一種熱擠聚乙烯鋅鋁合金鍍層鋼絲拉索的制作方法

榮譽(yù)表彰

2020年7月14日，《一種熱擠聚乙烯鋅鋁合金鍍層鋼絲拉索的制作方法》獲得第二十一屆中國專利獎優(yōu)秀獎。 2100433B

鍍層處理在非光面的要求鍍層的鋼絲表面鍍覆一層金屬或合金，目的之一是使鋼絲防腐以提高其使用壽命，如鍍鋅(見鋼絲熱鍍鋅、鋼絲電鍍鋅)、鍍鋁、鍍鋅鋁合金等；目的之二是使鋼絲具有某些特殊性能，如生產(chǎn)輪胎鋼絲和鋼絲簾線鋼絲時，為了保證鋼絲與橡膠具有良好的結(jié)合能力，前者需要鍍銅、鍍黃銅(見鋼絲電鍍黃銅)或鍍青銅，而后者需要鍍黃銅。生產(chǎn)鍍層鋼絲時在工藝流程的安排上，有的是先鍍后拔，即鍍層工序安排在成品的拉拔之前；有的是先拔后鍍，即鋼絲在拔成成品之后再進(jìn)行鍍層。一般，在要求鋼絲表面鍍層光亮、致密且具有較高的強(qiáng)度時，采用先鍍后拔，而在對鋼絲表面要求不十分高、成品的強(qiáng)度和韌性無特殊要求，但對鍍層重量有一定要求時則采用先拔后鍍。

一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法專利目的

《一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法》的目的在于提供一種適用于橋梁建造及大型建筑工程用的一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索，該成品拉索既具有冷鑄錨和熱鑄錨鋼絲拉索的優(yōu)點(diǎn)，又具有鋼絞線拉索在抗拉強(qiáng)度及防腐性能等方面比鋼絲拉索更好的優(yōu)勢，并能實(shí)現(xiàn)拉索設(shè)計索力更精確的配置；較好地解決了已有拉索存在的上述問題，同時提供了該拉索的制備方法。

一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法技術(shù)方案

一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索，包括索體和位于索體兩端的兩個錨固件，所述的索體為包括n根單股鋼絞線與p根拉索鋼絲構(gòu)成的復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體；每個錨固件包括錨固單元和密封單元；

所述錨固單元包含端蓋、錐套、錨板、螺母、錨杯和約束圈；錨板上有用于錨固單股鋼絞線的錐形錨孔以及用于錨固拉索鋼絲的通孔，包括n根單股鋼絞線與p根拉索鋼絲構(gòu)成的復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體的n根單股鋼絞線與p根拉索鋼絲穿過錨杯后，各單股鋼絞線分別穿入錨板的相應(yīng)錨孔中，錨具內(nèi)的每一根單股鋼絞線是由m根鋼絲扭絞而成，每一根單股鋼絞線在錨孔中的結(jié)構(gòu)是：鋼絞線端頭中心絲安裝有一錐套，中心絲端頭處理成鐓頭，其余m-1根邊絲位于錐套外側(cè)呈錐形分散分布并與錨板錐形錨孔形成單股鋼絞線錨固單元，實(shí)現(xiàn)對一根單股鋼絞線端頭的固定，P根拉索鋼絲3穿過錨板7，均勻地分布在n個單股鋼絞線錨固單元的外周，拉索鋼絲的端頭被處理成鐓頭，錨杯端頭有端蓋，錨杯內(nèi)部澆注有環(huán)氧類填料，環(huán)氧類填料固化后完成對n根單股鋼絞線和p根拉索鋼絲的錨固；

所述密封單元包括依次連接的密封筒、密封件和壓緊環(huán)，密封筒的一端與一個錨固單元的約束圈相連接，密封件位于密封筒的另一端并與壓緊環(huán)相連接，在密封筒內(nèi)即：約束圈、密封件與密封筒形成的空間內(nèi)灌注有防腐填料；

上述m、n、p的取值范圍是：m為3，4，5，6，7，9之中的任意一個數(shù)；n是2，3，4，5，……350之中的任意一個數(shù)，p是2，3，4，5，……200之中的任意一個數(shù)。

