CN110725207A - 一种高应力幅成品拉索及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种高应力幅成品拉索及其制作方法，包括由2个以上的预应力筋组成的索体、端盖、分离型锚板、锚杯和约束圈，分离型锚板由2个以上的插片组合而成，相邻的插片配合后接合处形成2个以上的通孔，单根的预应力筋安装在单个的通孔中，锚杯、分离型锚板和约束圈形成空腔内浇注有冷铸握裹材料层。本发明提供一种高应力幅成品拉索及其制作方法，采用的分离型锚板夹持预应力筋能够保持预应力筋在锚固段内接近平行，受力合理；通过挤压分离型锚板及在锚杯内灌注冷铸料实现双重复合锚固，安装稳固。
Description
技术领域
本发明属于桥梁工程技术领域，具体涉及一种高应力幅成品拉索及其制作方法。
背景技术
现有技术中已有较多的成品拉索结构，可用于桥梁建造及大型建筑工程，如中国专利CN102587279A，公开了一种钢绞线成品拉索及其制作方法，包括由多根单股钢绞线与外层护套构成的索体和位于索体两端的两个锚固件，每个锚固件包括锚固单元和密封单元；锚固单元包含端盖、锥套、锚板、锚杯和约束圈；锚板上有锥形锚孔，成品拉索每一根单股钢绞线在锥形锚孔中的结构是：单股钢绞线端头中心丝安装有一锥套，中心丝端头被处理成镦头，边丝位于锥套外侧呈锥形分散分布并与锚板的锥形锚孔形成单股钢绞线锚固单元，锚杯端头有端盖，锚杯内部浇注有环氧类填料，环氧类填料固化后完成对多根单股钢绞线的锚固。该钢绞线成品拉索密封防腐好，施工安装及张拉简单。该拉索在工厂内预制，可以根据需要制作各种不同规格的大吨位多股钢绞线成品拉索，适用于桥梁建造及大型建筑工程采用。
但上述结构仍存在如下问题：1、采用锥套及中心丝墩头结构的复杂结构，体积较大，单根索股的安装孔的孔间距较大，预应力筋从成品索体处到锚板处，此段距离内预应力筋存在发散角度，预应力筋在折点处容易产生应力集中现象。当拉索孔位越大时，发散角度越大。2、仅仅依靠通过单股钢绞线端头中心丝安装有一锥套，中心丝端头被处理成镦头，边丝位于锥套外侧呈锥形分散分布并与锚板的锥形锚孔形成单股钢绞线锚固单元，实现锚固，夹紧力较小，安装稳定性差，部件较多，结构较为复杂，锚杯长度较大且锚头重量较大，制作成本高。
发明内容
本发明提供一种高应力幅成品拉索及其制作方法，采用的分离型锚板夹持预应力筋能够保持预应力筋在锚固段内接近平行，受力合理；通过挤压分离型锚板及在锚杯内灌注冷铸料实现双重复合锚固，安装稳固。
本发明的技术方案如下：
一种高应力幅成品拉索，包括由2个以上的预应力筋(101)组成的索体(1)、端盖(2)、分离型锚板(3)、锚杯(4)和约束圈(5)，所述分离型锚板(3)外表面设置有锥度且与所述锚杯(4)内表面配合，所述锚杯(4)的一端设置端盖(2)且另一端设置约束圈(5)，所述分离型锚板(3)由2个以上的插片(301)组合而成，相邻的所述插片(301)配合后接合处形成2个以上的通孔(7)，单根的所述预应力筋(101)安装在单个的所述通孔(7)中，所述锚杯(4)、所述分离型锚板(3)和所述约束圈(5)形成空腔内浇注有冷铸握裹材料层(6)。
本发明中的锚杯(4)、分离型锚板(3)为主要受力件，锚固结构简单，体积小，所述的分离型锚板(3)可以设置密布的通孔(7)，分离型锚板(3)的通孔(7)孔间距小使得锚固段内的预应力筋(101)平行布置，无发散角度则预应力筋(101)不存在折点，减小了预应力筋(101)的应力集中，进而大大的提高拉索的疲劳应力幅。特别是适用于高疲劳应力幅状态下的桥梁用拉索体(1)系，并特别适合重型铁路桥梁结构使用。该锚固形式的拉索能够实现400MPa甚至更高疲劳应力幅要求，真正的提高拉索的抗疲劳性、锚固可靠性、锚具结构紧凑、外观柔美的特性，制作、安装及换索施工方便等优点。
