专利名称：夹片式复合型锚固钢绞线成品索的制作方法
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，尤其是一种可适应斜拉索、拱桥吊杆、悬索桥及特殊场合索网结构中情况下使用的夹片式复合型锚固钢绞线成品索。
背景技术：
改革开放以来，我国的建筑及桥梁建设得到高速发展，很多新型桥梁不断兴起，各种拱桥吊杆、悬索桥吊杆被广泛设计并运用于桥梁上，吊杆索的结构形式也在不断的衍生更新。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:1.钢丝强度较低，目前基本采用1770Mpa和1670Mpa两种级别的钢丝，相对钢绞线1860Mpa和1960Mpa强度较低，在同等索力设计条件下，需要采用数量较多的钢丝束来满足索力使用要求，从而增加了索体重量。2.钢丝为主要材料的锚具结构较大，从而造成不仅桥梁本身结构的设计难度加大，而且也造成了设计、制造成本高等缺点。3.钢丝拉索无法满足高应力幅状态下的设计要求。4.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，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，夕卜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。5.夹片式钢绞线群锚拉索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。6.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。7.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。8.钢绞线整束挤压拉索受锚头加工所需的工装和设备的限制，目前最大加工能力为37根钢绞线的成品拉索。因而，现有上述结构的各类拉索都不能完全满足制作高疲劳应力状态下的桥梁拉索的需要。
发明内容[0013]本实用新型的目的在于提供一种具有全新的锚固形式，特别是适用于高疲劳应力状态下的桥梁拉索体系，并适合大型空间建筑的索网结构的一种夹片式复合型锚固钢绞线成品索，该锚固形式的拉索解决了成品索的抗腐蚀性、具有高应力抗疲劳性，抗震性好，锚固性能可靠，且有锚具结构紧凑，制作、安装及换索施工方便等优点；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:一种夹片式复合型锚固钢绞线成品索，包括钢绞线成品索索体和位于钢绞线成品索索体两端的两个锚固端，每个锚固端包括锚固夹持段和密封防腐段；所述锚固夹持段包含端盖、夹片、分丝锚板、锚杯、延长筒以及约束圈；所述分丝锚板为带有外锥度的锥体，所述锚杯的内腔为内锥孔、延长筒的内孔亦为内锥孔；钢绞线成品索索体的各根单股钢绞线通过夹片被夹持在分丝锚板上，分丝锚板位于锚杯内锥孔内与锚杯内锥孔紧配合形成一种定位楔形锚固结构，延长筒一端与锚杯通过螺纹连接、约束圈位于延长筒另一端，锚杯和延长筒内灌注环氧铁砂，形成对钢绞线成品索索体起到辅助锚固作用的锥形体；所述密封防腐段包括密封筒、O型密封圈以及压盖，密封筒的一端与延长筒以及约束圈顺次连接，O型密封圈位于密封筒另一端并和压盖相连接，钢绞线成品索索体通过密封筒、O型密封圈以及压盖，在密封筒内即约束圈、O型密封圈与密封筒形成的空间内灌注有环氧砂浆，形成对钢绞线成品索索体的又一道密封防腐结构。其进一步技术方案是:所述分丝锚板是外锥度α为2° 7°的锥体，该分丝锚板上或是只有用于锚固单股钢绞线的夹片锥孔，或是同时有用于锚固单股钢绞线的夹片锥孔，以及位于夹片锥孔外圈用于锚固钢丝的钢丝孔。