其進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述包括n根單股鋼絞線與p根拉索鋼絲構(gòu)成的復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體的n根單股鋼絞線的每一根單股鋼絞線外有內(nèi)層PE護(hù)套；具有內(nèi)層PE護(hù)套的n根單股鋼絞線的外周均勻地分布有p根拉索鋼絲并被高強(qiáng)聚酯帶包裹，其外擠壓有外層PE護(hù)套，形成索體是由隔離防腐鋼絞線和鋼絲構(gòu)成的一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體。

其進(jìn)一步技術(shù)方案或是：所述包括n根單股鋼絞線與p根拉索鋼絲構(gòu)成的復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體的n根單股鋼絞線的每一根單股鋼絞線是PC鋼絞線，n根單股鋼絞線的外周均勻地分布有p根拉索鋼絲并被高強(qiáng)聚酯帶包裹，其外擠壓有外層PE護(hù)套，其內(nèi)灌注有防腐材料，形成為索體是PC鋼絞線和鋼絲構(gòu)成的復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體。

其更進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述錨杯內(nèi)部澆注的環(huán)氧類填料是冷鑄式環(huán)氧鐵砂；在密封筒內(nèi)灌注的防腐填料是膨脹率小于2倍的聚氨酯。

《一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法》的另一相關(guān)技術(shù)方案是：上述復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索的制作方法，其制作過程包括以下步驟：

A．將包括n根單股鋼絞線與p根拉索鋼絲構(gòu)成的復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體一端的護(hù)套去掉一段長度，清理干凈每一根單股鋼絞線表面；

B．清理干凈后的n根單股鋼絞線和p根拉索鋼絲穿過錨杯，每一根單股鋼絞線分別穿入錨板的相應(yīng)錨孔內(nèi)，在每一根單股鋼絞線的中心鋼絲外套上一顆錐套，并對此中心鋼絲進(jìn)行鐓頭處理形成鐓頭，其余m-1根邊絲位于錐套外側(cè)呈錐形分散分布并與錨板錐形錨孔形成單股鋼絞線錨固單元，實(shí)現(xiàn)對一根單股鋼絞線端頭的固定；

C．重復(fù)步驟B，直至將n根單股鋼絞線完全處理形成n個單股鋼絞線錨固單元；

D．將索體的P根拉索鋼絲3穿過錨板7，均勻地布置在n個單股鋼絞線錨固單元的外周，并將拉索鋼絲的端頭處理成鐓頭301；

E．?dāng)Q上端蓋，向錨杯內(nèi)腔中澆注環(huán)氧填料，安裝約束圈，等待固化，待環(huán)氧填料固化后將螺母通過螺紋上在錨杯外，對拉索進(jìn)行一次張拉；

F．依次安裝密封筒、密封件和壓緊環(huán)，向密封筒內(nèi)部灌注防腐填料；固化后構(gòu)成一端錨固件Ⅱ；

G．對復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索的索體的另一端重復(fù)實(shí)施上述步驟A-F，形成另一端錨固件；包括索體和位于索體兩端的兩個錨固件構(gòu)成的復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索制作完成；

上述m、n和p的取值范圍是：m為3，4，5，6，7，9之中的任意一個數(shù)；n是2，3，4，5，……350之中的任意一個數(shù)，p為2，3，4，5，…200之中的任意一個數(shù)。

其進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述構(gòu)成復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體中的鋼絞線是隔離防腐鋼絞線，包括n根單股鋼絞線與p根拉索鋼絲構(gòu)成的復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體的n根單股鋼絞線的每一根單股鋼絞線外有內(nèi)層PE護(hù)套；具有內(nèi)層PE護(hù)套的n根單股鋼絞線的外周均勻地分布有p根拉索鋼絲并被高強(qiáng)聚酯帶包裹，其外擠壓有外層PE護(hù)套，在步驟A.中，所述將復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體一端的護(hù)套去掉一段長度中的“護(hù)套”是指外層PE護(hù)套和內(nèi)層PE護(hù)套。

其進(jìn)一步技術(shù)方案或是：所述包括n根單股鋼絞線與p根拉索鋼絲構(gòu)成的復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體的n根單股鋼絞線的每一根單股鋼絞線是PC鋼絞線，n根單股鋼絞線的外周均勻地分布有p根拉索鋼絲并被高強(qiáng)聚酯帶包裹，其外擠壓有外層PE護(hù)套，其內(nèi)灌注有防腐材料，在步驟A.中，所述將復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體一端的護(hù)套去掉一段長度中的“護(hù)套”是指外層PE護(hù)套。