此外，该结构取消了锥套及预应力筋(101)-钢绞线(12)中心丝墩头工艺，通过挤压分离型锚板(3)咬合预应力筋(101)锚固和在锚杯(4)内灌注冷铸握裹材料双重复合锚固方式实现锚固锚板，复合锚固的形式拉索锚固性能更加可靠且可以相应减少锚杯(4)长度进而减少冷铸握裹料的用量，减轻锚头的重量。
优选的，所述通孔(7)构造为内圈设置有齿形的齿型通孔，齿型通孔的作用在于对分离型锚板(3)进行挤压时可以实现其对预应力筋(101)的咬合夹持锚固，锚固强度更高，安装稳定。
优选的，所述预应力筋(101)为钢绞线(12)或钢丝(11)中的一种，结构简单，成本低。
优选的，所述索体(1)为由钢丝(11)和钢绞线(12)组成的复合预应力筋结构，所述分离型锚板(3)边缘上还设置有钢丝通孔(10)。该结构适用于复合预应力筋。
优选的，本发明还包括设置在所述锚杯(4)前端且套装在所述索体(1)外部的密封筒(8)，所述密封筒(8)和所述索体(1)之间的容腔内填充有密封材料层(9)，对成品拉索起到密封防腐蚀作用。
本发明还提供了一种高应力幅成品拉索的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：根据锚固长度要求将所述索体(1)外圈的护套层剥除，将预应力筋(101)内圈的护套层剥除，清洗每一根预应力筋(101)。清洗钢绞线(12)、钢丝(11)上的油污、灰尘。
步骤2：将预应力筋(101)安装在所述插片(301)配合后的通孔(7)内，所述插片(301)组合后完成所述分离型锚板(3)安装；
步骤3：采用挤压设备和夹具将分离型锚板(3)顶压进所述锚杯(4)的锥孔中，并持力保压一定时间，使分离型锚板(3)与预应力筋(101)充分接触挤压，分离型锚板(3)的外锥度与锚杯(4)的内锥度配合夹紧，挤压完成后将所述端盖(2)安装在所述锚杯(4)端面。该步骤实现了索体(1)的第一层锚固。
步骤4：将所述锚杯(4)竖直放置，然后将冷铸握裹材料填满所述锚杯(4)、所述分离型锚板(3)和所述约束圈(5)形成的空腔，并采用振动器进行振捣使冷铸握裹材料更加密实，灌注完成后安装约束圈(5)，放置入高温固化炉内进行恒温固化，使冷铸握裹材料层(6)固化形成一种楔形握裹力，该步骤实现了所述索体(1)的第二层锚固。
步骤5：对所述索体(1)进行第一次预张拉：使预应力筋(101)成品拉索的索体(1)中的所述预应力筋(101)受力均匀，消除所述预应力筋(101)之间的间隙，使索体(1)弹模稳定。
步骤6：将所述锚杯(4)竖直放置，将所述密封筒(8)安装在所述锚杯(4)的前端，将密封填充材料填满密封筒(8)的内腔形成密封材料层(9)，然后将密封圈以及压紧环安装到密封筒(8)上，并竖直静放直至密封材料层(9)固化。
步骤7：对所述索体(1)第二次预张拉：消除在所述密封筒(8)内的预应力筋(101)成品拉索的索体(1)中的预应力筋(101)与密封材料层(9)之间的间隙。
本发明的有益效果是：
1、锚固结构紧凑，分离型锚板(3)的通孔(7)孔间距小使得锚固段内的预应力筋(101)平行布置，采用的分离型锚板(3)夹持预应力筋(101)能够保持预应力筋(101)在锚固段内接近平行，受力合理，进而大大的提高拉索的疲劳应力幅。
2、通过挤压分离型锚板(3)咬合预应力筋(101)锚固和在锚杯(4)内灌注冷铸握裹材料双重复合锚固方式实现锚固锚板，复合锚固的形式拉索锚固性能更加可靠且可以相应减少锚杯(4)长度进而减少冷铸握裹料的用量，减轻锚头的重量。
附图说明
图1是本发明所述的一种高应力幅成品拉索的剖视结构示意图。
图2a本发明所述的分离型锚板的横剖面结构示意图。
图2b本发明所述的分离型锚板的纵剖面的结构示意图。