所述锚杯内锥孔的内锥度α与分丝锚板的外锥度α完全一致；所述锚杯的外形或是阶梯锥体形或是圆柱体形，其端头加工有内螺纹，当锚杯外形为圆柱体形时，其圆柱体外表面加工有外螺 纹形成外螺纹圆柱体形结构。所述夹片的外锥角β为2° 8°。其更进一步技术方案是:所述钢绞线成品索索体是由η根单股钢绞线构成的钢绞线成品索索体，钢绞线成品索索体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根单股钢绞线的外部包裹有高强聚酯带，高强聚酯带外挤压有外层PE护套，所述构成索体的每一根单股钢绞线是镀锌、光面或环氧喷涂钢绞线，η是2，3，4，5，……350之中的任意一个数。其更进一步技术方案或是:所述钢绞线成品索索体是包括η根单股钢绞线与P根拉索钢丝构成的复合钢绞线成品索索体，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，并被高强聚酯带包裹，其外挤压有外层PE护套；所述构成索体的每一根单股钢绞线是镀锌、光面或环氧喷涂钢绞线，该P根拉索钢丝穿过位于分丝锚板3上的夹片锥孔外圈、用于锚固钢丝的钢丝孔中，拉索钢丝的端头处理成镦头，η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。所述锚杯的端头加工有内螺纹，所述拉索锚杯内螺纹处通过叉耳、柱销结构或连接杆、螺母的形式进行连接实现成品索的锚固连接并传递索力，当锚杯外形为圆柱体形时，其圆柱体外表面加工有外螺纹形成外螺纹圆柱体形结构，通过球形螺母和球形垫板来实现成品索的锚固连接并传递索力。由于采用上述技术方案，本实用新型之夹片式复合型锚固钢绞线成品索，具有以下有益效果:1.通过采用两种结构锚固方式的结合，解决了在低应力及超高疲劳应力条件下对钢绞线成品索进行可靠夹持锚固的难题:本实用新型之夹片式复合型锚固钢绞线成品索包括钢绞线成品索索体I和位于钢绞线成品索索体I两端的两个锚固端，每个锚固端包括锚固夹持段I101和密封防腐段II 02 ；所述锚固夹持段II 01形成了三道锚固防线，首先通过夹片2安装到分丝锚板3锥孔内，通过夹片2对钢绞线的咬合，形成第一道锚固防线对钢绞线进行夹持；其次，分丝锚板3固定于锚杯4内锥孔内形成一种定位楔形锚固结构，锚杯4内锥孔内灌注的环氧铁砂5形成楔形体效应，形成对钢绞线第二道辅助夹紧作用；第三道是延长筒6也设计成内锥形状，通过螺纹与锚杯4连接一体，并可以通过内锥孔内的环氧铁砂5来增强对钢绞线的三次辅助握裹作用。其中特别是作为主要受力件的分丝锚板3和锚杯4两个零件为受力直接接触单元，所述分丝锚板3是外锥度a为2。 7。的锥体，所述锚杯4的内腔为内锥孔，两者接触面是按照相互配合的受力要求加工出完全相同的锥度α ;在锚固过程中锥形角度的配合可以避免分丝锚板在高应力下出现滑动，同时达到对钢绞线的有效夹持握裹，满足拉索即使在低应力或超高应力下能保证结构的有效锚固而不发生失效。2.拉索的防腐密封性好，延长了索体的使用寿命:本实用新型之夹片式复合型锚固钢绞线成品索的每个锚固端包括锚固夹持段II 01和密封防腐段II 02；如上所述，在锚固夹持段II 01，单股钢绞线在两端锚具内通过夹片2安装到分丝锚板3锥孔内，采用两种结构锚固方式形成锚固，成为一个锚固整体；钢绞线两端裸露部分完全被环氧类填料和防腐聚氨酯类填料所包裹，钢绞线得到了完全的密封保护；在所述密封防腐段，将钢绞线成品索索体I通过密封筒8、环氧砂浆9、0型密封圈10以及压紧环11形成一道密封防腐结构，可以对密封筒内剥除外PE段的钢绞线进行有效防腐保护，从而增强整条拉索结构的使用寿命，保证结构安全性。3.拉索结构尺寸小，结构紧凑、简单，以成品索的形式，可以大大节约设计成本，并且具有施工方便，压缩施工工期的优势:本实用新型夹片式复合型锚固钢绞线成品索的钢绞线成品索索体采用钢绞线或是钢绞线外添加一定数量的Φ5( Φ7)的钢丝，缠包成束再热挤成HDPE成品索，其次所述锚杯4的外形或是为阶梯锥体形或是圆柱体形，减少了锚杯本身尺寸进而减小了拉索尺寸。4.连接方式多样，除可以直接连接外，还可以通过附加连接装置一叉耳或螺母来实现与其他部件的连接，以满足不同施工地方、不同的锚固连接形式的需要。由于具有上述优点，本实用新型夹片式复合型锚固钢绞线成品索可以根据需要制作各种不同规格的大吨位多股(2-350股)钢绞线成品拉索，适用于桥梁建造及大型建筑工程中作为斜拉索、拱桥吊杆、悬索桥及特殊场合索网结构中的成品索。
