一種懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主纜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橋梁纜索技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種使用壽命更長(zhǎng)的懸索橋主纜及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在世界范圍內(nèi)，橋梁纜索的材料主要為冷拔碳素鋼絲，鍛層為純鋒鍛層。運(yùn)種鋼絲 的顯著特點(diǎn)是含碳量高，抗拉強(qiáng)度大，鍛鋒層單位質(zhì)量> 300g/m2,根據(jù)國(guó)家建筑防腐手冊(cè)， 該鍛層在海岸地區(qū)的抗腐蝕壽命可達(dá)到20年到25年。近幾年來，橋梁纜索用鋒侶合金鍛 層鋼絲已經(jīng)被開發(fā)出來，鋒侶合金鍛層單位質(zhì)量> 300g/m2,經(jīng)抗鹽霧驗(yàn)證，其抗鹽霧腐蝕 性能為熱鍛鋒鍛層的2倍，理論上該鍛層在海洋環(huán)境下抗腐蝕壽命可達(dá)到40~50年，但是 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足橋梁主纜使用壽命大于100年的設(shè)計(jì)要求。
[0003] 環(huán)氧樹脂是分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)W上環(huán)氧基團(tuán)的一類高分子化合物。環(huán)氧樹 脂涂層主要包括有機(jī)環(huán)氧樹脂與固化劑、填料、顏料及流量控制劑，當(dāng)環(huán)氧樹脂粉末受熱烙 解后，與各組成成分相互反應(yīng)形成復(fù)雜的交聯(lián)聚合物。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)踐，厚度在 0. 2~0. 4mm環(huán)氧樹脂涂層的抗腐蝕壽命可達(dá)50年W上。
[0004] 隨著我國(guó)的橋梁建設(shè)地點(diǎn)從內(nèi)陸發(fā)展到了沿海，橋梁建設(shè)環(huán)境越來越復(fù)雜，主纜 的使用環(huán)境更加惡劣，開發(fā)一種耐腐蝕性能更好的主纜W適用于跨海地區(qū)是擺在本領(lǐng)域技 術(shù)人員面前的一道課題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種耐腐蝕性能更強(qiáng)的懸 索橋用主纜及相應(yīng)的制備方法。
[0006] 本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主 纜，由若干股索股構(gòu)成，所述索股由若干復(fù)合鋼絲構(gòu)成，所述復(fù)合鋼絲由內(nèi)向外依次包括光 面鋼絲、鋒侶鍛層和環(huán)氧樹脂涂層。
[0007] 優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂涂層的厚度為0. 2~0. 4mm，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該厚度的環(huán)氧樹脂涂 層的抗腐蝕壽命可達(dá)50年W上，且在鋼絲極限抗拉強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)、彎曲、纏繞等條件下不會(huì)發(fā) 生開裂、分層、剝落等現(xiàn)象。
[0008] 優(yōu)選地，所述索股為正六邊形結(jié)構(gòu)。
[0009] 進(jìn)一步地，所述鋒侶鍛層中侶含量為4. 2~7. 2wt%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《橋梁用鋒侶 合金鍛層鋼絲纜索》（報(bào)批稿）中的要求。
[0010] 本發(fā)明的另一目的是提供上述懸索橋用防腐蝕主纜的制備方法，具體工藝包括： 將盤條經(jīng)拉拔后的光面鋼絲浸入烙融的鋒侶合金液中，在光面鋼絲表面熱鍛上鋒侶鍛層， 鋒侶鍛層的單位質(zhì)量> 300g/m2,鋒侶鍛層中侶的含量為4. 2~7. 2wt% ;然后對(duì)表面鍛有 鋒侶鍛層的鋼絲進(jìn)行靜電噴涂環(huán)氧樹脂涂料形成環(huán)氧樹脂涂層，利用電泳的物理現(xiàn)象，使 霧化的環(huán)氧樹脂涂料顆粒在直流高壓電場(chǎng)中帶上負(fù)電荷，并在靜電場(chǎng)的作用下，定向地流 向帶正電荷的的鋒侶合金鍛層鋼絲，原本互不粘連的粉末粒子經(jīng)加熱烙融形成均勻、平整、 光滑的涂層，環(huán)氧樹脂涂層的厚度為0. 2~0. 4mm，得到復(fù)合鋼絲，將若干復(fù)合鋼絲組裝成 六邊形結(jié)構(gòu)的索股，然后再取若干索股組裝成懸索橋用主纜。其中鋒侶鍛層和環(huán)氧樹脂鋼 絲放置在容易發(fā)生誘蝕主纜的外層和下部。
