桥梁用不锈钢丝冷铸锚索及其所用拉索的利记博彩app

桥梁用不锈钢丝冷铸锚索及其所用拉索的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了桥梁用不锈钢丝冷铸锚索及所用拉索。该桥梁用冷铸锚索包括由不锈钢钢丝集合而成的用于承受拉力的拉索，用于传递索力的冷铸锚具；不锈钢钢丝含有：C≤0.12％，Si≤1.00％，Mn：14.0?19.0％，P≤0.06％，S≤0.01％，Cr：18.0?22.0％，Ni：1.0?2.0％，N：0.45?0.65％；不锈钢钢丝按照如下方法制备：冶炼钢坯；钢坯加热；钢坯轧制得到钢线材；吐丝；冷却；热处理；酸洗得到酸洗后钢线材；冷拔，得到不锈钢钢丝；钢线材的直径为6.5mm；不锈钢钢丝的直径为5.6mm；冷拔为将酸洗后钢线材进行一道次冷拔得到直径为5.6mm的不锈钢钢丝。
【专利说明】
桥梁用不诱钢竺冷铸猫索及其所用拉索
技术领域
[0001] 本发明设及桥梁用不诱钢丝冷铸错索及其所用拉索。
【背景技术】
[0002] 拉吊索桥梁W其美观大方，跨越能力大等优点，被广泛应用，但近年来却病害频 发，究其原因，传统拉吊索采用的是高强碳素钢丝或钢绞线，其结构十分纤细，且长期处于 高应力状态下，对外界侵害比较敏感，随着使用年限的增长，逐步暴露出防腐层老化、诱蚀、 断丝等病害，严重者出现拉吊索断裂，引起桥梁巧塌事故。调研资料表明，目前拉吊索桥梁 换索周期一般为5~20年，远小于设计使用年限。目前世界各国采取的改进措施主要从拉索 防护材料、索体结构等方面着手，从实际应用效果来看不十分理想，一个新的解决思路是利 用不诱钢丝代替高强碳素钢丝，充分利用不诱钢的耐蚀、耐磨、高强等优良性能，从而彻底 解决拉吊索钢丝诱蚀病害运一顽疾。
[0003] 中国发明专利CN102534424A公开了一种不诱钢、桥梁拉吊索用不诱钢丝及其制备 方法和应用，该桥梁拉吊索用不诱钢丝在提高强度的同时有较好的耐腐蚀性能。 CN102534424A中实施例1的桥梁拉吊索用不诱钢丝TQS-I的性能最好。
[0004] 中国发明专利CN103088754A公开了一种桥梁用不诱钢拉吊索装置，设置在拉吊索 桥梁上，所述拉吊索装置(20)包括：
[0005] 用于承受拉力的拉索，所述拉索由不诱钢钢丝集合而成；
[0006] 张拉端错具(21)和固定端错具（22)，分别用于配合错固在所述拉索的两个端部， 并用于传递拉索的索力；W及
[0007] 防护件(23)，连接在所述固定端错具（22)和张拉端错具(21)之间，用于防护所述 拉索裸露在所述错具外的部分(图1)。所述拉索用氮含量为0.6%左右的高氮奥氏体不诱钢 TQS-I，加工成盘条和钢丝后用于桥梁拉吊索材料，可W代替涂敷环氧树脂锻锋钢丝。在满 足桥梁拉吊索对钢丝高强度的要求的同时，实现了抗腐蚀的目的，增强了拉吊索装置的整 体寿命。
[000引冷铸错拉索在桥梁建设中应用非常广泛，特别是在斜拉桥、吊杆拱桥和悬索桥的 应用，冷铸错目前使用的索体一般是由19~471根直径为0 5或0 7mm的高强钢丝组成的各 种规格成品索索体，业内也称作平行钢丝拉索，该平行钢丝拉索和冷铸错错具组成整套平 行钢丝冷铸错拉索作为桥梁的受力部件使用（CN102587278A)。平行钢丝冷铸错拉索，W其 诸多优势从70年代在欧洲和日本开始使用，至今已被广泛使用。但由于其要求整体制造、整 体运输和整体安装，在某些特定环境下受到限制。