施例中阻燃纤维布缠绕1层、厚度为2mm。
34.图6-9显示了不同实施方式受火后的有限元温度计算结果图，受火工况为公式1所示的国标iso-834升温曲线，模拟受火时间为1h，其中：t为火灾的火焰温度，℃；t为时间，min；t0为环境温度20℃。
35.表1是本发明温度计算结果的对比分析，图3所示的实施方式吊杆平均温度比外层火灾温度降低71.5％，图4所示的实施方式吊杆平均温度比外层火灾温度降低76.4％，图5所示的实施方式吊杆平均温度比外层火灾温度降低75.2％。可以看出本发明的装置能够有效防火。
36.t＝345lg(8t+1)+t0ꢀꢀꢀ
(1)。
37.表1
[0038][0039]
需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例而已，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围。