专利名称：一种复合预应力筋成品拉索的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种桥梁建造及大型建筑工程采用的拉索，尤其是一种复合预应力筋成品拉索。
背景技术：
近些年，国内桥梁及大型建筑所采用的拉索形式主要有冷铸锚钢丝拉索、热铸锚钢丝拉索、夹片锚钢绞线拉索和钢绞线整束挤压成品拉索。其中，钢绞线拉索与钢丝拉索相比较，各有其优点及不足，在抗拉强度及防腐性能等方面钢绞线拉索比钢丝拉索具有更大的优势，越来越多的被应用于各种工程之中；现有形式拉索存在以下不足之处I.冷铸锚和热铸锚拉索所用钢丝强度为> 1670MPa，相比较，钢绞线拉索所用钢 绞线强度为> 1860MPa，其抗拉强度更高。2.冷铸锚和热铸锚拉索索体为平行钢丝束，钢丝与锚杯采用环氧铁砂加温固化成为整体(见图7)，索体外挤密封及防腐性能较好的护套，然而由于钢丝束各钢丝之间无隔离物，外层护套如有破损造成部分钢丝腐蚀后，易延伸至整个钢丝束截面的腐蚀。如果发生断丝通常是整束突然断裂，对桥梁破坏极大，后果严重且很难修复。3.对于公称破断力在4000kN以下的拉索，钢绞线拉索索力跳跃较大，即增加I根钢绞线公称破断力就增加260kN，而增加一根钢丝拉索的公称破断力仅增加71. 6kN (按直径Φ7强度为1860MPa计算)。4.夹片式钢绞线群锚拉索(参见专利ZL92108579. 6)，通常在施工现场进行钢绞线的裁剪、安装及张拉每一根钢绞线，单根张拉完毕后需对拉索进行整体的索力调整，施工步骤繁琐，并且对施工过程的质量控制要求很高。5.夹片式钢绞线群锚拉索索体由防腐和密封性能较好的护套管包裹，因安装钢绞线而需预留一定内腔空间，故护套管外径较大，易受风雨激振的影响。6.夹片式钢绞线群锚拉索两端锚头需张拉施工完毕后方才进行防腐处理，防腐工作难度较大。7.钢绞线整束挤压拉索需在完成锚头的挤压及整根拉索的制备后，才可以进行锚头螺纹的加工，因而螺纹的加工对设备要求高，加工难度大，生产周期较长。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种适用于桥梁建造及大型建筑工程用的一种复合预应力筋成品拉索，该成品拉索既具有冷铸锚和热铸锚钢丝拉索的优点，又具有钢绞线拉索在抗拉强度及防腐性能等方面比钢丝拉索更好的优势，并能实现拉索设计索力更精确的配置；较好地解决了已有拉索存在的上述问题。解决上述问题的技术方案是一种复合预应力筋成品拉索，包括索体和位于索体两端的两个锚固件，所述的索体为包括η根单股钢绞线与P根拉索钢丝构成的复合预应力筋成品拉索索体；每个锚固件包括锚固单元和密封单元；[0012]所述锚固单元包含端盖、锥套、锚板、螺母、锚杯和约束圈；锚板上有用于锚固单股钢绞线的锥形锚孔以及用于锚固拉索钢丝的通孔，包括η根单股钢绞线与P根拉索钢丝构成的复合预应力筋成品拉索索体的η根单股钢绞线与P根拉索钢丝穿过锚杯后，各单股钢绞线分别穿入锚板的相应锚孔中，锚具内的每一根单股钢绞线是由m根钢丝扭绞而成，每一根单股钢绞线在锚孔中的结构是钢绞线端头中心丝安装有一锥套，中心丝端头处理成镦头，其余m-Ι根边丝位于锥套外侧呈锥形分散分布并与锚板锥形锚孔形成单股钢绞线锚固单元，实现对一根单股钢绞线端头的固定，P根拉索钢丝3穿过锚板7，均匀地分布在η个单股钢绞线锚固单元的外周，拉索钢丝的端头被处理成镦头，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η根单股钢绞线和P根拉索钢丝的锚固；所述密封单元包括依次连接的密封筒、密封件和压紧环，密封筒的一端与一个锚固单元的约束圈相连接，密封件位于密封筒的另一端并与压紧环相连接，在密封筒内即约束圈、密封件与密封筒形成的空间内灌注有防腐填料；上述m、η、ρ的取值范围是m为3，4，5，6，7，9之中的任意一个数；11是2，3，4，5，……350之中的任意一个数，ρ是2，3，4，5，……200之中的任意一个数。 