一种悬索桥用复合防护层耐腐蚀主缆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于桥梁缆索技术领域，具体设及一种使用寿命更长的悬索桥主缆及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 在世界范围内，桥梁缆索的材料主要为冷拔碳素钢丝，锻层为纯锋锻层。运种钢丝 的显著特点是含碳量高，抗拉强度大，锻锋层单位质量> 300g/m2,根据国家建筑防腐手册， 该锻层在海岸地区的抗腐蚀寿命可达到20年到25年。近几年来，桥梁缆索用锋侣合金锻 层钢丝已经被开发出来，锋侣合金锻层单位质量> 300g/m2,经抗盐雾验证，其抗盐雾腐蚀 性能为热锻锋锻层的2倍，理论上该锻层在海洋环境下抗腐蚀寿命可达到40~50年，但是 远远不能满足桥梁主缆使用寿命大于100年的设计要求。
[0003] 环氧树脂是分子中含有两个或两个W上环氧基团的一类高分子化合物。环氧树 脂涂层主要包括有机环氧树脂与固化剂、填料、颜料及流量控制剂，当环氧树脂粉末受热烙 解后，与各组成成分相互反应形成复杂的交联聚合物。根据有关试验和应用实践，厚度在 0. 2~0. 4mm环氧树脂涂层的抗腐蚀寿命可达50年W上。
[0004] 随着我国的桥梁建设地点从内陆发展到了沿海，桥梁建设环境越来越复杂，主缆 的使用环境更加恶劣，开发一种耐腐蚀性能更好的主缆W适用于跨海地区是摆在本领域技 术人员面前的一道课题。
【发明内容】
[0005] 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耐腐蚀性能更强的悬 索桥用主缆及相应的制备方法。
[0006] 本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种悬索桥用复合防护层耐腐蚀主 缆，由若干股索股构成，所述索股由若干复合钢丝构成，所述复合钢丝由内向外依次包括光 面钢丝、锋侣锻层和环氧树脂涂层。
[0007] 优选地，所述环氧树脂涂层的厚度为0. 2~0. 4mm，试验发现该厚度的环氧树脂涂 层的抗腐蚀寿命可达50年W上，且在钢丝极限抗拉强度、扭转、弯曲、缠绕等条件下不会发 生开裂、分层、剥落等现象。
[0008] 优选地，所述索股为正六边形结构。
[0009] 进一步地，所述锋侣锻层中侣含量为4. 2~7. 2wt%，符合国家标准《桥梁用锋侣 合金锻层钢丝缆索》（报批稿）中的要求。
[0010] 本发明的另一目的是提供上述悬索桥用防腐蚀主缆的制备方法，具体工艺包括： 将盘条经拉拔后的光面钢丝浸入烙融的锋侣合金液中，在光面钢丝表面热锻上锋侣锻层， 锋侣锻层的单位质量> 300g/m2,锋侣锻层中侣的含量为4. 2~7. 2wt% ;然后对表面锻有 锋侣锻层的钢丝进行静电喷涂环氧树脂涂料形成环氧树脂涂层，利用电泳的物理现象，使 雾化的环氧树脂涂料颗粒在直流高压电场中带上负电荷，并在静电场的作用下，定向地流 向带正电荷的的锋侣合金锻层钢丝，原本互不粘连的粉末粒子经加热烙融形成均匀、平整、 光滑的涂层，环氧树脂涂层的厚度为0. 2~0. 4mm，得到复合钢丝，将若干复合钢丝组装成 六边形结构的索股，然后再取若干索股组装成悬索桥用主缆。其中锋侣锻层和环氧树脂钢 丝放置在容易发生诱蚀主缆的外层和下部。
