超高強度平行鋼絲耐久型拉索

《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》是江蘇法爾勝新日制鐵纜索有限公司於2005年1月25日申請的發明專利，該專利申請號為2005100382399，公布號為CN1644791，專利公布日為2005年7月27日，發明人是趙軍、寧世偉、薛花娟、朱建龍、周燕君、董楠楠、劉堅堯、高科、周祝兵。

《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》包括索體（1）以及配裝在索體兩端的錨具（2），其特點是索體（1）的鋼絲束（1.2）外表面先纏繞全氟化膜膠帶（1.3），再纏繞纖維增強聚脂帶（1.4）成型，然後外擠雙層高密度聚乙烯護套（1.5）。該發明抗腐蝕能力強、使用壽命長。

2010年11月15日，《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。

（概述圖為《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：超高強度平行鋼絲耐久型拉索
• 公布號：CN1644791
• 公布日：2005年7月27日
• 申請號：2005100382399
• 申請日：2005年1月25日
• 申請人：江蘇法爾勝新日制鐵纜索有限公司
• 地址：江蘇省江陰市璜土鎮澄常工業開發區
• 發明人：趙軍、寧世偉、薛花娟、朱建龍、周燕君、董楠楠、劉堅堯、高科、周祝兵
• 代理機構：江陰市同盛專利事務所
• 代理人：唐紉蘭
• Int.Cl.：D07B1/16、E01D19/16
• 類別：發明專利

專利背景

斜拉橋是一種自錨結構體系，它不需要拉索兩端的巨大昂貴的錨墩結構，它的索應力基本上是沿索長不變的。斜拉橋在跨內成直線布置，並具有相當的抗拉剛度。斜拉索對橋跨結構的主梁產生有利的壓力，改善了主梁的受力狀態。斜拉索對斜拉橋的影響很大，歷史上斜拉橋失敗的原因主要都是纜索的問題。由於斜拉索一般布置於梁體外部，並長期處於高應力狀態下，其截面尺寸又小，故對腐蝕作用非常敏感，即使發生輕黴的腐蝕其強度也會有較大的損失，故斜拉橋的耐久性在很大程度上取決於斜拉索的抗腐蝕能力。斜拉索除了在動靜載作用下應具有足夠的強度以外，最重要的是，斜拉索在包括錨固區段在內的整個斜拉索長度上，應具有可靠而耐久的防腐保護措施。2005年1月之前，斜拉橋的斜拉索普遍採用熱擠聚乙烯拉索，這種拉索抗腐蝕能力較弱，致使採用該拉索的斜拉橋耐久性差。

發明內容

專利目的

《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》的目的在於提供一種抗腐蝕能力強、使用壽命長的超高強度平行鋼絲耐久型拉索。

技術方案

《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》包括索體以及配裝在體兩端的錨具，拉索索體結構分為兩種拉索索體的鋼絲束外表面先纏繞由氯樹脂材料製成的全氟化膜膠帶，該膠帶具有優異機械性能和廷展性及耐化學性能，再纏繞纖維增強聚脂帶又稱壓敏膠帶，其抗拉強度不小於950牛/25毫米，使鋼絲束成型，然後外擠雙層高密度聚乙烯護套，內層黑色，外層彩色，最後在拉索外表面進行壓花處理。

拉索索體的鋼絲束的鋼絲與鋼絲間的間隙填充防腐填充物油脂或石蠟，鋼絲束外表面先纏繞由氟樹脂材料製成的全氟化膜膠帶，該膠帶具有優異機械性能和延展性及耐化學性能，再纏繞纖維增強聚脂帶又稱壓敏膠帶，其抗拉強度不小於950牛/25毫米，使鋼絲束成型，然後外擠雙層高密度聚乙烯護套，內層黑色，外層彩色，最後在拉索外表面進行壓花處理。

《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》的主要技術特點為：

1）索體採用綜合防腐技術，進行多層保護；

2）鋪具塗層採用鋅鉻膜塗層又稱達克羅塗層，該塗層較薄，不影響錯具螺紋的公差配合，無氫脆現象，具有極好的滲透性和可修補性以及高防腐性能，使該拉索錨具的防腐壽命為普通拉索錨具的6-7倍；