其进一步技术方案是所述包括η根单股钢绞线与P根拉索钢丝构成的复合预应力筋成品拉索索体的η根单股钢绞线的每一根单股钢绞线外有内层PE护套；具有内层PE护套的η根单股钢绞线的外周均匀地分布有ρ根拉索钢丝并被高强聚酯带包裹，其外挤压有外层PE护套，形成索体是由隔离防腐钢绞线和钢丝构成的一种复合预应力筋成品拉索索体。其进一步技术方案或是所述包括η根单股钢绞线与P根拉索钢丝构成的复合预应力筋成品拉索索体的η根单股钢绞线的每一根单股钢绞线是PC钢绞线，η根单股钢绞线的外周均匀地分布有P根拉索钢丝并被高强聚酯带包裹，其外挤压有外层PE护套，其内灌注有防腐材料，形成为索体是PC钢绞线和钢丝构成的复合预应力筋成品拉索索体。其更进一步技术方案是所述锚杯内部浇注的环氧类填料是冷铸式环氧铁砂；在密封筒内灌注的防腐填料是膨胀率小于2倍的聚氨酯。本实用新型之复合预应力筋成品拉索，具有以下有益效果由于本实用新型之复合预应力筋成品拉索包括索体和位于索体两端的两个锚固件的结构形式，所述的索体为包括多股单股钢绞线与多根拉索钢丝构成的复合预应力筋成品索索体；综合了索体为钢丝构成的冷铸锚和热铸锚拉索以及夹片式纲绞线拉索以及钢绞线整束挤压拉索的优点，因此，实用新型之复合预应力筋成品拉索与现有的拉索相比较，具有以下有益效果(一)与钢丝成品索拉索相比由于钢绞线强度级别比钢丝高，在相同索力条件下，钢绞线拉索重量比钢丝拉索轻5%-10% ;实现了预应力筋之间的隔离防腐，防腐效果更好。(二)与现场制作的夹片锚钢绞线拉索相比，有以下有益效果I.本实用新型之复合预应力筋成品拉索运送至施工现场后，直接挂索张拉，免去了裁剪钢绞线和单根安装及张拉等操作，简化了施工步骤，缩短了施工周期。2.本成品拉索索体形式为复合预应力筋束缠包后外挤外层PE护套，护套外径较小，有效的提高了拉索抗风雨激振能力；每根单股钢绞线隔离防腐，避免拉索中受力筋同时受腐蚀破坏；同时由于多股钢绞线外周边加入钢丝，使拉索截面更接近圆形，外层PE护套厚度更均匀，避免外层PE护套受力不均应力开裂。3.钢绞线在锚具内采用锚板定位；复合预应力筋成品拉索索体采用灌注方式握裹多股单股钢绞线与多根钢丝形成锚固，成为一个锚固整体；钢绞线和钢丝端部完全被环氧类填料和防腐聚氨酯填料所包裹，环氧类填料固化后，通过张拉方式增强锚杯内环氧类填料与钢绞线和钢丝之间握裹力；施工张拉完毕后只需对锚头外表面进行防腐处理即可，防腐工作简便快捷。4.原有夹片锚钢绞线拉索，每增加一根钢绞线，破断索力增加260kN，本实用新型预应力筋复合成品索则可按结构要求，精确调整破断索力，经济实用。(三)与钢绞线整束挤压成品拉索相比挤压拉索每增加一根钢绞线，破断索力增加260kN,本实用新型复合预应力筋成品拉索则可按结构要求，精确调整破断索力，经济实用；而且两端锚具零件独立加工，故锚头螺纹加工难度降低，当大批量生产时，大大缩短了加工周期。由于具有上述优点，本实用新型之复合预应力筋成品拉索可以根据需要制作各种不同规格的由多股钢绞线与多根拉索钢丝构成的复合预应力筋成品拉索，适用于桥梁建造及大型建筑工程采用。
以下结合附图和实施例对本实用新型之一种复合预应力筋成品拉索的技术特征作进一步说明。
图I :本实用新型一种复合预应力筋成品拉索的结构示意图(只标出一端锚固件，另一端锚固件结构相同，省略)；图2:图I的A部放大图；图3 :锚板结构示意图(剖视图)；图4 :锥套结构示意图(剖视图)；图5 :隔离防腐钢绞线和钢丝构成的索体结构示意图(横截面图)；图6 PC钢绞线和钢丝构成的索体结构示意图(横截面图)；图7:平行钢丝束构成的冷铸锚和热铸锚拉索索体索体结构示意图；图8 :图7的平行钢丝束拉索索体横截面结构示意图。图中I、I 01、I 02-索体，II -锚固件，II 01-锚固单元，II 02-密封单元；I -外层PE护套，2-内层PE护套，3-拉索钢丝，301-拉索钢丝的镦头，4_单股钢绞线，401-中心丝，4011-中心丝的镦头，402-边丝，5-端盖，6-锥套，7-锚板，701-锥形锚孔，
8-螺母，9-锚杯，10-环氧类填料，11-约束圈，12-防腐填料，13-密封筒，14-密封件，压紧环15，16-高强聚酯带，17-防腐材料，18-平行钢丝。
