一种高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，每根钢筋长2～6m，包括钢筋体和钢筋体两端部表面的螺纹齿，所述钢筋体外表具有一体的至少一条连续状螺旋肋，连续状螺旋肋两侧边与钢筋表面相切的两条切线形成夹角α为90°～95°；所述螺纹齿在钢筋体端部表面45mm～55mm范围内呈连续分布，螺纹齿的宽度为3mm，高度为0.4～0.6mm。本实用新型的抗拉强度≥910Mpa、屈服强度≥830Mpa、伸长率≥15%、1000h松弛率＜2.5%。
【专利说明】一种高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高强度钢筋，具体的说是一种高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构。
【背景技术】
[0002]随着全球工业化的发展，需要工程结构和装备轻量化，以提高其经济性、安全性，因而迫切要求钢材在保证有足够韧性的前提下，大幅度提高强度。20世纪90年代中期开始，日本、中国、韩国先后启动了提高钢材强度的国家研发项目。
[0003]尽管近年高强度钢筋在国内的推广应用有了长足进步，但与国外发达国家相比，还存在很大差距。在美、英、日、德、俄等欧美及东南亚国家已普遍采用了III级以上钢筋，很少使用II级钢筋，有的国家早已淘汰II级钢筋，即使使用也只是作为配筋，主筋均采用400MPa级和500 MPa级钢筋，有的强度等级甚至达到700 MPa级。
[0004]“十一五”期间，我国要实现铁路运输现代化，建设城际高速铁路20余条，约4000km。高速铁路列车运行速度达到350km/h左右。如此高的列车运行速度，首先轨道建设要创新，以适应高速列车安全运行。据德国和日本高速铁路的建设，高速铁路均采用无砟路基和预应力混凝土轨枕板，其轨枕板受力主筋均采用大规格、高强度预应力处理钢筋，目iu国内尚无此广品。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，具有良好的抗拉强度和屈服强度，满足了现行的高速铁路建设规范中对螺纹钢筋的技术要求，特别是对延伸率的技术指标。
[0006]本发明解决以上技术问题的技术方案是:提供一种高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，每根钢筋长2~6m，包括钢筋体和钢筋体两端部表面的螺纹齿，所述钢筋体外表具有一体的至少一条连续状螺旋肋，连续状螺旋肋两侧边与钢筋表面相切的两条切线形成夹角α为90°~95° ;所述螺纹齿在钢筋体端部表面45mm~55mm范围内呈连续分布，螺纹齿的宽度为3mm,高度为0.4~0.6mm。
[0007]本发明的进一步限定技术方案，前述的高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，所述螺纹齿尖部以及凹槽部均具有2°~5°的弧形过渡。
[0008]前述的高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，所述螺纹齿由热轧工艺一体成型。
[0009]前述的高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，所述连续状螺旋肋的宽度为3~
3.5mm,高度为 0.5 ~0.9mm。
[0010]本实用新型的高强度高塑性钢筋的力学性能为:抗拉强度> 910Mpa、屈服强度≥830Mpa、伸长率≥15%、1000h松弛率< 2.5%。
[0011]本实用新型的优点在于:⑴良好的锚固性能，端部螺纹齿连续的凸起肋使钢筋与混凝土间形成连续的凹凸咬合，使钢筋与混凝土之间能够提高2%~5%的抗拉强度，从而达到理想的锚固效果#)螺纹齿的螺旋肋外表比较合理，一方面螺旋肋连续，基面积削弱较少，肋部面积仍可承受拉力；另一方面带有螺纹齿的钢筋具有较高的锚固强度和刚度，且大滑移时仍具有较大承载力(锚固延性好)，有利于抗震；(3)带有螺纹齿的钢筋表面两端凸起连续的螺旋肋，混凝土咬合齿宽厚且连续不间断，不易破碎、剪断；挤压面积大，相对肋面积大，劈裂力均匀无方向性，因此早期滑移小而后期大变形时又具有较高的锚固延性。
[0012]本实用新型的结构及其组分生产出的钢筋不但具有以上优点，还具有以下优点:⑴延性好，比普通钢筋高出15%的伸长率；⑵强屈比高，其屈服强度≥830Mpa高于普通钢筋的15~20% ;⑶具可以通过螺母拧固的特点，降低锚具成，降低80%的连接成本；⑷与混凝土的结合有效面积达到大，提高了钢筋与混凝土的握裹力和粘接力，加长了预应力的传递长度，同时减少了预应力的损失力；(5)抗拉强度高，其抗拉强度> 910Mpa ;(6)提高了至少30%的安全系数，其中15-20%是由其延性和强屈比提高产生的，而10-20%是由其螺纹连接产生的。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