3）鋪具與鋼絲之間的錨固採用新型錨固澆鑄工藝，保證了斜拉索的錨固強度同時，並且提高抗疲勞性能；

4）鋪具與拉索之間採用新型填充密封工藝，防止了水份等有害物質進入索體，避免了腐蝕隱患；

5）拉索索體外表面進行壓花處理，在其風阻係數沒有明顯增大的同時，具有抗雨振效果。

超高強度平行鋼絲耐久型拉索的技術指標

序號	項目	要求指標
1	抗拉強度	≥1770兆帕
2	張拉性能	拉索按照 1.2-1.5倍的設計載荷進行超張拉後，冷熱鑄錨的鑄體內縮值＜6毫米 ，錨圈和錨杯的旋合不受影響
3	彈性模量	≥1.90×10兆帕
4	靜載破斷延伸率	≥2%
5	靜載性能	靜載破斷載荷≥斜拉索標稱破斷荷載的 95%
6	動載性能	成品拉索通過應力上限為0.45σb ，應力幅度為200兆帕，在250萬次應力條件的疲勞試驗後 拉索無異常。
7	耐久性能	斜拉索使用壽命 ＞50年
8	斜拉索外觀	斜拉索外表面均勻 、光滑、平整、無裂紋
9	拉索長度精度	小於200米時，長度精度達到±1/10000， 大於200米時，長度精度達到±1（1/20000+10）
10	盤繞性能	盤繞內徑注≥20倍的拉索直徑
11	築風雨振性能	風阻係數為 Cd=0.62，抗雨振效果良好。

改善效果

《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》具有防腐性能好、強度高、抗疲勞性能好、彈性模量損失小、重量輕、施工方便等優點，滿足了超大跨徑斜拉橋斜拉索50-60年的使用要求。

附圖說明

圖1為《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》成品拉索結構示意圖。

圖2為該發明拉索索體斷面結構一示意圖。

圖3為該發明拉索索體斷面結構二示意圖。

圖4為該發明冷熱鑄鋪具結構示意圖。

圖5為該發明冷熱鑄錨固結構示意圖。

權利要求

1、《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》包括索體（1）以及配裝在索體兩端的錨具（2），其特徵在於索體（1）的鋼絲束（1.2）外表面先纏繞全氟化膜膠帶（1.3），再纏繞纖維增強聚脂帶（1.4）成型，然後外擠雙層高密度聚乙烯護套（1.5）。

2、根據權利要求1所述的一種超高強度平行鋼絲耐久型拉索，其特徵在於索體（1）的鋼絲束（1.2）的鋼絲間隙填充防腐填充物。

3、根據權利要求2所述的一種超高強度平行鋼絲耐久型拉索，其特徵在於所述防腐填充物是油脂或石蠟（1.1）。

4、根據權利要求1、2或3所述的一種超高強度平行鋼絲耐久型拉索，其特徵在於拉索的兩端配裝冷熱鑄鋪具，冷熱鑄錨具（2）包括錨杯（2.3）圈（2.4）、連線筒（2.6）、前蓋（2.9）、後蓋（2.1）以及矽橡膠（2.2）、密度膠圈（2.8）和熱收縮套（2.10），連線筒（2.6）後端插置於錨杯（2.3）前端，錨圈（2.4）旋合於錨杯（23）上，鋼絲束（1.2）穿置於連線筒（2.6）和鋪杯（2.3）內，密封膠（2.8）套在高密度聚乙烯護套（1.5）上，並嵌置於連線筒（2.6）前端的錐形內腔中，再用前蓋（2.9）壓緊封閉，後蓋（2.1）和矽橡膠（2.2）壓緊嵌置於錨杯（2.3）後端，使錨杯（2.3）後端封閉，熱收縮套（210）套置於高密度聚乙烯護套（1.5）、前蓋（2.9）和連線筒（2.6）外。