图3是本发明的一种高应力幅成品拉索安装完成后的纵剖面的结构示意图。
图4a本发明的实施例3的分离型锚板的横剖面结构示意图。
图4b本发明的实施例3的分离型锚板的纵剖面的结构示意图。
图5a本发明的实施例4的分离型锚板的横剖面结构示意图。
图5b本发明的实施例4的分离型锚板的纵剖面的结构示意图。
图6本发明所述的索体的横剖面结构示意图，其中图6a是钢绞线预应力筋成品索体的结构示意图，图6b是钢丝预应力筋成品索体的结构示意图，图6c是复合预应力筋成品索体的结构示意图。
图7是本发明所述的一种高应力幅成品拉索的密封结构的结构示意图。
图中：1-索体，101-预应力筋，2-端盖，3-分离型锚板，301-插片，4-锚杯，5-约束圈，6-冷铸握裹材料层，7-通孔，8-封筒，9-密封材料层，10-钢丝通孔，11-钢丝，12-钢绞线。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：
实施例1：
如图1和图3所示，一种高应力幅成品拉索，包括由2个的预应力筋(101)组成的索体(1)、端盖(2)、分离型锚板(3)、锚杯(4)和约束圈(5)，所述分离型锚板(3)外表面设置有锥度且与所述锚杯(4)内表面配合，所述锚杯(4)的一端设置端盖(2)且另一端设置约束圈(5)；
如图2a和图2b所示，所述分离型锚板(3)由2个插片(301)组合而成，相邻的所述插片(301)配合后接合处形成2个的通孔(7)，单根的所述预应力筋(101)安装在单个的所述通孔(7)中，所述锚杯(4)、所述分离型锚板(3)和所述约束圈(5)形成空腔内浇注有冷铸握裹材料层(6)。
本发明的工作原理如下：
如图3和图7所示，所述分离型锚板(3)挤压进入锚杯(4)内腔致使分离型锚板(3)发生变形从而实现分离型锚板(3)上的齿型孔与所述索体(1)中的预应力筋(101)进行咬合实现第一层锚固；通过在锚杯(4)内灌注冷铸握裹材料，高温固化后形成对预应力筋(101)的握裹力实现第二层锚固。
实施例2：
如图6a所示，本实施例中，所述预应力筋(101)仅为钢绞线(12)。
如图1和图3所示，本实施例所述的一种高应力幅成品拉索包括由19根预应力筋(101)组成的索体(1)、端盖(2)、分离型锚板(3)、锚杯(4)和约束圈(5)，所述分离型锚板(3)外表面设置有锥度且与所述锚杯(4)内表面配合，所述锚杯(4)的一端设置端盖(2)且另一端设置约束圈(5)，
如图2a和图2b所示，所述分离型锚板(3)由6片插片(301)依次排列组合而成，相邻的所述插片(301)配合后接合处形成19密布排列的通孔(7)，所述通孔(7)分为5排，单根的所述预应力筋(101)安装在单个的所述通孔(7)中，每一排所述通孔(7)的轴线位置上通过线切割方式分离成相应插片(301)。所述分离型锚板(3)构造成圆柱体，且外圆上设计成1:10的锥度形成楔形，以便压装安装进具有同样锥度的锚杯(4)内腔中，所述通孔(7)构造为内圈设置有齿形的齿型通孔。
如图1所示，所述锚杯(4)、所述分离型锚板(3)和所述约束圈(5)形成空腔内浇注有冷铸握裹材料层(6)，冷铸握裹材料为高强环氧砂浆。
如图7所示，本实施例还包括设置在所述锚杯(4)前端且套装在所述索体(1)外部的密封筒(8)，所述密封筒(8)和所述索体(1)之间的容腔内填充有密封材料层(9)，密封材料为环氧浆，密封筒(8)过渡段安装热缩套管。
实施例3：
如图6c所示，本实施例中所述预应力筋(101)是复合预应力筋，由钢丝(11)和钢绞线(12)组成，即钢绞线(12)组合在一起后其外部环绕设置有多根钢丝(11)，即由19根钢绞线(12)和12根钢丝(11)组成所述索体(1)。
