[发明专利]一种热挤聚乙烯锌铝合金镀层钢丝拉索的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁拉索技术领域，具体涉及一种热挤聚乙烯锌铝合金镀层钢丝拉索的制作方法。

背景技术

斜拉桥又名斜张桥，是一种用斜拉索直接将主梁悬吊在塔柱上的桥梁。它的特点是结构轻巧，适用性强，可以将梁、索、塔组合变化成不同体系，适用于不同地质和地形情况。主梁由于增加了中间的斜拉索，弯矩显著减小，与其他体系的大跨径桥梁相比较，其钢材和混凝土的用量均比较节省。借助斜拉桥的预拉力可以调整主梁的内力，使之分布均匀合理，获得较好的经济效果，并能将主梁做成等截面梁，便于制造和安装，斜索的水平分力相当于主梁施加的预压力，这又提高了梁的抗裂性能(特别是混凝土梁)，充分发挥了材料的性能。

斜拉桥的构思在17世纪开始出现，但由于条件限制，并没有得到很大发展。1784年，德国人C.J.Loscher在Fribourg建造了一座跨径为32m的木质斜拉桥，这座桥由连接于木质索塔的木拉杆构成支撑系统，这是第一座真正意义的斜拉桥。二战后欧洲开始重建以及近代力学理论和各项技术的进步，人们为了寻求既经济又建造便捷的桥型，开始认识到斜拉桥在一定跨度范围内具有很大的优越性，这种桥型重新被重视起来。世界第一座现代斜拉桥是1955年在瑞典建成的Stromsund桥，它是一座跨越斯特罗姆海峡主跨达到182.6m的钢斜拉桥，这标志着现代斜拉桥发展的开端。1962年委内瑞拉建成了世界上第一座混凝土斜拉桥(主跨135米)。至此，斜拉桥得到了迅猛的发展。至20世纪末，法国建成了主跨为856米的诺曼底大桥，而日本则建成了主跨为890米的多多罗大桥，而这些桥梁的拉索均采用热镀锌钢绞线或钢丝。

随着现代桥梁的迅猛发展，不久将建设一批特大跨径的跨海大桥，这些桥梁具有斜拉索长度长、精度高、设计寿命长的要求，采用传统的镀锌钢丝拉索已经满足不了这些特大跨径海洋环境的桥梁耐久性的使用要求。

发明内容

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热挤聚乙烯锌铝合金镀层钢丝拉索的制作方法，是按照拉索截面钢丝布置规则，采用中心标准丝长度控制工艺，采用2°～4°的扭合角将锌铝合金镀层钢丝进行集束，钢丝束外缠高强聚酯缠包带，然后通过双腔共挤一次成型工艺热挤双层高密度聚乙烯护套，并根据拉索风雨振设计要求在聚乙烯护套外层设置抗风雨振的压纹。拉索两端采用填料进行锚固，最后盘卷和存储。拉索运输到架设现场，逐根架设。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种热挤聚乙烯锌铝合金镀层钢丝拉索的制作方法，包括如下实施步骤：

(1)制作锌铝合金镀层钢丝

本发明使用的钢丝采用锌铝合金镀层钢丝，具有比纯锌镀层更高的耐腐蚀性能，其防腐机理如下：1)铝的化学性能十分活泼，热镀后钢丝表面会形成一层致密的氧化铝，在腐蚀环境下就容易钝化形成保护层。在腐蚀介质中，表层富锌相作为阳极先被腐蚀，其铝含量会不断升高而使得氧化铝含量不断增加，使得镀层阻隔外界有害物质的能力更强。同时铝的加入也抑制了防腐性能较弱的、组织疏松的锌铁合金过渡层的生成，有利于提高镀层整体的防腐能力。2)锌-铝合金镀层发生破坏并露铁点，镀层作为铁－锌铝电池的阳极被溶解，钢基体受到保护。锌-铝合金的腐蚀电位略低于纯锌层，为-0.87左右，但其腐蚀电流仅是热镀纯锌的1/5，在牺牲阳极的保护中，同样数量的锌-铝合金镀层的消耗时间是热镀锌层的5倍，能提供更长的牺牲防护时间，从而获得更好的耐久性。本发明锌铝合金镀层分Zn95Al5和Zn90Al10两种，其中铝的质量含量分别为4.2％～7.2％和9.2％～12.2％，镀层重量不小于300g/m²，镀层的均匀性指标满足硫酸铜次数不小于4次，每次60秒。

(2)制作标准长度钢丝

由于斜拉索每层钢丝存在一定的扭合角，所以无法采用外层钢丝直接进行索体长度控制。斜拉索唯有中心丝在整个制作过程中不发生扭绞，始终保持顺直，所以采用索体中心丝作为标准丝来控制拉索的整体长度。

标准丝的长度是通过基线测长法确定的，具体操作是在钢丝的两端施以一定的张紧力使钢丝平直，并进行应力和温度修正，修正公式为：

L＝L₀×[(1+F/EA)+α(T-20)]

式中：L：钢丝应力下的长度，单位m；

L₀：无应力设计长度，单位m；

F：张紧力，单位N；

E：钢丝弹性模量，制作标准丝是实测值，单位MPa；

A：钢丝的截面积，制作标准丝取实测值，单位m²；

α：钢丝线膨胀系数；