5、根據權利要求1、2或3所述的一種超高強度平行鋼絲耐久型拉索，其特徵在於拉索的兩端配裝冷熱鑄鋪具，在冷熱鑄錨具（2）的錨杯（2.3）後腔的鋼絲間隙澆鑄鋅銅合金（3.1），在錨杯（2.3）前腔的鋼絲間隙澆鑄環氧冷鑄填料（3.2）灌注。

6、根據權利要求5所述的一種超高強度平行鋼絲耐久型拉索，其特徵在於鋅銅合金（3.1）成分為：鋅98%±0.02%、銅2%±0.02%。

7、根據權利要求5所述的一種超高強度平行鋼絲耐久型拉索，其特徵在於環氧冷鑄填料（3.2）由環氧樹脂、鋼球、岩粉和固化劑構成。

實施方式

《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》的成品拉索結構參見圖1，由索體1以及配裝在索體兩端的鋪具2組成。錨具2由錨杯2.3、錨圈2.4和連線筒2.6連線而成拉索的鋼絲束斷面呈正六邊形或缺角六邊形緊密排列，經扭絞而成拉索索體結構分為兩種，其斷面結構示意圖分別參見圖2和圖3。參見圖2，拉索索體1的鋼絲束1.2外表面先繞全氯化膜膠帶1.3，再繞纖維增強聚脂帶1.4成型，然後外擠雙層高密度聚乙烯護套1.5，索體表面進行壓花處理形成壓花凹痕1.6。

參見圖3，拉索索體1的鋼絲束1.2的鋼絲與鋼絲間的間隙填充防腐填充物（油脂或石蠟）1.1，鋼絲束1.2外表面先纏繞全氟化膜膠帶1.3，再纏繞纖維增強聚脂帶1.4成型，然後外擠雙層高密度聚乙烯護套1.5，索體表面進行壓花處理形成壓花凹痕1.6。在超高強度平行鋼絲耐久型拉索索體的兩端配裝冷熱鑄錨具2。參見圖4，冷熱鑄錨具2由鋪杯2.3、鋪圏2.4、連線筒2.6、前蓋2.9、後蓋2.1等金屬部件以及矽橡膠2.2、鋪下墊板2.5、預留管道2.7、密度膠圈2.8熱收縮套2.10組成，見圖4。連線筒2.6後端插置於錨杯2.3前端，錨圖2.4採用螺紋旋合於錯杯2.3上，鋼絲束1.2穿置於連線筒2.6和鋪杯2.3內密封膠圈2.8套在高密度聚乙烯護套1.5上，並嵌置於連線筒2.6前端的錐形內腔中，再用前蓋2.9壓緊封閉，後蓋2.1壓緊和矽橡膠2.2嵌置於鋪杯2.3後端，使錨杯2.3後端封閉，熱收縮套2.10套置於高密度聚乙烯護套1.5、前蓋2.9和連線筒2.6外，在拉索架設時，超高強度平行鋼絲耐久型拉索穿過預埋管道2.7，錨下墊板2.5承壓於預埋管道後端，錨圈2.4承壓於錨下墊板2.5。

參見圖5，在冷熱鑄錨具2的錨杯2.3後腔的鋼絲間隙澆鑄鋅銅合金3.1，鋅銅合金3.1成分為：鋅98%±0.02%、銅2%±0.02%。在鋪杯2.3前腔的鋼絲間隙澆鑄環氧冷鑄填料3.2灌注，環氧冷鑄填料3.2由環氧樹脂鋼球、岩粉、固化劑等材料構成。這種冷熱澆鑄方法可以緩和鑄體對鋼絲的疲勞損傷，合理控制鋼絲的彎折點，以緩和應力集中。鋅銅合金3.1鑄體發揮了其卓越的錨固可靠性能和錨固耐久性，環氧冷鑄填料3.2鑄體提高了拉索的疲勞性能。

榮譽表彰

2010年11月15日，《超高強度平行鋼絲耐久型拉索》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。