CN113863135A - 用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锚固结构构件领域，具体为一种用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具及其制造方法。一种用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具，包括两个锚杯(1)和两个连接管(2)，其特征是：还包括索股(3)、锚固料(4)和振捣器(5)，索股(3)两端散开成单根钢丝(31)并套入分丝板(11)；注浆管(21)内插入连接管(2)，锚杯(1)和连接管(2)这两者内都灌注锚固料(4)；振捣器(5)固定在锚杯(1)底部的外端面上。一种用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具的制造方法，其特征是：按如下步骤依次实施：①定长；②穿丝；③调中；④浇注；⑤固化。本发明防火效果好，使用寿命长。

Description

用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具及其制造方法
技术领域
本发明涉及锚固结构构件领域，具体为一种用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具及其制造方法。
背景技术
拉索是斜拉桥、悬索桥、拱桥以及建筑结构的特有构件，是桥梁承载载荷的主要受力件，并布置桥梁的在梁体外，且与外部环境直接接触，容易受到车辆事故引起的火灾影响。因此，提高拉索的防火性能和防护工艺有着十分重要的意义。
常规的锚固材料为锌铜合金和环氧冷铸料，锌铜合金的熔点约为420℃，锌铜合金在300℃左右开始软化，锌铜合金与钢丝的粘结力出现下降，锚固开始失效；环氧冷铸料在210℃即开始燃烧并碳化，达到300℃就出现了锚固体系的破坏，锚固失效。
螺纹式锚具采用传统的振捣制锚方式及浇注方式无法保证浇注的密实度，特别对于低流淌性的锚固材料，长期疲劳载荷会导致锚固料的碎裂。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、制造方便、防火效果好、环境适应性强、使用寿命长的锚固结构，本发明公开了一种用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具及其制造方法。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具，包括两个锚杯和两个连接管，锚杯的顶部为敞口，锚杯顶部的内侧壁上设有内螺纹，锚杯内螺纹下部的内腔为从顶部向底部逐渐张开的圆台形，连接管底部的外侧面上设有和锚杯内螺纹互相匹配的外螺纹，每个连接管都通过底部的外螺纹旋入并固定在锚杯顶部的内螺纹处，
其特征是：还包括索股、锚固料和振捣器，
多根钢丝以外侧面互相贴合构成钢丝束，钢丝束的外侧面上涂覆聚乙烯构成的保护层构成索股，锚杯内腔的底部设有分丝板，分丝板上设有和构成钢丝束的钢丝数量相等的定位孔；
索股的两端分别除去保护层露出钢丝束，索股两端的钢丝束分别通过连接管穿入锚杯内腔，锚杯内腔的钢丝束都散开成互不贴合的单根钢丝并逐根套入分丝板的每个定位孔内，钢丝的顶端镦头以将钢丝固定在分丝板的定位孔上避免钢丝从分丝板脱出，堵漏板设于锚杯的内腔内且设于分丝板和锚杯底部之间，堵漏板用螺栓固定在分丝板上；
注浆管内插入连接管，连接管的顶部插入至少三块木楔，每块木楔的两个侧面分别抵住连接管的内侧壁和钢丝束的外侧面，调整木楔使连接管和设于连接管内的钢丝束这两者的中心轴线互相重合，
锚杯和连接管这两者内都灌注锚固料，锚固料选用耐高温锚固料，锚固料由包括Al2O3和SiO2的组分均匀混合构成，Al2O3和SiO2的质量比为1:3～3:1，锚固料的熔点不低于1800℃，抗压强度不小于250MPa，锚固料的密度在2.5g/cm3～3.0g/cm3，锚固料将锚杯内的各根钢丝粘结成大圆底面在分丝板上小圆底面在连接管底部的圆台形；
振捣器固定在锚杯底部的外端面上。
所述的用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具，其特征是：各根钢丝在锚杯内粘结成的圆台形的锥度在0.05～0.15；
锚固料的质量k根据锚杯和连接管这两者的容积和以及锚固料的密度确定，设一个锚杯和一个连接管的容积和为V0，锚固料的密度为ρ0，每根索股需要在两端个套一个锚杯和一个连接管，则n根索股需要的锚固料体积V=2knV0，质量M=2knρ0V0，其中k是富余系数，k取1.1～1.2。