具体实施方式
实施例一由隔离防腐钢绞线构成的一种复合预应力筋成品拉索，包括索体I和位于索体I两端的两个锚固件II，所述的索体I为包括7根单股钢绞线4与6根拉索钢丝3构成的复合预应力筋成品索索体；每个锚固件包括锚固单元II Ol和密封单元II 02 (参见图I)；所述锚固单元II 01包含端盖5、锥套6、锚板7、螺母8、锚杯9和约束圈11 ;锚板7上有多个用于锚固单股钢绞线的锥形锚孔701以及用于锚固拉索钢丝3的通孔，构成复合预应力筋成品拉索索体I的7根单股钢绞线4与6根拉索钢丝3穿过锚杯9后，各单股钢绞线分别穿入锚板7的相应锥形锚孔701中，锚具内的每一根单股钢绞线4是由7根钢丝扭绞而成，每一根单股钢绞线4在锥形锚孔中的结构是单股钢绞线4端头中心丝401安装有一锥套6，中心丝端头处理成镦头4011 ，其余6根边丝402位于锥套6外侧呈锥形分散分布并与锚板7的锥形锚孔701形成单股钢绞线锚固单元，实现对一根单股钢绞线端头的固定，6根拉索钢丝3穿过锚板7，均匀地布置在7个单股钢绞线锚固单元的外周，拉索钢丝3的端头被处理成镦头301 (参见图2、图3、图4)，锚杯9端头有端盖5，锚杯9内部浇注有环氧类填料10，环氧类填料10固化后形成成对7根单股钢绞线4和6根拉索钢丝3的锚固；通过张拉方式增强锚杯9内环氧类填料与钢绞线4和钢丝3之间握裹；螺母7通过螺纹上在锚杯8外，作用是施工张拉完毕后固定拉索两端锚固件，并将受力传递到结构中。所述密封单元II 02包括依次连接的密封筒13、密封件14和压紧环15，密封筒13的一端与锚固单元II 01的约束圈11相连接，密封件14位于密封筒13的另一端并与压紧环15相连接，在密封筒13内即约束圈11、密封筒13与密封件14形成的空间内灌注有防腐填料12。所述锚杯9内部浇注的环氧类填料10是冷铸式环氧铁砂；在密封筒13内灌注的防腐填料12是膨胀率小于2倍的聚氨酯。本实施例中，所述构成复合预应力筋成品拉索索体I的每一根单股钢绞线外有内层PE护套2 ;具有内层PE护套的7股钢绞线的外周均匀地分布有6根拉索钢丝3并被高强聚酯带16包裹，其外挤压有外层PE护套1，形成索体I是隔离防腐钢绞线和拉索钢丝构成的一种复合预应力筋成品拉索索体I 01 (参见图5)。作为本实用新型实施例的一种变换，所述构成复合预应力筋成品拉索索体I的每一根单股钢绞线可以是PC钢绞线，7股PC钢绞线4的外周均匀地分布有6根拉索钢丝3并被高强聚酯带16包裹，其外挤压有外层PE护套1，其内灌注有防腐材料17，形成索体I是PC钢绞线和拉索钢丝构成的复合预应力筋成品拉索索体I 02 (参见图6);所述防腐材料17是油脂或蜡。作为本实用新型实施例的一种变换，构成所述复合预应力筋成品拉索索体I的单股钢绞线4的股数可以增加或减少为η股，每一股钢绞线可以是由m根钢丝组成，m、n的取值范围是:m为3，4，5，6，7，9之中的任意一个数；η为2，3，4，5，……，350之中的任意一个数；均匀地分布在η根单股钢绞线4外周的ρ根拉索钢丝3的数量根据多股钢绞线被高强聚酯带16包裹后产生的空隙数量以及大小而定，ρ是2，3，4，5，6，7……200之中的任意一个数。本实用新型复合预应力筋成品拉索锚固的原理为单股钢绞线4受力后通过安装锥套6和镦头而胀大的端部，将力传递到锚板7以及环氧类填料10组成的锥体，最后传递到锚杯9，环氧类填料10在挤压作用下和η根单股钢绞线4和ρ根拉索钢丝形成了握裹力，最终达到锚固η根单股钢绞线和ρ根拉索钢丝构成的复合预应力筋成品拉索索体I的目的。[0049]本实用新型各实施例中，所述外层PE护套I和内层PE护套一般采用HDPE护 套。
