CN114192745B - 一种悬索桥主缆索股灌锚方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种悬索桥主缆索股灌锚方法，属于悬索桥技术领域。对液态锌铜合金进行配制；锚具穿过预制平行钢丝索股；按照锚具内腔尺寸设计浇铸模具，并对浇铸模具内腔进行精加工；浇铸模具上设置浇注口和排气口，浇铸模具两端分别设置密封盖板；预制平行钢丝索股分丝后经一密封盖板穿设于浇铸模具内腔；将配置好的液态锌铜合金经浇注口灌于浇铸模具内腔，冷却后拆除浇铸模具，形成预制锌铜合金铸体；去除浇注块和排气块并对预制锌铜合金铸体进行打磨，形成锌铜合金铸体；将锚具顶至锌铜合金铸体处，对锌铜合金铸体进行顶压，检查锌铜合金铸体回缩值。本申请避免了锚具小端口发生灌不密实的现象，使得锌铜合金浇铸达到要求。

Description

一种悬索桥主缆索股灌锚方法

技术领域

本发明涉及一种悬索桥主缆索股灌锚方法，属于悬索桥技术领域。

背景技术

目前，悬索桥以其受力性能好，跨越能力大，轻型美观、抗震能力好，而成为跨越大江大河、海峡港湾等交通障碍的首选桥型。预制平行钢丝索股将一定数量的钢丝在工厂内定型成束，然后在两端安装预制好的锚具，并在锚具内浇铸锌铜合金，形成锚头，实现主缆索股与现场锚碇系统的连接。

预制平行钢丝索股技术实现了主缆索股的工厂化和标准化制作，提高了主缆的架设效率，因而得到广泛应用和推广。但现有的预制平行钢丝索股的热铸锚灌锚技术还存在以下问题：1)传统的锌铜合金锚具浇铸，直接将锌铜合金熔液浇铸在锚具里，在灌锚前和灌锚中需要对锚具进行预热加热，浇铸过程中由于锌铜合金溶液的温度也会导致锚具温度上升，但由于锚具的防腐涂装体系不耐高温，因此锚具的防腐涂装只能在灌完锌铜合金的锚具上进行，由于此时的锚具连着索股，涂装作业一般需要在室外进行，操作难度大，涂装的温湿度条件难以控制，涂装质量不能得到保证。2)传统的灌锚方法需要从锚具锥腔的大端口灌入锌铜合金，由于小端口钢丝间距小，锌铜合金来不及流入小端口，就会凝固，存在小端口灌不密实的风险。3)由于平行钢丝预制索股的锚具的结构需要考虑到与现场锚碇的连接，锌铜合金锥体浇铸的小端锚具壁厚较厚，导致小端的锌铜合金先冷却，不利于锌铜合金的浇铸密实度。尤其对于较高强度的大规格钢丝索股锚具，还存在锌铜合金量浇铸达不到要求的隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种悬索桥主缆索股灌锚方法，避免了锚具小端口发生灌不密实的现象，使得锌铜合金浇铸达到要求。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种悬索桥主缆索股灌锚方法，所述灌锚方法包括如下步骤：

步骤一：对液态锌铜合金进行配制：各种成分的质量百分比为：铜：1.6～2.4％，铝：2～8％，稀土：0.005～0.3％，其余为锌元素；

步骤二：制作好的锚具穿过预制平行钢丝索股；

步骤三：按照锚具内腔尺寸设计浇铸模具，并对浇铸模具内腔进行精加工；

步骤四：浇铸模具上设置浇注口和排气口，浇注口和排气口与浇铸模具内腔贯通，浇铸模具两端分别设置密封盖板；

步骤五：预制平行钢丝索股分丝后经一密封盖板穿设于浇铸模具内腔；

步骤六：将配置好的液态锌铜合金经浇注口灌于浇铸模具内腔，冷却后拆除浇铸模具，形成带有浇注块和排气块的预制锌铜合金铸体；

步骤七：去除浇注块和排气块并对预制锌铜合金铸体进行打磨，形成锌铜合金铸体；

步骤八；将锚具顶至锌铜合金铸体处，对锌铜合金铸体进行顶压，检查锌铜合金铸体回缩值。

所述步骤三中所述浇铸模具内腔尺寸比锚具内腔尺寸大5～10％，浇铸模具的壁厚为10～50mm，精加工后的浇铸模具内腔粗糙度不低于12.5μm。

所述步骤四中的浇铸模具沿着中轴线进行线切割，使得浇铸模具分割成上模具和下模具，所述浇注口和排气口设于上模具上，所述下模具设置在浇铸支架上。

所述浇注口为漏斗型，所述浇铸模具大端设置整体式密封盖板，所述浇铸模具小端设置哈弗是密封盖板，所述哈弗式密封盖板中心开设穿索孔，所述穿索孔的孔径比索股直径大2～10mm，穿索后对穿索孔进行堵漏。