[0011] 优选地，在锋侣锻层完成后，采用皂化液给锋侣锻层表面去油污，并在静电喷涂环 氧树脂涂层之前对钢丝进行预热，W提高静电喷涂效果，使环氧树脂涂层与锋侣锻层之间 结合地更加可靠，防止开裂、分离。
[0012] 所述环氧树脂涂料主要包括环氧树脂、固化剂、填料、颜料及流量控制剂。
[0013] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0014] (1)构成索股的钢丝表面由内向外设置有锋侣锻层和环氧树脂涂层，显著提高了 钢丝的耐腐蚀性能，提高了主缆的耐久性。
[0015] (2)复合钢丝外层的环氧树脂涂层在主缆紧缆后可部分填充各索股钢丝之间的间 隙，于耐腐蚀能力有利，从而提高主缆的耐久性。
[0016] (3)同时具有锋侣锻层和环氧树脂涂层的复合钢丝具有与单独锋侣锻层钢丝相同 的力学性能，即外层涂设的环氧树脂涂层不会对钢丝的机械性能造成影响，并且本发明中 的环氧树脂涂层和锋侣锻层在钢丝的极限抗拉强度、扭转、弯曲、缠绕等条件下不会发生开 裂、分层、剥落等现象。
[0017] (4)锋侣锻层和环氧树脂涂层的复合钢丝主缆索股采用锋铜合金热铸错，错杯内 的钢丝为剥除环氧后的锋侣合金锻层钢丝，不降低主缆索股的错固性能。
[0018] (5)经抗滑试验验证，锋侣锻层和环氧树脂涂层的复合钢丝主缆与索夹的摩擦系 数在0. 28~0. 30之间，远远大于规范值，满足《公路悬索桥设计规范》要求。
[001引 （6)在索股架设完成后，复合钢丝外可缠绕S型钢丝等防护措施，使主缆封闭，提 高主缆的耐久性。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明实施例中复合钢丝的结构示意图；
[0021] 图2为本发明实施例中复合钢丝的断面剖视图；
[0022] 图3为本发明实施例中复合钢丝的侧视图；
[0023] 图4为本发明实施例中主缆索股的结构示意图；
[0024] 图5为本发明实施例中主缆的断面剖视图；（全部为锋侣锻层和环氧树脂涂层的 复合钢丝。
[00巧]图6为本发明实施例中另一主缆结构的断面剖视图。（内层索股为锋侣合金锻层 钢丝，外层索股为锋侣锻层和环氧树脂涂层的复合钢丝）。
【具体实施方式】
[0026] W下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0027] 如图1至图6所示，本实施例中的悬索桥用复合防护层耐腐蚀主缆5,由若干具有 正六边形结构的索股4构成，单一索股4再由若干复合钢丝构成，复合钢丝由内向外依次为 光面钢丝1、锋侣锻层2和环氧树脂涂层3,其中锋侣锻层2中侣含量为4. 2~7. 2wt%，环 氧树脂涂层3的厚度为0. 2~0. 4mm。
[0028] 上述主缆5的制备工艺为，将盘条经拉拔后的光面钢丝1浸入烙融的锋侣合金液 中，在光面钢丝表面锻上锋侣锻层2,锋侣锻层2的单位质量> 300g/m2,锋侣锻层2中侣的 含量为4. 2~7. 2wt% ;采用硫酸铜试验检验锋侣锻层的均匀性：硫酸铜浸泡次数> 4次， 每次浸泡时间60秒。锋侣锻层2完成后利用皂化液给锋侣锻层2表面除油污，随之利用高 频加热器对钢丝进行预热，紧接着锋侣锻层2外表面进行静电喷涂环氧树脂涂料W形成环 氧树脂涂层3,利用电泳的物理现象，使雾化的环氧树脂涂料颗粒在直流高压电场中带上负 电荷，并在静电场的作用下，定向地流向带正电荷的的锋侣合金锻层外周面，原本互不粘连 的粉末粒子经加热烙融形成均匀、平整、光滑的涂层，环氧树脂涂层3的厚度为0. 2~0. 4mm 后即获得复合钢丝，将若干复合钢丝组装成正六边形结构的索股4,然后再取若干索股4组 装成悬索桥用主缆5。