权利要求1.一种复合预应力筋成品拉索，包括索体(I )和位于索体(I )两端的两个锚固件(II )，其特征在于所述的索体(I )为包括η根单股钢绞线(4)与P根拉索钢丝(3)构成的复合预应力筋成品拉索索体；每个锚固件包括锚固单元(II 01)和密封单元(II 02)； 所述锚固单元(II 01)包含端盖(5)、锥套(6)、锚板(7)、螺母(8)、锚杯(9)和约束圈(11);锚板(7)上有用于锚固单股钢绞线的锥形锚孔(701)以及用于锚固拉索钢丝(3)的通孔，包括η根单股钢绞线(4)与P根拉索钢丝(3)构成的复合预应力筋成品拉索索体(I )的η根单股钢绞线(4)与P根拉索钢丝(3)穿过锚杯(9)后，各单股钢绞线分别穿入锚板(7)的锥形锚孔(701)中，锚具内的每一根单股钢绞线是由m根钢丝扭绞而成，每一根单股钢绞线在锚孔中的结构是钢绞线(4)端头中心丝(401)安装有一锥套(6)，中心丝端头被处理成镦头(4011)，其余m-Ι根边丝(402)位于锥套(6)外侧呈锥形分散分布并与锚板的锥形锚孔(701)形成单股钢绞线锚固单元，实现对一根单股钢绞线端头的固定，P根拉索钢丝(3)穿过锚板(7)，均匀地分布在η个单股钢绞线锚固单元的外周，拉索钢丝的端头被处理成镦头，锚杯(9)端头有端盖(5)，锚杯(9)内部浇注有环氧类填料(10)，环氧类填料(10)固化后完成对η根单股钢绞线(4)和P根拉索钢丝(3)的锚固； 所述密封单元(II 02)包括依次连接的密封筒(13)、密封件(14)和压紧环(15)，密封筒(13)的一端与锚固单元(II 01)的约束圈(11)相连接，密封件(14)位于密封筒(13)的另一端并与压紧环(15)相连接，在密封筒(13)内即约束圈(11)、密封件(14)与密封筒(13)形成的空间内灌注有防腐填料(12)； 上述m、n、p的取值范围是m为3，4，5，6，7，9之中的任意一个数；11是2，3，4，5，……350之中的任意一个数，P是2，3，4，5，……200之中的任意一个数。
2.根据权利要求I所述的一种复合预应力筋成品拉索，其特征在于所述包括η根单股钢绞线(4)与P根拉索钢丝(3)构成的复合预应力筋成品拉索索体(I )的η根单股钢绞线的每一根单股钢绞线外有内层PE护套(2);具有内层PE护套的η根单股钢绞线的外周均匀地分布有P根拉索钢丝(3)并被高强聚酯带(16)包裹，其外挤压有外层PE护套(I)，形成索体(I )是由隔离防腐钢绞线和钢丝构成的一种复合预应力筋成品拉索索体(I 01)。
3.根据权利要求I所述的一种复合预应力筋成品拉索，其特征在于所述包括η根单股钢绞线(4)与P根拉索钢丝(3)构成的复合预应力筋成品拉索索体(I )的η根单股钢绞线的每一根单股钢绞线是PC钢绞线，η根单股钢绞线的外周均匀地分布有P根拉索钢丝(3)并被高强聚酯带(16)包裹，其外挤压有外层PE护套(I)，其内灌注有防腐材料(17)，形成索体(I )是PC钢绞线和钢丝构成的复合预应力筋成品拉索索体(I 02)。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种复合预应力筋成品拉索，其特征在于所述锚杯(9)内部浇注的环氧类填料(10)是冷铸式环氧铁砂；在密封筒(13)内灌注的防腐填料(12)是膨胀率小于2倍的聚氨酯。
专利摘要一种复合预应力筋成品拉索，包括由多根单股钢绞线与多根拉索钢丝构成的复合预应力筋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、螺母、锚杯和约束圈；锚板上有多个锚孔，成品拉索索体的每一单股钢绞线端头中心丝安装有一锥套，中心丝端头处理成镦头，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，拉索钢丝均匀地分布在多股单股钢绞线的外周并穿过锚板在端头处理成镦头，锚杯内部浇注有环氧类填料，环氧类填料固化后完成对多股单股钢绞线和多根拉索钢丝的锚固；该拉索在工厂内预制，密封防腐好，并可按结构要求,精确调整破断索力,经济实用；施工安装及张拉简单。
文档编号E01D19/16GK202543802SQ201220102279
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者周红梅, 曾宪明, 朱万旭, 潘剑飞, 谢雄文, 黄建国, 黄颖 申请人:柳州欧维姆机械股份有限公司