所述步骤六中，浇注前需要对浇铸模具、锚具内的索股钢丝、浇注口和排气口进行加热，加热温度不低于250°，浇注过程中和补灌时将保温件包裹于浇铸模具上，对浇铸模具进行保温。

所述锌铜合金冷却至80°以下，拆除浇铸模具。

所述步骤八中对顶压块的顶压载荷不小于平行钢丝索股的公称破断荷载的45％。

所述锌铜合金铸件的回缩值不大于5mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：一种悬索桥主缆索股灌锚方法，本申请采用了锌、铜、铝、稀土合金进行配制，形成锌铜合金，铝元素提高了锌铜合金的流动性，不仅保证填满浇铸模具型腔，而且可以使气体和非金属夹杂物在浇注前去除、或在浇注及凝固过程中浮出，提高了铸体内部质量。将锚具顶压至铸体位置，使得铸体小端经锚具大端穿入，通过顶压块将铸体顶于锚具内腔，进而完成灌锚。本申请避免了锚具小端口发生灌不密实的现象，使得锌铜合金浇铸达到要求。

附图说明

图1为本发明实施例锚具穿过预制平行钢丝索股的示意图；

图2为本发明实施例浇铸模具示意图；

图3为预制平行钢丝索股设于浇铸模具内腔的示意图；

图4为去除浇铸模具的示意图；

图5为打磨后的锌铜合金铸体的示意图；

图6为锚具定会锌铜合金铸体位置的示意图；

图7为顶压块对锌铜合金铸体进行顶压的示意图；

图中1预制平行钢丝索股、2浇铸模具、3浇注口、4排气口、5哈弗式密封盖板、6整体式密封盖板、7浇铸支架、8浇注块、9、排气块、10锌铜合金铸体、11锚具、12顶压块。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例中的一种悬索桥主缆索股灌锚方法，包括如下步骤：

步骤一：对液态锌铜合金进行配制：各种成分的质量百分比为：铜：1.6～2.4％，铝：2～8％，稀土：0.005～0.3％，其余为锌元素。其中锌为该液态锌铜合金的主要材料，锌的熔点为419.58℃，锌的抗腐蚀性好，常温下不被干燥的空气氧化，与湿空气接触时，其表面逐渐被氧化成面白色致密的碱性碳酸锌，保护内部锌不被侵蚀。加入铜元素，铜合金溶入α和β固溶体中，强化了合金基体。提高铜含量还可形成Cu-Zn金属间化合物(ε相)，硬质点弥散分布，提高了锌铜合金的机械强度。加入Al元素，提高锌铜合金的流动。加入微量稀土元素，净化合金熔液，清除杂质。

步骤二：如图1所示，将制作好的锚具11穿过预制平行钢丝索股1。

步骤三：如图2所示，按照锚具11内腔尺寸设计浇铸模具2，浇铸模具2内腔尺寸比锚具11内腔尺寸大5～10％，浇铸模具2的壁厚为10～50mm；并对浇铸模具2内腔进行精加工，精加工后的浇铸模具2内腔粗糙度不低于12.5μm。

步骤四：浇铸模具2沿着中轴线进行线切割，使得浇铸模具2分割成上模具和下模具，上模具焊接或浇铸浇注口3和排气口4，浇注口3和排气口4与上模具贯通，下模具设置在浇铸支架7上，浇铸支架7采用板件或者型钢焊接而成，保证了浇注作业的稳定。上模具和下模具对合布置即为浇铸模具2，浇铸模具2内腔作为直浇道。浇注口3为上大下小的漏斗型，确保盛放足够的液态锌铜合金并能正确和连续地填充直浇道，保证了直浇道完全充满且浇注合金液中没有夹杂。浇铸模具2大端设置整体式密封盖板6，小端设置哈弗式密封盖板5。两密封盖板与浇铸模具2通过螺栓连接。哈弗式密封盖板5中心开设穿索孔，穿索孔的孔径比预制平行钢丝索股1的直径略大2～10mm。

