CN103088754A - 一种桥梁用不锈钢拉吊索装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桥梁用不锈钢拉吊索装置，设置在拉吊索桥梁上，所述拉吊索装置包括：用于承受拉力的拉索，所述拉索由不锈钢钢丝集合而成；固定端锚具和张拉端锚具，分别用于配合锚固所述拉索并传递索力；以及防护件，连接在所述固定端锚具和张拉端锚具之间，用于防护所述拉索裸露在所述锚具外的部分。根据本发明的桥梁用不锈钢拉吊索装置，具有抗锈、耐蚀且耐磨的良好性能，并具备更高的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种拉吊索装置，尤其是涉及一种桥梁用不锈钢拉吊索装置。
背景技术
桥梁是公路、铁路、渠道等跨越深山峡谷、大江、大河、海湾等障碍物并具有承载能力的空间建筑物，是路线畅通的保障，也是交通运输的咽喉。其中，大跨度拉吊索桥梁以其造型美观、跨越能力大等诸多优势，得到了广泛、快速的应用和发展。
拉吊索作为拉吊索桥梁的主要承重构件，断面十分纤细，这就使其成为这类桥梁体系中对病害最敏感的构件，迄今为止发现的斜拉桥病害中，出现在拉索的病害占了绝大部分。近年来，国内外已经有多座桥梁因拉吊索病害严重而不得不进行更换，造成了巨大的经济损失和不利的社会影响。究其原因，主要是大跨径拉吊索桥梁的拉吊索由高强碳素钢丝制成，虽采取了各种防腐措施，但拉吊索锈蚀问题没有得到彻底解决。目前工程中所采取的一系列措施基本上是围绕如何防止索和锚具不被锈蚀开展的，虽然取得了一定的效果，但没有从根本上解决这一问题。
并且，如图1所示，现有技术中的拉吊索装置10包括有：由高强度钢丝构成的拉索；用于锚固所述拉索的锚杯11和锚板；套设在所述锚杯11的外部的锚圈13；盖板14，设置在所述锚杯的其中一个端部。另外，为了有效防护裸露在锚杯外的拉索，从而免于拉索受到外界环境的过度腐蚀，在锚杯11的另一端还依次设置有：连接筒15、以及PE索套16。与此同时，为了实现各构件之间的良好的密封作用以及配合连接关系，还需要额外设置定心环、定位板、密封胶圈17、密封压环18等部件。由此可见，传统的拉吊索装置的结构较为复杂，部件过多，连接关系繁琐，不利于工程维护。
因此，如何研究一种有效并能彻底解决拉吊索锈蚀病害的拉吊索，并且同时能够简化其整体结构，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种能够抗锈、耐蚀并且耐磨的桥梁用不锈钢拉吊索，以保证其具备更高的使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了一种桥梁用不锈钢拉吊索装置，设置在拉吊索桥梁上，所述拉吊索装置包括：用于承受拉力的拉索，所述拉索由不锈钢钢丝集合而成；固定端锚具和张拉端锚具，分别用于配合锚固所述拉索并传递索力；以及防护件，连接在所述固定端锚具和张拉端锚具之间，用于防护所述拉索裸露在所述锚具外的部分。
进一步地，所述张拉端锚具和固定端锚具分别包括：用于容纳所述拉索的锚杯；锚板，嵌设在所述锚杯的内部，所述锚板之上均布有多个供所述拉索的不锈钢钢丝穿过的孔；以及锚圈，套设在所述锚杯的外周部，用于紧固所述锚杯。
进一步地，所述固定端锚具还包括：垫板，与所述锚圈相配合地设置在所述锚杯的外周部。
进一步地，所述垫板包括：以预定间隙布置在锚杯的外周的两个半环形件，所述半环形件的外轮廓与所述锚圈的形状相匹配。
进一步地，所述防护件包括不锈钢护筒、以及用于将所述护筒固定于拉索的护筒固定栓。
进一步地，所述不锈钢钢丝的直径的范围为4mm～7mm；抗拉强度不低于1200Mpa；弹性模量为(2.0±0.1)×105MPa。
进一步地，所述不锈钢钢丝为氮含量约为0.6％的高氮奥氏体不锈钢钢丝。
进一步地，所述锚杯的厚度约为25mm，所述孔的孔距不小于12mm。
进一步地，所述锚杯的一个端部处还设置有用于密封的密封盖板。
进一步地，所述锚杯和锚圈选用不锈钢材料。
