一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法

一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法专利01专利背景附图说明发明内容技术领域目录03020405权利要求荣誉表彰实施方式目录0706基本信息《一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法》是柳州欧维姆机械股份有限公司于2012年3月16日申请的专利，该专利的申请号为64，公布号为CNA，授权公布日为2012年7月4日，发明人是黄颖、朱万旭、周红梅、谢雄文、潘剑飞、曾宪明、黄建国。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。2018年12月20日，《一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法》获得第二十届中国专利优秀奖。（概述图为《一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法》摘要附图）专利背景专利背景截至2012年3月，中国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；存在以下不足之处：1.冷铸锚和热铸锚拉索所用钢丝强度为≥1670兆帕，相比较，钢绞线拉索所用钢绞线强度为≥1860兆帕，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4000千牛以下的拉索，钢绞线拉索索力跳跃较大，即增加1根钢绞线公称破断力就增加260千牛，而增加一根钢丝拉索的公称破断力仅增加71.6千牛（按直径φ7强度为1860兆帕计算）。4.夹片式钢绞线群锚拉索（参见专利ZL.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。发明内容专利目的有益效果技术方案发明内容专利目的《一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法》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，同时提供了该拉索的制备方法。

技术方案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n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；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n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n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-1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n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n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、n、p的取值范围是：m为3，4，5，6，7，9之中的任意一个数；n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。有益效果《一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法》之复合预应力筋成品拉索及其制作方法，具有以下有益效果：由于《一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法》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，发明之复合预应力筋成品拉索具有以下有益效果：（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：1．《一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法》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．该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。附图说明附图说明图1：《一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法》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1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、Ⅰ01、Ⅰ02-索体，Ⅱ-锚固件，Ⅱ01-锚固单元，Ⅱ02-密封单元；1-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-密封技术领域技术领域《一种复合预应力筋成品拉索及其制作方法》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及其制备方法。

权利要求权利要求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n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（Ⅱ01）和密封单元（Ⅱ02）；所述锚固单元（Ⅱ01）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n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n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-1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n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n根单股钢绞线（4）和p根拉索钢丝（3）的锚固；所述密封单元（Ⅱ02）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（Ⅱ01）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；n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。实施方式实施方式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Ⅱ01和密封单元Ⅱ02（参见图1）；所述锚固单元Ⅱ01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），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