所述的用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具的制造方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①定长：根据工艺文件的规定长度在索股的两端分别除去保护层露出钢丝束，索股两端的钢丝束分别通过连接管穿入锚杯内；
②穿丝：锚杯内的钢丝束都散开成互不贴合的单根钢丝并用洗涤剂清洁外表面以去除油污，将锚杯内散开的钢丝逐根套入分丝板的每个定位孔内，钢丝的顶端镦头以将钢丝固定在分丝板的定位孔上避免钢丝从分丝板脱出，堵漏板设于锚杯的内腔内且设于分丝板和锚杯底部之间，堵漏板用螺栓固定在分丝板上；
③调中：注浆管内插入连接管，连接管的顶部插入至少三块木楔，每块木楔的两个侧面分别抵住连接管的内侧壁和钢丝束的外侧面，调整木楔使连接管和设于连接管内的钢丝束这两者的中心轴线互相重合；
④浇注：开启振捣器，将锚固料通过注浆管注入锚杯内，直至锚固料依次注满锚杯和连接管并漫至连接管的顶端面为止，缓慢拔出注浆管并关闭振捣器，锚固料将锚杯内的各根钢丝粘结成大圆底面在分丝板上小圆底面在连接管底部的圆台形；
⑤固化：将完成浇注的两个锚杯静置于15℃～25℃的常温下固化24hour～48hour，随后放入保温箱内加热至100℃～150℃，高温固化1hour，高温固化完成后取出锚杯静置于15℃～25℃的常温下自然冷却。
所述的用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具的制造方法，其特征是：
步骤③时，连接管和设于连接管内的钢丝束这两者的中心轴线的偏离角度不大于0.5°；
步骤④时，锚固料选用耐高温锚固料，锚固料由包括Al2O3和SiO2的组分均匀混合构成，Al2O3和SiO2的质量比为1:3～3:1，锚固料的熔点不低于1800℃，抗压强度不小于250MPa，锚固料的密度在2.5g/cm3～3.0g/cm3，各根钢丝在锚杯内粘结成的圆台形的锥度在0.05～0.15；
锚固料的质量k根据锚杯和连接管这两者的容积和以及锚固料的密度确定，设一个锚杯和一个连接管的容积和为V0，锚固料的密度为ρ0，每根索股需要在两端个套一个锚杯和一个连接管，则n根索股需要的锚固料体积V=2knV0，质量M=2knρ0V0，其中k是富余系数，k取1.1～1.2，每次制备的锚固料需在30min内浇注完毕，浇注完毕后及时清洗锚固料的储存容器。
本发明在制造时，采用注浆管压注的方式完成低流淌性的耐高温型锚固料的制锚工序，并通过常温固化和高温固化两个阶段分级固化，使锚固料固化后得到更高的强度。使用过程中，如遭遇火灾，锚固料具有耐高温特性，从而最大程度降低火灾对索股机械性能的影响。
本发明具有如下有益效果：结构简单，制造方便，防火效果好，环境适应性强，产品质量高，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的示意图，
图2是本发明使用时第⑤步时的示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具，包括两个锚杯1、两个连接管2、索股3、锚固料4和振捣器5，如图1所示，具体结构是：
锚杯1的顶部为敞口，锚杯1顶部的内侧壁上设有内螺纹，锚杯1内螺纹下部的内腔为从顶部向底部逐渐张开的圆台形，连接管2底部的外侧面上设有和锚杯1内螺纹互相匹配的外螺纹，每个连接管2都通过底部的外螺纹旋入并固定在锚杯1顶部的内螺纹处；
多根钢丝31以外侧面互相贴合构成钢丝束32，钢丝束32的外侧面上涂覆聚乙烯构成的保护层33构成索股3，锚杯1内腔的底部设有分丝板11，分丝板11上设有和构成钢丝束22的钢丝2数量相等的定位孔；
索股3的两端分别除去保护层33露出钢丝束32，索股3两端的钢丝束32分别通过连接管2穿入锚杯1内腔，锚杯1内腔的钢丝束32都散开成互不贴合的单根钢丝31并逐根套入分丝板11的每个定位孔内，钢丝31的顶端镦头以将钢丝31固定在分丝板11的定位孔上避免钢丝31从分丝板11脱出，堵漏板12设于锚杯1的内腔内且设于分丝板11和锚杯1底部之间，堵漏板12用螺栓固定在分丝板11上；
注浆管21内插入连接管2，连接管2的顶部插入至少三块木楔22，每块木楔22的两个侧面分别抵住连接管2的内侧壁和钢丝束32的外侧面，调整木楔22使连接管2和设于连接管2内的钢丝束32这两者的中心轴线互相重合，