以下结合附图和实施例对本实用新型之一种夹片式复合型锚固钢绞线成品索的技术特征作进一步说明。
图1:本实用新型一种夹片式复合型锚固钢绞线成品索的结构示意图(只标出成品索一个锚固端，另一锚固端结构相同，省略);图2:锚固夹持段结构示意图；图3-1 图3-4:分丝锚板结构示意图(以7根单股钢绞线为例):图3-1 图3-2:无钢丝孔的分丝锚板；图3-1:图3-2的右视图，图3-2:主视首I]视图；图3-3 图3-4:带有钢丝孔的分丝锚板；图3-3:图3-4的右视图，图3-4:主视首I]视图；图4-1 图4-2:锚杯结构示意图:图4-1:阶梯椎体形锚杯，图4-2:带有外螺纹的圆柱体形锚杯；图5:夹片结构示意图；图6-1 图6-2:夹片式复合型锚固钢绞线成品索索体结构示意图(截面图，以7根单股钢绞线为例):图6-1:仅仅由单股钢绞线构成的钢绞线成品索索体；图6-2:包括7根单股钢绞线与6根拉索钢丝构成的复合钢绞线成品索索体；图7 图9:夹片式复合型锚固钢绞线成品索的多种连接结构示意图:图7:通过叉耳、柱销结构实现锚固连接形式；图8:通过连接杆和螺母实现锚固连接形式；图9:锚杯为带外螺纹的圆柱体形，通过球形螺母和球形垫板实现锚固连接。图中:1、I 01、I 02-索体，II 01-锚固夹持段，II 02-密封防腐段；101-外层PE护套，102-内层PE护套，103-单股钢绞线，104-高强聚酯带，105-拉索钢丝；1-端盖，2-夹片，3-分丝锚板，301-夹片锥孔，302-钢丝孔；4-锚杯，41-阶梯椎体形锚杯，411-阶梯椎体形锚杯上的外锥，42-圆柱体形锚杯，421-圆柱体形锚杯上的外螺纹，412、422_锚杯端部的内螺纹；5-环氧铁砂，6-延长筒，7-约束圈；8_密封筒，9-环氧砂浆，10-0型密封圈，11-压盖;12-柱销，13-叉耳，14-螺母，15-连接杆，16-球形螺母，17-球形垫板。
具体实施方式
一种夹片式复合型锚固钢绞线成品索。如图1所示，该夹片式复合型锚固钢绞线成品索包括钢绞线成品索索体I和位于钢绞线成品索索体I两端的两个锚固端，每个锚固端包括锚固夹持段I101和密封防腐段II 02 ；[0064]所述锚固夹持段II 01包含端盖1、夹片2、分丝锚板3、锚杯4、延长筒6以及约束圈7 (参见图2)；所述分丝锚板3为带有外锥度的锥体，所述锚杯4的内腔为内锥孔、延长筒6的内孔亦为内锥孔；钢绞线成品索索体I的各根单股钢绞线通过夹片2被夹持在分丝锚板3上，分丝锚板3位于锚杯4内锥孔内与锚杯4内锥孔紧配合形成一种定位楔形锚固结构，延长筒6一端与锚杯4通过螺纹连接、约束圈7位于延长筒6另一端,锚杯4和延长筒6内灌注环氧铁砂5，形成对钢绞线起到辅助锚固作用的锥形体；所述密封防腐段II 02包括密封筒8、0型密封圈10以及压盖11，密封筒8的一端与延长筒6以及约束圈7顺次连接，O型密封圈10位于密封筒8另一端并和压盖11相连接，钢绞线成品索索体I通过密封筒8、0型密封圈10以及压盖11，在密封筒8内即约束圈