[0011] 優(yōu)選地，在鋒侶鍛層完成后，采用皂化液給鋒侶鍛層表面去油污，并在靜電噴涂環(huán) 氧樹脂涂層之前對(duì)鋼絲進(jìn)行預(yù)熱，W提高靜電噴涂效果，使環(huán)氧樹脂涂層與鋒侶鍛層之間 結(jié)合地更加可靠，防止開裂、分離。
[0012] 所述環(huán)氧樹脂涂料主要包括環(huán)氧樹脂、固化劑、填料、顏料及流量控制劑。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0014] (1)構(gòu)成索股的鋼絲表面由內(nèi)向外設(shè)置有鋒侶鍛層和環(huán)氧樹脂涂層，顯著提高了 鋼絲的耐腐蝕性能，提高了主纜的耐久性。
[0015] (2)復(fù)合鋼絲外層的環(huán)氧樹脂涂層在主纜緊纜后可部分填充各索股鋼絲之間的間 隙，于耐腐蝕能力有利，從而提高主纜的耐久性。
[0016] (3)同時(shí)具有鋒侶鍛層和環(huán)氧樹脂涂層的復(fù)合鋼絲具有與單獨(dú)鋒侶鍛層鋼絲相同 的力學(xué)性能，即外層涂設(shè)的環(huán)氧樹脂涂層不會(huì)對(duì)鋼絲的機(jī)械性能造成影響，并且本發(fā)明中 的環(huán)氧樹脂涂層和鋒侶鍛層在鋼絲的極限抗拉強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)、彎曲、纏繞等條件下不會(huì)發(fā)生開 裂、分層、剝落等現(xiàn)象。
[0017] (4)鋒侶鍛層和環(huán)氧樹脂涂層的復(fù)合鋼絲主纜索股采用鋒銅合金熱鑄錯(cuò)，錯(cuò)杯內(nèi) 的鋼絲為剝除環(huán)氧后的鋒侶合金鍛層鋼絲，不降低主纜索股的錯(cuò)固性能。
[0018] (5)經(jīng)抗滑試驗(yàn)驗(yàn)證，鋒侶鍛層和環(huán)氧樹脂涂層的復(fù)合鋼絲主纜與索夾的摩擦系 數(shù)在0. 28~0. 30之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范值，滿足《公路懸索橋設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。
[001引 （6)在索股架設(shè)完成后，復(fù)合鋼絲外可纏繞S型鋼絲等防護(hù)措施，使主纜封閉，提 高主纜的耐久性。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中復(fù)合鋼絲的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中復(fù)合鋼絲的斷面剖視圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中復(fù)合鋼絲的側(cè)視圖；
[0023] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中主纜索股的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中主纜的斷面剖視圖；（全部為鋒侶鍛層和環(huán)氧樹脂涂層的 復(fù)合鋼絲。
[00巧]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中另一主纜結(jié)構(gòu)的斷面剖視圖。（內(nèi)層索股為鋒侶合金鍛層 鋼絲，外層索股為鋒侶鍛層和環(huán)氧樹脂涂層的復(fù)合鋼絲）。
【具體實(shí)施方式】
[0026] W下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0027] 如圖1至圖6所示，本實(shí)施例中的懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主纜5,由若干具有 正六邊形結(jié)構(gòu)的索股4構(gòu)成，單一索股4再由若干復(fù)合鋼絲構(gòu)成，復(fù)合鋼絲由內(nèi)向外依次為 光面鋼絲1、鋒侶鍛層2和環(huán)氧樹脂涂層3,其中鋒侶鍛層2中侶含量為4. 2~7. 2wt%，環(huán) 氧樹脂涂層3的厚度為0. 2~0. 4mm。
[0028] 上述主纜5的制備工藝為，將盤條經(jīng)拉拔后的光面鋼絲1浸入烙融的鋒侶合金液 中，在光面鋼絲表面鍛上鋒侶鍛層2,鋒侶鍛層2的單位質(zhì)量> 300g/m2,鋒侶鍛層2中侶的 含量為4. 2~7. 2wt% ;采用硫酸銅試驗(yàn)檢驗(yàn)鋒侶鍛層的均勻性：硫酸銅浸泡次數(shù)> 4次， 每次浸泡時(shí)間60秒。鋒侶鍛層2完成后利用皂化液給鋒侶鍛層2表面除油污，隨之利用高 頻加熱器對(duì)鋼絲進(jìn)行預(yù)熱，緊接著鋒侶鍛層2外表面進(jìn)行靜電噴涂環(huán)氧樹脂涂料W形成環(huán) 氧樹脂涂層3,利用電泳的物理現(xiàn)象，使霧化的環(huán)氧樹脂涂料顆粒在直流高壓電場(chǎng)中帶上負(fù) 電荷，并在靜電場(chǎng)的作用下，定向地流向帶正電荷的的鋒侶合金鍛層外周面，原本互不粘連 的粉末粒子經(jīng)加熱烙融形成均勻、平整、光滑的涂層，環(huán)氧樹脂涂層3的厚度為0. 2~0. 4mm 后即獲得復(fù)合鋼絲，將若干復(fù)合鋼絲組裝成正六邊形結(jié)構(gòu)的索股4,然后再取若干索股4組 裝成懸索橋用主纜5。