锚杯1和连接管2这两者内都灌注锚固料4，锚固料4选用耐高温锚固料，锚固料4由包括Al2O3和SiO2的组分均匀混合构成，Al2O3和SiO2的质量比为1:3～3:1，锚固料4的熔点不低于1800℃，抗压强度不小于250MPa，锚固料4的密度在2.5g/cm3～3.0g/cm3；
锚固料4的质量k根据锚杯1和连接管2这两者的容积和以及锚固料4的密度确定，设一个锚杯1和一个连接管2的容积和为V0，锚固料4的密度为ρ0，每根索股3需要在两端个套一个锚杯1和一个连接管2，则n根索股3需要的锚固料4体积V=2knV0，质量M=2knρ0V0，其中k是富余系数，k取1.1～1.2；
锚固料4将锚杯1内的各根钢丝21粘结成大圆底面在分丝板13上小圆底面在连接管2底部的圆台形，所述圆台形的锥度在0.05～0.15，本实施例取0.1；
振捣器5固定在锚杯1底部的外端面上。
本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
①定长：根据工艺文件的规定长度在索股3的两端分别除去保护层33露出钢丝束32，索股3两端的钢丝束32分别通过连接管2穿入锚杯1内；
②穿丝：锚杯1内的钢丝束32都散开成互不贴合的单根钢丝31并用洗涤剂清洁外表面以去除油污，将锚杯1内散开的钢丝31逐根套入分丝板11的每个定位孔内，钢丝31的顶端镦头以将钢丝31固定在分丝板11的定位孔上避免钢丝31从分丝板11脱出，堵漏板12设于锚杯1的内腔内且设于分丝板11和锚杯1底部之间，堵漏板12用螺栓固定在分丝板11上；
③调中：注浆管21内插入连接管2，连接管2的顶部插入至少三块木楔22，每块木楔22的两个侧面分别抵住连接管2的内侧壁和钢丝束32的外侧面，调整木楔22使连接管2和设于连接管2内的钢丝束32这两者的中心轴线互相重合，要求这两者的中心轴线的偏离角度不大于0.5°；
④浇注：开启振捣器5，将锚固料4通过注浆管21注入锚杯1内，直至锚固料4依次注满锚杯1和连接管2并漫至连接管2的顶端面为止，缓慢拔出注浆管21并关闭振捣器5，锚固料4选用耐高温锚固料，锚固料4由包括Al2O3和SiO2的组分均匀混合构成，Al2O3和SiO2的质量比为1:3～3:1，锚固料4的熔点不低于1800℃，抗压强度不小于250MPa，锚固料4的密度在2.5g/cm3～3.0g/cm3；
锚固料4的质量k根据锚杯1和连接管2这两者的容积和以及锚固料4的密度确定，设一个锚杯1和一个连接管2的容积和为V0，锚固料4的密度为ρ0，每根索股3需要在两端个套一个锚杯1和一个连接管2，则n根索股3需要的锚固料4体积V=2knV0，质量M=2knρ0V0，其中k是富余系数，k取1.1～1.2，每次制备的锚固料4需在30min内浇注完毕，浇注完毕后及时清洗锚固料4的储存容器；
锚固料4将锚杯1内的各根钢丝21粘结成大圆底面在分丝板13上小圆底面在连接管2底部的圆台形，所述圆台形的锥度在0.05～0.15，本实施例取0.1；
⑤固化：将完成浇注的两个锚杯1静置于15℃～25℃的常温下固化24hour～48hour，随后如图2所示放入保温箱6内加热至100℃～150℃，高温固化1hour，高温固化完成后取出锚杯1静置于15℃～25℃的常温下自然冷却。
本实施例在制造时，采用注浆管21压注的方式完成低流淌性的耐高温型锚固料4的制锚工序，并通过常温固化和高温固化两个阶段分级固化，使锚固料4固化后得到更高的强度。使用过程中，如遭遇火灾，锚固料4具有耐高温特性，从而最大程度降低火灾对索股3机械性能的影响。

Claims (4)

1.一种用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具，包括两个锚杯(1)和两个连接管(2)，锚杯(1)的顶部为敞口，锚杯(1)顶部的内侧壁上设有内螺纹，锚杯(1)内螺纹下部的内腔为从顶部向底部逐渐张开的圆台形，连接管(2)底部的外侧面上设有和锚杯(1)内螺纹互相匹配的外螺纹，每个连接管(2)都通过底部的外螺纹旋入并固定在锚杯(1)顶部的内螺纹处，
其特征是：还包括索股(3)、锚固料(4)和振捣器(5)，
多根钢丝(31)以外侧面互相贴合构成钢丝束(32)，钢丝束(32)的外侧面上涂覆聚乙烯构成的保护层(33)构成索股(3)，锚杯(1)内腔的底部设有分丝板(11)，分丝板(11)上设有和构成钢丝束(22)的钢丝(2)数量相等的定位孔；