根据本发明的桥梁用不锈钢拉吊索装置，不仅能够满足桥梁拉吊索装置对钢丝高强度的要求，同时不锈钢钢丝还具有抗锈性、耐腐蚀以及耐磨的优异性能。与此同时，由于不锈钢钢丝优良的抗锈耐蚀的效果，能够有效省去了现有技术中增设PE索套、各种密封元件以及定位元件以防止钢丝被外界腐蚀的步骤，极大的改善了原有的拉吊索装置繁琐的结构，有效地降低了经济成本，在工程上更加利于维护和检修，具备广泛的适用性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。其中：
图1为现有技术中的拉吊索装置的结构示意图；
图2为根据本发明的一种实施方式的拉吊索装置的结构示意图；
图3a、3b为图2中张拉端锚杯及锚板的主视图和A-A截面图；
图4a、4b为图2中固定端锚杯及锚板的主视图和B-B截面图；
图5a、5b为图2中锚圈的主视图和C-C截面图；以及
图6a、6b为图2中垫板的主视图和侧视图。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其它实施方式中。
参见图2，示出了根据本发明一种实施方式的桥梁用不锈钢拉吊索装置20，设置在拉吊索桥梁上。具体来说，拉吊索装置20包括：用于承受拉力的拉索，拉索由不锈钢钢丝集合而成；张拉端锚具21、固定端锚具22，分别用于配合锚固在拉索的两个端部，并用于传递拉索的索力；以及防护件23，连接在固定端锚具22和张拉端锚具21之间，用于防护拉索裸露在锚具外的部分。由于拉索在装配锚具时，必须将拉索的聚乙烯防护层削去一定长度，因此裸露在锚杯外的一段拉索钢丝要需要使用防护件23加以防护。另外，防护件除了具有防护的作用之外，为减小拉索钢丝在锚杯中动载应力幅值，提高锚具的耐疲劳性能，作用在锚杯中拉索钢丝的动载需要在拉索通过防护件时予以缓解。此时防护件又可作为一种受力件。
结合图3a、3b和图4a、4b所示，张拉端锚具21和固定端锚具22分别用于锚固拉索的两个端部。其中，张拉端锚具21包括：用于容纳拉索的锚杯211；锚板215，嵌设在锚杯211的内部，锚板215之上均布有多个供拉索的不锈钢钢丝穿过的孔215a、；以及锚圈212(参见图5a和图5b)，套设在锚杯211的外周部，用于紧固锚杯211。同理，固定端锚具22包括：用于容纳拉索的锚杯221；锚板225，嵌设在锚杯221的内部，锚板225之上均布有多个供拉索的不锈钢钢丝穿过的孔225a；以及锚圈222，套设在锚杯221的外周部，用于紧固锚杯221。值得指出地是，固定端锚具22还包括：垫板223，与锚圈222相配合地设置在锚杯221的外周部。
较佳地是，如图6a、6b所示，垫板223包括：以预定间隙布置在锚杯的外周的两个半环形件223a、223b，其中半环形件223a、223b的外轮廓与锚圈222的形状相匹配。应当指出，由于半环形件的特殊结构，使得垫板、锚圈以及锚杯之间具有预定的间隙，能够有效地起到使锚杯处的积水快速排出的目的，减少对锚具表面材料的锈蚀，从而使得锚具的寿命更长。
优选地是，防护件23包括不锈钢护筒231、以及用于将不锈钢护筒231固定于拉索的护筒固定栓232。由于通过采用不锈钢材料的护筒，也能进一步起到抗锈、防蚀的效果。
根据发明人的多次研究和试验得出，本发明的不锈钢钢丝的性能指标为下列值时，其抗锈、防蚀及耐磨的效果最佳。具体来说，不锈钢钢丝的直径的范围为4mm～7mm；抗拉强度不低于1200Mpa；弹性模量为(2.0±0.1)×105MPa。更加优选地是，不锈钢钢丝可采用氮含量约为0.6％的高氮奥氏体不锈钢钢丝。在加工过程中，可选地是，锚杯211、221的厚度约为25mm，孔215a、225a的孔距不小于12mm。锚杯211、221的一个端部处还设置有用于密封的密封盖板214。同理，为了保证拉吊索装置整体的抗锈、防蚀和耐磨的效果，锚杯211、221和锚圈212、222也可选用不锈钢材料。