步骤五：预制平行钢丝索股1分丝后经哈弗式密封盖板5穿设于浇铸模具2内腔，通过耐火泥对哈弗式密封盖板5上的穿索孔进行堵漏。

步骤六：如图3、4所示，浇铸前对浇铸模具2、浇铸模具2内的预制平行索钢丝股1、浇注口3、排气口4等进行加热，加热温度不低于250°。将配置好的液态锌铜合金经浇注口3灌于直浇道，浇注过程和补灌时浇铸模具上包裹保温材料，对浇铸模具进行保温。浇注完成后，拆下保温材料，等锌铜合金自然冷却至80°以下时，拆除浇铸模具2，形成带有浇注块8和排气块9的预制锌铜合金铸体。

步骤七：如图5所示，去除浇注块3和排气块4并对预制锌铜合金铸体进行打磨，检查打磨后的锌铜合金铸体的尺寸和表面质量，形成锌铜合金铸体10。

步骤八；如图6、7所示，将锚具11顶至锌铜合金铸体10处，使得锌铜合金铸体10小端经锚具11大端穿入，通过顶压块12对锌铜合金铸体10进行顶压，顶压载荷不小于预制平行钢丝索股1的公称破断荷载的45％，顶压后检查其锌铜合金铸体10的回缩值，其回缩值不大于5mm，完成预制平行钢丝索股灌锚工作。

本申请采用了锌、铜、铝、稀土合金进行配制，形成锌铜合金，铝元素提高了锌铜合金的流动性，不仅保证填满浇铸模具型腔，而且可以使气体和非金属夹杂物在浇注前去除、或在浇注及凝固过程中浮出，提高了铸体内部质量。将锚具顶压至铸体位置，使得铸体小端经锚具大端穿入，通过顶压块将铸体顶于锚具内腔，进而完成灌锚。本申请避免了锚具小端口发生灌不密实的现象，使得锌铜合金浇铸达到要求。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种悬索桥主缆索股灌锚方法，其特征在于：所述灌锚方法包括如下步骤：

步骤一：对液态锌铜合金进行配制：各种成分的质量百分比为：铜：1.6～2.4％，铝：2～8％，稀土：0.005～0.3％，其余为锌元素；

步骤二：制作好的锚具穿过预制平行钢丝索股；

步骤三：按照锚具内腔尺寸设计浇铸模具，并对浇铸模具内腔进行精加工；

步骤四：浇铸模具上设置浇注口和排气口，浇注口和排气口与浇铸模具内腔贯通，浇铸模具两端分别设置密封盖板；

步骤五：预制平行钢丝索股分丝后经一密封盖板穿设于浇铸模具内腔；

步骤六：将配置好的液态锌铜合金经浇注口灌于浇铸模具内腔，冷却后拆除浇铸模具，形成带有浇注块和排气块的预制锌铜合金铸体；

步骤七：去除浇注块和排气块并对预制锌铜合金铸体进行打磨，形成锌铜合金铸体；

步骤八；将锚具顶至锌铜合金铸体处，对锌铜合金铸体进行顶压，检查锌铜合金铸体回缩值。

2.根据权利要求1所述的一种悬索桥主缆索股灌锚方法，其特征在于：所述步骤三中所述浇铸模具内腔尺寸比锚具内腔尺寸大5～10％，浇铸模具的壁厚为10～50mm，精加工后的浇铸模具内腔粗糙度不低于12.5μm。

3.根据权利要求1所述的一种悬索桥主缆索股灌锚方法，其特征在于：所述步骤四中的浇铸模具沿着中轴线进行线切割，使得浇铸模具分割成上模具和下模具，所述浇注口和排气口设于上模具上，所述下模具设置在浇铸支架上。

4.根据权利要求3所述的一种悬索桥主缆索股灌锚方法，其特征在于：所述浇注口为漏斗型，所述浇铸模具大端设置整体式密封盖板，所述浇铸模具小端设置哈弗式密封盖板，所述哈弗式密封盖板中心开设穿索孔，所述穿索孔的孔径比索股直径大2～10mm，穿索后对穿索孔进行堵漏。

5.根据权利要求1所述的一种悬索桥主缆索股灌锚方法，其特征在于：所述步骤六中，浇注前需要对浇铸模具、锚具内的索股钢丝、浇注口和排气口进行加热，加热温度不低于250°，浇注过程中和补灌时将保温件包裹于浇铸模具上，对浇铸模具进行保温。

6.根据权利要求5所述的一种悬索桥主缆索股灌锚方法，其特征在于：所述锌铜合金冷却至80°以下，拆除浇铸模具。

7.根据权利要求1所述的一种悬索桥主缆索股灌锚方法，其特征在于：所述步骤八中对顶压块的顶压载荷不小于平行钢丝索股的公称破断荷载的45％。

8.根据权利要求1所述的一种悬索桥主缆索股灌锚方法，其特征在于：所述锌铜合金铸件的回缩值不大于5mm。

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