[0029] 所述环氧树脂涂料主要包括环氧树脂、固化剂、填料、颜料及流量控制剂。
[0030] 上述复合钢丝的性能检测结果应符合表1的要求。
[0031] 表1复合钢丝的技术指标
[0032]
[0033]
[0034]
[0035] 对于本发明的主缆结构，还可由上述的复合钢丝组成的索股和单独锋侣锻层钢丝 组成的索股构成，对于主缆，其中由复合钢丝组成的索股优先设置在主缆的外层和下部，如 图5所示。
[0036] 上述结构的主缆中构成索股的钢丝表面由内向外设置有锋侣锻层和环氧树脂涂 层，从而显著提高了主缆的耐腐蚀性能。
【主权项】
1. 一种悬索桥用复合防护层耐腐蚀主缆，由若干股索股（4)构成，其特征在于：所述索 股（4)由若干复合钢丝构成，所述复合钢丝由内向外依次包括光面钢丝（1 )、锌铝镀层（2) 和环氧树脂涂层（3)。2. 根据权利要求1所述的悬索桥用复合防护层耐腐蚀主缆，其特征在于：所述索股（4) 为正六边形结构。3. 根据权利要求1所述的悬索桥用复合防护层耐腐蚀主缆，其特征在于：所述锌铝镀 层（2)中铝含量为4. 2~7. 2wt%。4. 根据权利要求1所述的悬索桥用复合防护层耐腐蚀主缆，其特征在于：所述环氧树 脂涂层（3)的厚度为0. 2~0. 4mm。5. -种制备权利要求1所述悬索桥用复合防护层耐腐蚀主缆的方法，其特征在于：将 盘条经拉拔后的光面钢丝浸入熔融的锌铝合金液中，在光面钢丝表面镀上锌铝镀层，锌铝 镀层的单位质量多300g/m 2,锌铝镀层中铝的含量为4. 2~7. 2wt% ;然后对表面镀有锌铝 镀层的钢丝进行静电喷涂环氧树脂涂料形成环氧树脂涂层，环氧树脂涂层的厚度为0. 2~ 0. 4mm，得到复合钢丝，将若干复合钢丝组装成六边形结构的索股，然后再取若干索股组装 成悬索桥用主缆。6. 根据权利要求5所述的悬索桥用复合防护层耐腐蚀主缆的制备方法，其特征在于： 在锌铝镀层完成后，采用皂化液给锌铝镀层表面去油污，并在静电喷涂环氧树脂涂层之前 对钢丝进行预热。7. 根据权利要求5所述的悬索桥用复合防护层耐腐蚀主缆的制备方法，其特征在于： 所述环氧树脂涂料主要包括环氧树脂、固化剂、填料、颜料及流量控制剂。
【专利摘要】本发明涉及一种悬索桥用复合防护层耐腐蚀主缆，由若干具有正六边形结构的索股构成，单一索股再由若干复合钢丝构成，复合钢丝由内向外依次为光面钢丝、锌铝镀层和环氧树脂涂层，其中锌铝镀层中铝含量为4.2～7.2wt%，环氧树脂涂层的厚度为0.2～0.4mm。其中复合钢丝有由光面钢丝依次进行镀锌铝镀层、静电喷涂环氧树脂涂层形成的。该结构的主缆中构成索股的钢丝表面由内向外设置有锌铝镀层和环氧树脂涂层，防腐蚀寿命可达100年以上，可显著提高主缆的耐腐蚀性能。
【IPC分类】E01D19/16, E01D101/30, E01D101/40, B32B27/26, E01D101/34, B32B27/18, B32B27/20, B32B1/08, B32B15/02, B32B15/092
【公开号】CN105239508
【申请号】CN201510711307
【发明人】梁振西, 刘翔
【申请人】梁振西, 刘翔
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月28日