一种具有高耐疲劳强度的拉索冷热共铸锚及其制备方法

摘要

本发明涉及桥梁建造，尤其涉及一种拉索冷热共铸锚及其制备方法。一种具有高耐疲劳强度的拉索冷热共铸锚，所述锚杯锥体内腔浇注有锌铜合金，所述锌铜合金浇注长度为锚杯锥体长度的3/4，剩下的1/4长度则浇注环氧树脂。一种根据权利要求1所述的拉索冷热共铸锚的制备方法，它包括：步骤一，在锚腔里浇石英砂至锚杯锥体的顶部位置；步骤二，浇注锌铜合金到3/4的锚杯锥体高度位置；步骤三，将石英砂倒出后进行反顶、张拉；步骤四，浇注环氧冷铸料，混料后20分钟内浇完，浇注5小时后放平拉索，常温浇注固化24小时。本发明增强拉索耐久性及抗疲劳性能，以延长拉索使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁建造，尤其涉及一种拉索冷热共铸锚及其制备方法。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，公路桥梁和建筑行业作为市政建设的基础设施正在全国各地大面积地展开。在如今日益风格迥异、形式多样的桥梁和建筑结构中，斜拉桥虽有跨越能力大、结构形式简洁、受力明确、空气动力稳定性好、结构轻巧美观等优点，但制约其结构使用寿命的拉索疲劳衰减因素构成了对结构耐久性的威胁和挑战，这也正成为当今斜拉索发展与营运中的严峻课题。

通过分发现，影响索股疲劳强度的一个重要因素为锚口，由于该部位应力其中，因此必须对锚口进行特别设计。通常，在锚杯内浇筑锌铜合金，并控制锚内腔的锥体的斜度尽量大以减小锚口应力，欧美国家通常取1∶10，而日本为7.5度，由于锌铜合金的抗压强度仅40Mpa，锚固钢丝长度能达到索股直径的4.1倍，无法进一步扩大锚杯内腔锥体斜度，对锚口处应力减小有限。

发明内容

本发明的目的在于克服所述现有技术的不足之处，提供一种具有高耐疲劳强度的拉索冷热共铸锚及其制备方法。本发明增强拉索耐久性及抗疲劳性能，以延长拉索使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有高耐疲劳强度的拉索冷热共铸锚，所述锚杯锥体内腔浇注有锌铜合金，所述锌铜合金2浇注长度为锚杯锥体长度的3/4，剩下的1/4长度则浇注环氧冷铸料。

所述的一种具有高耐疲劳强度的拉索冷热共铸锚，所述锚杯锥体的斜度为1∶14。

所述的一种具有高耐疲劳强度的拉索冷热共铸锚，所述锚口的锚固长度大于或等于4.1倍的索股直径。

所述的拉索冷热共铸锚的制备方法，它包括：

步骤一，在锚腔里浇石英砂至锚杯锥体的顶部位置；

步骤二，浇注锌铜合金到3/4的锚杯锥体高度位置；

步骤三，将石英砂从锚腔内倒出后进行反顶、张拉；

步骤四，浇注环氧冷铸料，混料后20分钟内浇完，浇注5小时后放平拉索，常温浇注固化24小时。

本发明通过改变拉索锚腔内部填充料的填充方式使锚杯内腔斜度进一部扩大，从而进一步降低锚口处的应力，增强拉索本身的抗疲劳性能。因此，本发明具可有增强拉索抗疲劳性能及耐久性能，以延长拉索使用寿命。

附图说明

下面，结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明所述锚口的示意图。

具体实施方式

本发明冷热共铸锚设计依据是：

热铸锚的锚固原理：是将熔融的锌铜合金1灌入锚腔2，与分散的钢丝3结合成一体，形成一个倒锥，钢丝与合金在高温下渗透，形成锌铁合金层而结合。

不同设计规范的采用，会造成锚腔以及锚具尺寸的不同。

冷铸锚的原理：与热铸锚相比是不同的。冷铸锚后置一块钢制分丝板，将钢丝穿入钢板后墩头，钢丝的受力通过与钢丝等强的镦头，传递到分丝板及环氧铁砂组成的锥体，最后传递到锚杯，环氧铁砂2在挤压作用下与钢丝形成所谓的握裹力。

环氧冷铸料的抗氧强度要求为147MPa，比锌铜合金的许用抗压强度(40MPa)高，所以冷铸锚内腔的锥体的斜度可以用到1∶14，这样既减小了钢丝在锚口处的应力集中，大大提高了索的抗疲劳性能。

为了改善7mm直径拉索钢丝热损失和提高7mm热铸锚拉索的抗疲劳性能，取3/4L2浇铸锌铜合金1，取1/4L2浇铸环氧2，对5mm热铸锚拉索按原深化方案执行。

关于锚腔斜度：日本资料取7.5度；欧洲标准取1∶10。相同直径的平行钢丝索与螺旋钢绞线和密封钢丝绳相比，其最小破断载荷要大得多，考虑锌铜合金的抗压强度，平行钢丝索的斜度需要更大些，因此的锚腔锥体的斜度上也略有不同。

锚腔长度：钢丝在锚腔内的锚固长度大于等于索股直径的4.1倍。