如图1、图3所示，本实施例所述的一种高应力幅成品拉索包括：由19根钢绞线(12)和12根钢丝(11)组成的索体(1)、端盖(2)、分离型锚板(3)、锚杯(4)和约束圈(5)，所述分离型锚板(3)外表面设置有锥度且与所述锚杯(4)内表面配合，所述锚杯(4)的一端设置端盖(2)且另一端设置约束圈(5)，如图4a和图4b所示，所述分离型锚板(3)由6片插片(301)依次排列组合而成，相邻的所述插片(301)配合后接合处形成19密布排列的通孔(7)，所述通孔(7)分为5排，单根的所述钢绞线(12)安装在单个的所述通孔(7)中，每一排所述通孔(7)的轴线位置上通过线切割方式分离成相应插片(301)；所述分离型锚板(3)边缘上还设置有12个钢丝通孔(10)，所述复合预应力筋的钢丝(11)穿所述钢丝通孔(10)实现安装。
所述分离型锚板(3)构造成圆柱体，且外圆上设计成1:20的锥度形成楔形，以便压装安装进具有同样锥度的锚杯(4)内腔中，所述通孔(7)构造为内圈设置有齿形的齿型通孔。
如图1所示，所述锚杯(4)、所述分离型锚板(3)和所述约束圈(5)形成空腔内浇注有冷铸握裹材料层(6)，冷铸握裹材料为高强环氧砂浆。
如图7所示，本实施例还包括设置在所述锚杯(4)前端且套装在所述索体(1)外部的密封筒(8)，所述密封筒(8)和所述索体(1)之间的容腔内填充有密封材料层(9)，密封材料为聚硫密封胶，密封筒(8)过渡段安装热缩套管。
实施例4：
如图6b所示，是本实施例所述的一种高应力幅成品拉索，与上述实施例2的不同之处在于：所述预应力筋(101)是钢丝(11)组成的，
因此，如图5a和5b所示，所述通孔数量相比实施例2更加多，更加紧密，所述通孔(7)内部为光孔，所述分离型锚板(3)构造成1:15的锥度的圆柱体，所述密封材料层(9)的密封材料为发泡剂。
实施例5：
本发明还提供一种高应力幅成品拉索的制作方法：
步骤1：根据锚固长度要求将所述索体(1)外圈的护套层剥除，将预应力筋(101)内圈的护套层剥除，清洗每一根预应力筋(101)；
步骤2：将预应力筋(101)安装在所述插片(301)配合后的通孔(7)内，所述插片(301)组合后完成所述分离型锚板(3)安装；
步骤3：采用挤压设备和夹具将分离型锚板(3)顶压进所述锚杯(4)的锥孔中，并持力保压一定时间，使分离型锚板(3)与预应力筋(101)充分接触挤压，分离型锚板(3)的外锥度与锚杯(4)的内锥度配合夹紧，挤压完成后将所述端盖(2)采用螺栓拧紧安装在所述锚杯(4)端面；
步骤4：将所述锚杯(4)竖直放置，然后将冷铸握裹材料填满所述锚杯(4)、所述分离型锚板(3)和所述约束圈(5)形成的空腔，并采用振动器进行振捣，灌注完成后安装约束圈(5)，放置入高温固化炉内进行恒温固化；
步骤5：对所述索体(1)进行第一次预张拉；
步骤6：将所述锚杯(4)竖直放置，将所述密封筒(8)螺栓旋紧安装在所述锚杯(4)的前端，将密封填充材料填满密封筒(8)的内腔形成密封材料层(9)，并竖直静放直至密封材料层(9)固化；
步骤7：对所述索体(1)第二次预张拉。
Claims (6)
1.一种高应力幅成品拉索，包括由2个以上的预应力筋(101)组成的索体(1)、端盖(2)、分离型锚板(3)、锚杯(4)和约束圈(5)，所述分离型锚板(3)外表面设置有锥度且与所述锚杯(4)内表面配合，所述锚杯(4)的一端设置端盖(2)且另一端设置约束圈(5)，其特征在于：所述分离型锚板(3)由2个以上的插片(301)组合而成，相邻的所述插片(301)配合后接合处形成2个以上的通孔(7)，单根的所述预应力筋(101)安装在单个的所述通孔(7)中，所述锚杯(4)、所述分离型锚板(3)和所述约束圈(5)形成空腔内浇注有冷铸握裹材料层(6)。