在本发明中，由于氮作为稳定钢中奥氏体的合金元素，具有很强的扩大奥氏体区的能力，大约是镍的18-30倍，以少量的氮代替镍，可节约资源降低成本。另外，固溶氮可同时提高钢的强度和塑性，目前高氮高合金钢的抗拉强度σb最大可达到3600MPa，是迄今为止强度最高的合金，氮含量在0.35-0.7％的奥氏体不锈钢具有较高的综合力学性能和耐腐蚀性能。与此同时，氮合金化还可显著提高不锈钢耐点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等局部腐蚀的性能。在奥氏体钢中，即使氮含量仅为0.06％也可显著改善不锈钢的抗腐蚀性能。点蚀当量的实验结果显示，氮的当量值为20，也就是说1％的氮抗拒腐蚀能力相当于含20％Cr的不锈钢。
综上所述，采用高氮不锈钢代替传统钢材，能够节约资源和减少环境负担。本发明用氮含量为0.6％左右的高氮奥氏体不锈钢TQS-1，加工成盘条和钢丝后用于桥梁拉吊索材料，可以代替目前使用的涂敷环氧树脂镀锌钢丝。在满足桥梁拉吊索对钢丝高强度的要求的同时，实现了抗腐蚀的目的，增强了拉吊索装置的整体寿命。另一方面，由于不锈钢钢丝优良的抗锈耐蚀的效果，能够有效省去了现有技术中增设PE索套、各种密封元件以及定位元件以防止钢丝被外界腐蚀的步骤，极大的改善了原有的拉吊索装置繁琐的结构，有效地降低了经济成本，在工程上更加利于维护和检修，具备广泛的适用性。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种桥梁用不锈钢拉吊索装置(20)，设置在拉吊索桥梁上，其特征在于，所述拉吊索装置(20)包括：
用于承受拉力的拉索，所述拉索由不锈钢钢丝集合而成；
张拉端锚具(21)和固定端锚具(22)，分别用于配合锚固在所述拉索的两个端部，并用于传递拉索的索力；以及
防护件(23)，连接在所述固定端锚具(22)和张拉端锚具(21)之间，用于防护所述拉索裸露在所述锚具外的部分。
2.根据权利要求1所述的拉吊索装置(20)，其特征在于，所述张拉端锚具(21)和固定端锚具(22)分别包括：
用于容纳所述拉索的锚杯(211、221)；
锚板(215、225)，嵌设在所述锚杯(211、221)的内部，所述锚板(215、225)之上均布有多个供所述拉索的不锈钢钢丝穿过的孔(215a、225a)；以及
锚圈(212、222)，套设在所述锚杯(211、221)的外周部，用于紧固所述锚杯(211、221)。
3.根据权利要求2所述的拉吊索装置(20)，其特征在于，所述固定端锚具(22)还包括：垫板(223)，与所述锚圈(222)相配合地设置在所述锚杯(221)的外周部。
4.根据权利要求3所述的拉吊索装置(20)，其特征在于，所述垫板(223)包括：以预定间隙布置在锚杯(221)的外周的两个半环形件(223a、223b)，所述半环形件(223a、223b)的外轮廓与所述锚圈(222)的形状相匹配。
5.根据权利要求1所述的拉吊索装置(20)，其特征在于，所述防护件(23)包括不锈钢护筒(231)、以及用于将所述不锈钢护筒(231)固定于拉索的护筒固定栓(232)。
6.根据权利要求1所述的拉吊索装置(20)，其特征在于，所述不锈钢钢丝的直径的范围为4mm～7mm；抗拉强度不低于1200Mpa；弹性模量为(2.0±0.1)×105MPa。
7.根据权利要求1或6所述的拉吊索装置(20)，其特征在于，所述不锈钢钢丝为氮含量约为0.6％的高氮奥氏体不锈钢钢丝。
8.根据权利要求2所述的拉吊索装置(20)，其特征在于，所述锚杯(211、221)的厚度约为25mm，所述孔(215a、225a)的孔距不小于12mm。
9.根据权利要求2所述的拉吊索装置(20)，其特征在于，所述锚杯(211、221)的一个端部处还设置有用于密封的密封盖板(214)。
10.根据权利要求2所述的拉吊索装置(20)，其特征在于，所述锚杯(211、221)和锚圈(212、222)选用不锈钢材料。
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Legal Events
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Granted publication date: 20160406 |
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