索股(3)的两端分别除去保护层(33)露出钢丝束(32)，索股(3)两端的钢丝束(32)分别通过连接管(2)穿入锚杯(1)内腔，锚杯(1)内腔的钢丝束(32)都散开成互不贴合的单根钢丝(31)并逐根套入分丝板(11)的每个定位孔内，钢丝(31)的顶端镦头以将钢丝(31)固定在分丝板(11)的定位孔上，堵漏板(12)设于锚杯(1)的内腔内且设于分丝板(11)和锚杯(1)底部之间，堵漏板(12)用螺栓固定在分丝板(11)上；
注浆管(21)内插入连接管(2)，连接管(2)的顶部插入至少三块木楔(22)，每块木楔(22)的两个侧面分别抵住连接管(2)的内侧壁和钢丝束(32)的外侧面，调整木楔(22)使连接管(2)和设于连接管(2)内的钢丝束(32)这两者的中心轴线互相重合，
锚杯(1)和连接管(2)这两者内都灌注锚固料(4)，锚固料(4)选用耐高温锚固料，锚固料(4)由包括Al2O3和SiO2的组分均匀混合构成，Al2O3和SiO2的质量比为1:3～3:1，锚固料(4)的熔点不低于1800℃，抗压强度不小于250MPa，锚固料(4)的密度在2.5g/cm3～3.0g/cm3，锚固料(4)将锚杯(1)内的各根钢丝(21)粘结成大圆底面在分丝板(13)上小圆底面在连接管(2)底部的圆台形；
振捣器(5)固定在锚杯(1)底部的外端面上。
2.如权利要求1所述的用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具，其特征是：各根钢丝(31)在锚杯(1)内粘结成的圆台形的锥度在0.05～0.15；
设一个锚杯(1)和一个连接管(2)的容积和为V0，锚固料(4)的密度为ρ0，每根索股(3)需要在两端个套一个锚杯(1)和一个连接管(2)，则n根索股(3)需要的锚固料(4)体积V=2knV0，质量M=2knρ0V0，其中k是富余系数，k取1.1～1.2。
3.如权利要求1或2所述的用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具的制造方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①定长：在索股(3)的两端分别除去保护层(33)露出钢丝束(32)，索股(3)两端的钢丝束(32)分别通过连接管(2)穿入锚杯(1)内；
②穿丝：锚杯(1)内的钢丝束(32)都散开成互不贴合的单根钢丝(31)并用洗涤剂清洁外表面以去除油污，将锚杯(1)内散开的钢丝(31)逐根套入分丝板(11)的每个定位孔内，钢丝(31)的顶端镦头以将钢丝(31)固定在分丝板(11)的定位孔上，堵漏板(12)设于锚杯(1)的内腔内且设于分丝板(11)和锚杯(1)底部之间，堵漏板(12)用螺栓固定在分丝板(11)上；
③调中：注浆管(21)内插入连接管(2)，连接管(2)的顶部插入至少三块木楔(22)，每块木楔(22)的两个侧面分别抵住连接管(2)的内侧壁和钢丝束(32)的外侧面，调整木楔(22)使连接管(2)和设于连接管(2)内的钢丝束(32)这两者的中心轴线互相重合；
④浇注：开启振捣器(5)，将锚固料(4)通过注浆管(21)注入锚杯(1)内，直至锚固料(4)依次注满锚杯(1)和连接管(2)并漫至连接管(2)的顶端面为止，拔出注浆管(21)并关闭振捣器(5)，锚固料(4)将锚杯(1)内的各根钢丝(21)粘结成大圆底面在分丝板(13)上小圆底面在连接管(2)底部的圆台形；
⑤固化：将完成浇注的两个锚杯(1)静置于15℃～25℃的常温下固化24hour～48hour，随后放入保温箱(6)内加热至100℃～150℃，高温固化1hour，高温固化完成后取出锚杯(1)静置于15℃～25℃的常温下自然冷却。
4.如权利要求3所述的用于桥梁拉索的螺纹式耐高温锚具的制造方法，其特征是：
步骤③时，连接管(2)和设于连接管(2)内的钢丝束(32)这两者的中心轴线的偏离角度不大于0.5°；
步骤④时，锚固料(4)选用耐高温锚固料，锚固料(4)由包括Al2O3和SiO2的组分均匀混合构成，Al2O3和SiO2的质量比为1:3～3:1，锚固料(4)的熔点不低于1800℃，抗压强度不小于250MPa，锚固料(4)的密度在2.5g/cm3～3.0g/cm3，各根钢丝(31)在锚杯(1)内粘结成的圆台形的锥度在0.05～0.15，
设一个锚杯(1)和一个连接管(2)的容积和为V0，锚固料(4)的密度为ρ0，每根索股(3)需要在两端个套一个锚杯(1)和一个连接管(2)，则n根索股(3)需要的锚固料(4)体积V=2knV0，质量M=2knρ0V0，其中k是富余系数，k取1.1～1.2，每次制备的锚固料(4)需在30min内浇注完毕。
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