7、O型密封圈10与密封筒8形成的空间内灌注有环氧砂浆9形成对钢绞线成品索索体I的又一道密封防腐结构；可以对密封筒内剥除外PE段的钢绞线进行有效防腐保护，从而增强拉索结构的使用寿命，保证结构安全性。所述分丝锚板3是外锥度a为2。 V的锥体，该分丝锚板3上或是只有用于锚固单股钢绞线的夹片锥孔301 (参见图3-1 图3-2)，或是同时有用于锚固单股钢绞线的夹片锥孔301，以及位于夹片锥孔301外圈、用于锚固钢丝的钢丝孔302 (参见图3-3 图 3-4)。所述锚杯4·的内腔为内锥孔，该内锥孔的内锥度α与分丝锚板3的外锥度α完全一致、以便分丝锚板3与锚杯4的内锥孔紧密配合构成楔形锚固，所述锚杯4的外形或是为阶梯椎体形41 (参见图4-1)或是为圆柱体形42 (参见图4-2)，其端头加工有内螺纹412、422，当锚杯4外形为圆柱体形时，其圆柱体外表面加工有外螺纹421形成外螺纹圆柱体形结构。所述夹片2的外锥角β为2° 8° (参见图5)，将夹片安装到分丝锚板3夹片孔内，并将夹片顶紧实现对钢绞线的夹持。所述钢绞线成品索索体I可以是仅仅由多根单股钢绞线构成的钢绞线成品索索体I 1，钢绞线成品索索体I I的每一根单股钢绞线外有内层PE护套102;具有内层PE护套的各根单股钢绞线的外部包裹有高强聚酯带104，高强聚酯带104外挤压有外层PE护套101，所述构成索体I I的每一根单股钢绞线是镀锌、光面或环氧喷涂钢绞线，参见图6-1，图中，仅仅以7根单股钢绞线为例说明，在实际施工中，单股钢绞线的根数η可以增加或减少，一般η的取值范围是:11是2，3，4，5，……350之中的任意一个数。作为本实用新型实施例的一种变换，所述钢绞线成品索索体I也可以是包括多根单股钢绞线与多根拉索钢丝构成的复合钢绞线成品索索体I 2，参见图6-2，图中，具有内层PE护套102的7根单股钢绞线的外周均匀地分布有6根拉索钢丝105并被高强聚酯带104包裹，其外挤压有外层PE护套101，所述构成索体I 2的每一根单股钢绞线是镀锌、光面或环氧喷涂钢绞线，该6根拉索钢丝穿过位于分丝锚板3上的夹片锥孔301外圈、用于锚固钢丝的钢丝孔302中，拉索钢丝的端头处理成镦头；在实际施工中，单股钢绞线的根数η可以增加或减少，拉索钢丝105的根数P也可以增加或减少，一般η、P的取值范围是:η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，根据拉索大小、受力等因素决定。本实用新型实施例中，所述夹片式复合型锚固钢绞线成品索的锚杯4的端头加工有内螺纹，所述拉索锚杯内螺纹处可以是通过叉耳13、柱销结构形式进行连接实现成品索的锚固连接并传递索力(如图7所示)，也可以是采用连接杆15、螺母的结构形式进行连接实现成品索的锚固连接并传递索力(如图8所示)，当锚杯4外形为圆柱体形时，其圆柱体外表面加工有外螺纹421形成外螺纹圆柱体形结构，也可以通过球形螺母16和球形垫板17来实现锚固连接并传递索力。
权利要求1.一种夹片式复合·型锚固钢绞线成品索，包括钢绞线成品索索体(I )和位于钢绞线成品索索体(I )两端的两个锚固端，其特征在于:每个锚固端包括锚固夹持段(II 01)和密封防腐段(II 02)； 所述锚固夹持段(II 01)包含端盖(I)、夹片(2)、分丝锚板(3)、锚杯(4)、延长筒(6)以及约束圈(7);所述分丝锚板(3)为带有外锥度的锥体，所述锚杯(4)的内腔为内锥孔、延长筒(6)的内孔亦为内锥孔；钢绞线成品索索体(I )的各根单股钢绞线通过夹片(2)被夹持在分丝锚板(3)上，分丝锚板(3)位于锚杯(4)内锥孔内与锚杯(4)内锥孔紧配合形成一种定位楔形锚固结构，延长筒(6)—端与锚杯(4)通过螺纹连接、约束圈(7)位于延长筒(6)另一端，锚杯(4)和延长筒(6)内灌注环氧铁砂(5)，形成对钢绞线成品索索体(I)起到辅助锚固作用的锥形体； 所述密封防腐段(II 02)包括密封筒(8)、0型密封圈(10)以及压盖(11)，密封筒(8)的一端与延长筒(6)以及约束圈(7)顺次连接，O型密封圈(10)位于密封筒(8)另一端并和压盖(11)相连接，钢绞线成品索索体(I )通过密封筒(8)、0型密封圈(10)以及压盖(11)，在密封筒(8 )内即约束圈(7 )、O型密封圈(10 )与密封筒(12 )形成的空间内灌注有环氧砂浆(9)，形成对钢绞线成品索索体(I )的又一道密封防腐结构。