一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法有益效果

《一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法》之復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法，具有以下有益效果：

由于《一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法》之復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索包括索體和位于索體兩端的兩個錨固件的結(jié)構(gòu)形式，所述的索體為包括多股單股鋼絞線與多根拉索鋼絲構(gòu)成的復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品索索體；綜合了索體為鋼絲構(gòu)成的冷鑄錨和熱鑄錨拉索以及夾片式綱絞線拉索以及鋼絞線整束擠壓拉索的優(yōu)點(diǎn)，因此，發(fā)明之復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索具有以下有益效果：

（一）與鋼絲成品索拉索相比：由于鋼絞線強(qiáng)度級別比鋼絲高，在相同索力條件下，鋼絞線拉索重量比鋼絲拉索輕5%-10%；實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力筋之間的隔離防腐，防腐效果更好。

（二）與現(xiàn)場制作的夾片錨鋼絞線拉索相比，有以下有益效果：

1．《一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法》之復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索運(yùn)送至施工現(xiàn)場后，直接掛索張拉，免去了裁剪鋼絞線和單根安裝及張拉等操作，簡化了施工步驟，縮短了施工周期。

2．該成品拉索索體形式為復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋束纏包后外擠外層PE護(hù)套，護(hù)套外徑較小，有效的提高了拉索抗風(fēng)雨激振能力；每根單股鋼絞線隔離防腐，避免拉索中受力筋同時受腐蝕破壞；同時由于多股鋼絞線外周邊加入鋼絲，使拉索截面更接近圓形，外層PE護(hù)套厚度更均勻，避免外層PE護(hù)套受力不均應(yīng)力開裂。

3．鋼絞線在錨具內(nèi)采用錨板定位；復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索索體采用灌注方式握裹多股單股鋼絞線與多根鋼絲形成錨固，成為一個錨固整體；鋼絞線和鋼絲端部完全被環(huán)氧類填料和防腐聚氨酯填料所包裹，環(huán)氧類填料固化后，通過張拉方式增強(qiáng)錨杯內(nèi)環(huán)氧類填料與鋼絞線和鋼絲之間握裹力；施工張拉完畢后只需對錨頭外表面進(jìn)行防腐處理即可，防腐工作簡便快捷。

4．原有夾片錨鋼絞線拉索，每增加一根鋼絞線，破斷索力增加260千牛，《一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法》預(yù)應(yīng)力筋復(fù)合成品索則可按結(jié)構(gòu)要求，精確調(diào)整破斷索力，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

（三）與鋼絞線整束擠壓成品拉索相比：擠壓拉索每增加一根鋼絞線，破斷索力增加260千牛，《一種復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索及其制作方法》復(fù)合預(yù)應(yīng)力筋成品拉索則可按結(jié)構(gòu)要求，精確調(diào)整破斷索力，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；而且兩端錨具零件獨(dú)立加工，故錨頭螺紋加工難度降低，當(dāng)大批量生產(chǎn)時，大大縮短了加工周期。

本發(fā)明為一種鋼絲熱鍍鋅及合金厚鍍層獲得的工藝方法，該方法包括走線速度在150～500m/min范圍內(nèi)，鋼絲表面除油除銹處理，處理后的鋼絲進(jìn)入感應(yīng)加熱爐中，并在保護(hù)氣體作用下，對鋼絲進(jìn)行感應(yīng)加熱，感應(yīng)加熱溫度比鍍液溫度低0～70℃，鍍液溫度420～520℃，感應(yīng)加熱時間為0.5～2s；鋼絲出感應(yīng)加熱爐，從密閉鋼管進(jìn)入鋅鍋，再經(jīng)陶瓷壓線軸垂直引出鍍液，然后進(jìn)入抹拭裝置中，最后經(jīng)冷卻處理獲得厚鍍層鋼絲。該方法針對鋼絲能實(shí)現(xiàn)在較高的走線速度下即150～500m/min范圍，表面處理后的鋼絲，在等于或低于熱鍍溫度的保護(hù)氣體感應(yīng)加熱后進(jìn)入鋅鍋，再垂直引出液面進(jìn)行抹拭，從而獲得滿足強(qiáng)度要求的高結(jié)合力的厚鍍層。