平行钢丝冷铸错的拉索，整体在工厂制 造。平行钢丝索由4 5mm或d) 7mm高强度锻锋钢丝(抗拉强度0b = 1600Mpa左右)组成，一般排 列成六角形，表层由玻璃丝布包扎定型后用热挤高密度聚氯乙締化DPE，简称PE)塑造成正 圆形截面。运种拉吊索具有厚锻锋层(锋层300g/m)和厚PE层(厚度6mmW上）的双重防腐保 护。按下料长度切割后，将钢丝束穿入冷铸错中，钢丝尾鐵头后错定在错板上，再在错体内 分段常溫诱灌环氧树脂加铁丸和环氧树脂加岩粉(辉绿岩)等混合填料，使错体与钢丝束之 间的刚度匀顺变化，避免在索和错的交界处刚度突变。最后，将冷铸错头加热养生固化，加 热溫度约15(TC。由于是在常溫下诱铸填料，不同于传统的锋基合金填料的诱铸溫度，故相 对而言称为"冷铸错"。冷铸错的错固力，由错筒的圆锥体内腔和筒内填料的横向挤压力承 受。在正常情况下鐵头不受力，只是作为安全储备。运输需中，钢索必须盘绕在圆筒上。为避 免索的钢丝产生过高的弯曲应力和外包PE套被撕裂，一般规定圆筒直径不小于索径的20~ 25倍。对大跨斜拉桥，拉索索径可达200mm，索长在200m W上，其圆筒直径超过4m，运将给陆 路运输(火车或汽车)造成困难，当桥位处无水运条件时，例如山区或内陆水库，更难解决。 为方便平行钢丝索在圆筒上的盘绕，在工厂制造中常将索扭转一个2°~4°的小角（增加柔 性），此小扭角不影响索的特性(弹性模量和疲劳性能）。鉴于平行钢丝拉索打盘及运输有一 定困难，因此在现代大跨度斜拉桥中提出拉索分散制作、现场安装成索的要求。
[0009] 在错具设计中，钢丝的错固长度是一关键技术参数，直接关系到错具错固性能。用 于制作拉吊索装置中拉索的不诱钢丝，在满足不诱性、耐腐蚀性的前提下，还应具有优异的 力学性能和工艺性能。

【发明内容】

[0010] 本发明所要解决的一个技术问题是如何提高桥梁用冷铸错索中拉索的塑性、疲劳 性能和工艺性能。
[0011] 为了提高桥梁用冷铸错索中拉索的塑性、疲劳性能和工艺性能，本发明提供了由 名称为GQS-I的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝（W下简称不诱钢钢丝GQS-2)。不诱钢钢丝GQS-I 在保持较高强度(规定非比例延伸强度(Rp)、抗拉强度(Rm)和耐腐蚀性能的同时提高桥梁 拉吊索用不诱钢丝的塑性、疲劳性能和工艺性能。
[0012] 本发明所提供的拉索，所述拉索用于制备桥梁用冷铸错索，所述拉索由不诱钢钢 丝集合而成，其中，所述不诱钢钢丝(其名称为GQS-1)，W质量百分比计，含有下述成分：
[0013] C:《0.12%;
[0014] Si:《1.00%;
[0015] Mn:14.0-19.0%;
[0016] P《〇.〇6%;
[0017] S《0.01%;
[001 引 Cr:18.0-22.0%;
[0019] Ni :1.0-2.0%；
[0020] N:0.45-0.65%;
[0021 ]余量为铁和不可避免的杂质；
[0022] 所述不诱钢钢丝按照包括如下步骤的方法制备：
[0023] A、冶炼钢巧；
[0024] B、钢巧加热；
[0025] C、钢巧社制，得到钢线材；
[0026] D、吐丝；
[0027] E、冷却；
[002引 F、热处理；
[0029] G、酸洗，得到酸洗后钢线材；
[0030] H、冷拔，得到不诱钢钢丝；