2.根据权利要求1所述的夹片式复合型锚固钢绞线成品索，其特征在于:所述分丝锚板(3)是外锥度α为2。 7°的锥体，该分丝锚板(3)上或是只有用于锚固单股钢绞线的夹片锥孔(301)，或是同时有用于锚固单股钢绞线的夹片锥孔(301)以及位于夹片锥孔(301)外圈用于锚固钢丝的钢丝孔(302)。
3.根据权利要求2所述的夹片式复合型锚固钢绞线成品索，其特征在于:所述锚杯(4)内锥孔的内锥度α与分丝锚板(3)的外锥度α完全一致；所述锚杯(4)的外形或是阶梯锥体形(41)或是圆柱体形(42 )，其端头加工有内螺纹，当锚杯(4)外形为圆柱体形时，其圆柱体外表面加工有外螺纹(421)形成外螺纹圆柱体形结构。
4.根据权利要求3所述的夹片式复合型锚固钢绞线成品索，其特征在于:所述夹片(2)的外锥角β为2° 8°。
5.根据权利要求3所述的夹片式复合型锚固钢绞线成品索，其特征在于:所述钢绞线成品索索体(I )是由η根单股钢绞线构成的钢绞线成品索索体(I I)，钢绞线成品索索体(I I)的每一根单股钢绞线外有内层PE护套(102);具有内层PE护套的η根单股钢绞线的外部包裹有高强聚酯带(104)，高强聚酯带(104)外挤压有外层PE护套(101 )，所述构成索体(I I)的每一根单股钢绞线是镀锌、光面或环氧喷涂钢绞线，η是2，3，4，5，……350之中的任意一个数。
6.根据权利要求3所述的夹片式复合型锚固钢绞线成品索，其特征在于:所述钢绞线成品索索体(I )是包括η根单股钢绞线与P根拉索钢丝构成的复合钢绞线成品索索体(I 2)，具有内层PE护套(102)的η根单股钢绞线的外周均匀地分布有P根拉索钢丝(105)，并被高强聚酯带(104)包裹，其外挤压有外层PE护套(101);所述构成索体(12)的每一根单股钢绞线是镀锌、光面或环氧喷涂钢绞线，该P根拉索钢丝穿过位于分丝锚板3上的夹片锥孔(301)外圈、用于锚固钢丝的钢丝孔(302)中，拉索钢丝的端头处理成镦头，η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。
7.根据权利要求3所述的夹片式复合型锚固钢绞线成品索，其特征在于:所述锚杯(4)的端头加工有内螺纹(412、422)，拉索锚杯内螺纹处通过叉耳(13)、柱销结构或连接杆(15)、螺母的形式进行连接实现成品索的锚固连接并传递索力，当锚杯(4)外形为圆柱体形时，其圆柱体外表面加工有外螺纹(421)形成外螺纹圆柱体形结构，通过球形螺母(16)和球形垫板(17)来实现成品 索的锚固连接并传递索力。
专利摘要一种夹片式复合型锚固钢绞线成品索，包括索体和位于索体两端的两个锚固端，每个锚固端包括锚固夹持段和密封防腐段；锚固夹持段包含端盖、夹片、分丝锚板、锚杯、延长筒以及约束圈；分丝锚板为带有外锥度的锥体,锚杯的内腔以及延长筒的内孔均为内锥孔；钢绞线成品索索体的各根单股钢绞线通过夹片被夹持在分丝锚板上，分丝锚板位于锚杯内锥孔内与锚杯内锥孔紧配合形成一种定位楔形锚固结构，延长筒内灌注环氧铁砂，形成对钢绞线成品索起到辅助锚固作用的锥形体；密封防腐段包括密封筒、O型密封圈以及压盖。该成品索具有高应力抗疲劳性，抗震性好，锚固性能可靠，锚具结构紧凑，制作、安装及换索施工方便等优点；适用于高疲劳应力状态下的桥梁拉索等。
文档编号E01D19/16GK203160127SQ20122071243
公开日2013年8月28日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者朱元, 朱万旭, 黄颖, 杨帆, 苏韩, 莫彩娜, 李进 申请人:柳州欧维姆机械股份有限公司