[0029] 所述環(huán)氧樹脂涂料主要包括環(huán)氧樹脂、固化劑、填料、顏料及流量控制劑。
[0030] 上述復(fù)合鋼絲的性能檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合表1的要求。
[0031] 表1復(fù)合鋼絲的技術(shù)指標(biāo)
[0032]
[0033]
[0034]
[0035] 對(duì)于本發(fā)明的主纜結(jié)構(gòu)，還可由上述的復(fù)合鋼絲組成的索股和單獨(dú)鋒侶鍛層鋼絲 組成的索股構(gòu)成，對(duì)于主纜，其中由復(fù)合鋼絲組成的索股優(yōu)先設(shè)置在主纜的外層和下部，如 圖5所示。
[0036] 上述結(jié)構(gòu)的主纜中構(gòu)成索股的鋼絲表面由內(nèi)向外設(shè)置有鋒侶鍛層和環(huán)氧樹脂涂 層，從而顯著提高了主纜的耐腐蝕性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主纜，由若干股索股（4)構(gòu)成，其特征在于：所述索 股（4)由若干復(fù)合鋼絲構(gòu)成，所述復(fù)合鋼絲由內(nèi)向外依次包括光面鋼絲（1 )、鋅鋁鍍層（2) 和環(huán)氧樹脂涂層（3)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主纜，其特征在于：所述索股（4) 為正六邊形結(jié)構(gòu)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主纜，其特征在于：所述鋅鋁鍍 層（2)中鋁含量為4. 2~7. 2wt%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主纜，其特征在于：所述環(huán)氧樹 脂涂層（3)的厚度為0. 2~0. 4mm。5. -種制備權(quán)利要求1所述懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主纜的方法，其特征在于：將 盤條經(jīng)拉拔后的光面鋼絲浸入熔融的鋅鋁合金液中，在光面鋼絲表面鍍上鋅鋁鍍層，鋅鋁 鍍層的單位質(zhì)量多300g/m 2,鋅鋁鍍層中鋁的含量為4. 2~7. 2wt% ;然后對(duì)表面鍍有鋅鋁 鍍層的鋼絲進(jìn)行靜電噴涂環(huán)氧樹脂涂料形成環(huán)氧樹脂涂層，環(huán)氧樹脂涂層的厚度為0. 2~ 0. 4mm，得到復(fù)合鋼絲，將若干復(fù)合鋼絲組裝成六邊形結(jié)構(gòu)的索股，然后再取若干索股組裝 成懸索橋用主纜。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主纜的制備方法，其特征在于： 在鋅鋁鍍層完成后，采用皂化液給鋅鋁鍍層表面去油污，并在靜電噴涂環(huán)氧樹脂涂層之前 對(duì)鋼絲進(jìn)行預(yù)熱。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主纜的制備方法，其特征在于： 所述環(huán)氧樹脂涂料主要包括環(huán)氧樹脂、固化劑、填料、顏料及流量控制劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種懸索橋用復(fù)合防護(hù)層耐腐蝕主纜，由若干具有正六邊形結(jié)構(gòu)的索股構(gòu)成，單一索股再由若干復(fù)合鋼絲構(gòu)成，復(fù)合鋼絲由內(nèi)向外依次為光面鋼絲、鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹脂涂層，其中鋅鋁鍍層中鋁含量為4.2～7.2wt%，環(huán)氧樹脂涂層的厚度為0.2～0.4mm。其中復(fù)合鋼絲有由光面鋼絲依次進(jìn)行鍍鋅鋁鍍層、靜電噴涂環(huán)氧樹脂涂層形成的。該結(jié)構(gòu)的主纜中構(gòu)成索股的鋼絲表面由內(nèi)向外設(shè)置有鋅鋁鍍層和環(huán)氧樹脂涂層，防腐蝕壽命可達(dá)100年以上，可顯著提高主纜的耐腐蝕性能。
【IPC分類】E01D19/16, E01D101/30, E01D101/40, B32B27/26, E01D101/34, B32B27/18, B32B27/20, B32B1/08, B32B15/02, B32B15/092
【公開號(hào)】CN105239508
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510711307
【發(fā)明人】梁振西, 劉翔
【申請(qǐng)人】梁振西, 劉翔
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日