2.根据权利要求1所述的一种高应力幅成品拉索，其特征在于：所述通孔(7)构造为内圈设置有齿形的齿型通孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种高应力幅成品拉索，其特征在于：所述预应力筋(101)为钢绞线(12)或钢丝(11)中的一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种高应力幅成品拉索，其特征在于：所述索体(1)为由钢丝(11)和钢绞线(12)组成的复合预应力筋结构，所述分离型锚板(3)边缘上还设置有钢丝通孔(10)。
5.根据权利要求1或2所述的一种高应力幅成品拉索，其特征在于：还包括设置在所述锚杯(4)前端且套装在所述索体(1)外部的密封筒(8)，所述密封筒(8)和所述索体(1)之间的容腔内填充有密封材料层(9)。
6.一种用于制作如权利要求1所述的高应力幅成品拉索的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：根据锚固长度要求将索体(1)外圈的护套层剥除，将预应力筋(101)内圈的护套层剥除，清洗每一根预应力筋(101)；
步骤2：将预应力筋(101)安装在插片(301)配合后的通孔(7)内，插片(301)组合后完成分离型锚板(3)安装；
步骤3：采用挤压设备和夹具将分离型锚板(3)顶压进锚杯(4)的锥孔中，并持力保压一定时间，使分离型锚板(3)与预应力筋(101)充分接触挤压，分离型锚板(3)的外锥度与锚杯(4)的内锥度配合夹紧，挤压完成后将端盖(2)安装在锚杯(4)端面；
步骤4：将锚杯(4)竖直放置，然后将冷铸握裹材料填满锚杯(4)、分离型锚板(3)和约束圈(5)形成的空腔，并采用振动器进行振捣，灌注完成后安装约束圈(5)，放置入高温固化炉内进行恒温固化；
步骤5：对索体(1)进行第一次预张拉；
步骤6：将锚杯(4)竖直放置，将密封筒(8)安装在锚杯(4)的前端，将密封填充材料填满密封筒(8)的内腔形成密封材料层(9)，并竖直静放直至密封材料层(9)固化；
步骤7：对索体(1)第二次预张拉。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111442735A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-24 | 广西大学 | 高分子皮线光纤光栅应变传感器、智能索的制作方法 |
| CN113863135A (zh) * | 2020-06-30 | 2021-12-31 | 上海浦江缆索股份有限公司 | 用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具及其制造方法 |
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2019
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| CN111442735B (zh) * | 2020-04-03 | 2022-05-31 | 广西大学 | 高分子皮线光纤光栅应变传感器、智能索的制作方法 |
| CN113863135A (zh) * | 2020-06-30 | 2021-12-31 | 上海浦江缆索股份有限公司 | 用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具及其制造方法 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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