[0015]本实施例提出一种高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，结构如I所示，每根钢筋长5m，包括钢筋体I 和钢筋体两端部表面的螺纹齿2，钢筋体I外表具有一体的两条连续状螺旋肋3，连续状螺旋肋3两侧边与钢筋表面相切的两条切线形成夹角α为92°，连续状螺旋肋的宽度为3mm，高度为0.6mm ;螺纹齿在钢筋体端部表面50mm范围内呈连续分布，螺纹齿的宽度为3_，高度为0.5_，螺纹齿尖部以及凹槽部均具有5°的弧形过渡。
[0016]本实施例的高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，按重量百分比包含以下组分:C:0.35%, S1:0.5%, Mn:1.5%, Nb:0.04%, Cr:0.08%, V:0.02%, B:0.001%, Mo:0.004%, Al:0.01%%，P:0.02%, S:0.015%, Ti:0.0085%, Ni:0.0035%,复合稀土:6%，余量为 Fe 和其他杂质，其中复合稀土按重量百分比包含以下组分:La:33%, Ce:11%，Y:10%，Sc:15%，Gd:5%，Sm: 7%，Dy:2%，Pr:17%。
[0017]本实施例的高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构的加工方法，按以下步骤进行:
[0018]⑴将按上述盘好经拉直处理后的钢筋送入加热炉加热到1250°C，然后经在线冷却装置通过雾状淬火液快速冷却到700°C,然后在淬火装置内用水进行为时10秒钟高压淬火，然后经过回火加热炉加热到650°C回火，再通过回火冷却装置冷却处理到常温。
[0019]⑵通过液压剪将处理好的钢筋剪成每段5米，用带有15°倾角的光面滚压轮挤压钢筋段的两端，将钢筋原有的螺纹肋挤压进基圆内，再通过螺纹辊挤压钢筋的两端，将两端热轧成表面具有螺纹齿结构，螺纹齿在端部的长度为50mm，热轧温度为990°C，带有15°倾角的光面滚压轮按重量百分比包含以下组分:C:0.38%，Mn:0.3%，S1:0.15%，Cr:2.15%，Mo:0.05%，Al: 0.012%，其余为Fe及不可避免的杂质；光面滚压轮需进行以下表面处理:①加热:加热温度为800°C ;②冷却:以8°C /s冷速冷却至550°C ;③淬火:在淬火装置内用水进行15秒的淬火；④回火:回火温度为600°C ；[0020]⑶将热轧成两端表面具有螺纹齿的钢筋送入加热炉加热到850°C，然后经在线冷却装置通过雾状淬火液快速冷却到650°C,然后在淬火装置内用水进行为时20秒钟淬火，然后经过回火加热炉加热到500°C回火，再通过回火冷却装置冷却处理到常温。
[0021]经后续测试，以上实施例产品均符合设计要求，满足以下力学性能:抗拉强度≤910Mpa、屈服强度≤830Mpa、伸长率≤15%、1000h松弛率< 1.5%。
[0022]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落 本发明要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，其特征在于:每根钢筋长2?6m，包括钢筋体和钢筋体两端部表面的螺纹齿，所述钢筋体外表具有一体的至少一条连续状螺旋肋，连续状螺旋肋两侧边与钢筋表面相切的两条切线形成夹角α为90°?95° ;所述螺纹齿在钢筋体端部表面45mm?55mm范围内呈连续分布，螺纹齿的宽度为3mm，高度为0.4?0.6mmο
2.如权利要求1所述的高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，其特征在于:所述螺纹齿尖部以及凹槽部均具有2°?5。的弧形过渡。
3.如权利要求1或2所述的高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，其特征在于:所述螺纹齿由热轧工艺一体成型。
4.如权利要求1所述的高速铁路专用高强度高塑性钢筋结构，其特征在于:所述连续状螺旋肋的宽度为3?3.5mm,高度为0.5?0.9mm。
【文档编号】B23P15/20GK203791933SQ201420184974
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】姚圣法, 吴海洋 申请人:江苏盛大金属制品有限公司