[0031] 所述C中，钢线材的直径为6.5mm;所述不诱钢钢丝的直径为5.6mm;
[0032] 所述H中，所述冷拔为将所述酸洗后钢线材进行一道次冷拔得到直径为5.6mm的不 诱钢钢丝。
[0033] 上述拉索中，所述F中，热处理溫度为IOOCTC，热处理时间为1.5小时。
[0034] 上述拉索中，所述B中，钢巧加热溫度为1260°C，钢巧加热时间为3.5小时。
[0035] 上述拉索中，所述不诱钢钢丝，W质量百分比计，含有下述成分：C:0.10% ,Si: 0.30%，Mn:14.45%，P:0.035%，S:0.006%，Cr:18.30%，Ni:1.10%，N:0.5%，其余为化与 不可避免的杂质。
[0036] 上述拉索中，
[0037] 所述冶炼钢巧包括：
[0038] (1)电炉冶炼:将废钢和儀和合金加入电炉进行冶炼，待电炉中粗钢水化学成分达 至咖下标准时出钢，得到初炼钢水:C的质量百分含量为1.30-1.80% (如1.30%) ,Mn的质量 百分含量为8.5-12.5 % (如10.0 % )，P的质量百分含量小于等于0.028 %，S的质量百分含量 小于等于0.025% ,Cr的质量百分含量为17.0-22.0% (如18.0%) ,Ni的质量百分含量为 1.0-2.0%(如 1.0%);
[0039] (2)氣氧精炼炉精炼:对所述初炼钢水先进行氧化期冶炼，后进行还原期冶炼，还 原后加入造渣剂进行造渣，并加入微调成分对目标成分进行微调后出钢，得到精炼钢水;其 中，氧化期冶炼吹入混合气体，所述混合气体由化和化按照（2-4):1(如3:1)的体积比组成； 还原期冶炼中全程吹氮气冶炼；
[0040] (3)采用连铸工序铸造钢巧，得到钢巧；
[0041 ]所述(1)中，合金为铭铁和儘铁。
[0042] 上述拉索中，所述氧化期冶炼中按照800-1200m3A(如900m3A)的流速吹入所述混 合气体;所述还原期冶炼中按照400-600m3/h (如500m3 A)的流速吹氮气。
[0043] 上述拉索中，所述还原期冶炼中，加入娃铁和侣，所述娃铁和侣的质量比为（5- 12):1，如9:1。
[0044] 上述拉索中，所述铭铁具体可为高碳铭铁，所述高碳铭铁的C的质量百分含量可为 4%-8%，如6.7%;所述儘铁可为高碳儘铁，所述高碳儘铁的C的质量百分含量可为2%- 8%，如 7.5%。
[0045] 上述拉索中，所述造渣剂可为石灰和蛋石;所述造渣剂具体可由石灰和蛋石按照 (2-6):1(如10:3)的质量比组成。
[0046] 上述拉索中，所述微调成分可为含儘、氮和铭的合金或金属，如儘和氮化铭铁。所 述微调成分具体可由儘和氮化铭铁组成，儘和氮化铭铁的质量比可为8:3。
[0047] 上述拉索中，所述酸洗用混酸进行，所述混酸是由硝酸、氨氣酸和水按照4:4:92的 体积比组成的溶液。
[004引所述拉索可为平行钢丝拉索，可由19~471根直径为5.6mm的不诱钢钢丝GQS-I组 成。
[0049]本申请中，所述拉索可为斜拉桥斜拉索、悬索桥吊索或中、下承式拱桥吊索。所述 拉索是采用不诱钢丝平行集束为索体的桥梁缆索，简称不诱钢丝索。
[0050] 含有上述拉索的桥梁用冷铸错索也属于本发明的保护范围。
[0051] 本发明提供了一种具体的桥梁用冷铸错索。
[0052] 本发明所提供的桥梁用冷铸错索，包括:用于承受拉力的拉索(4)，拉索(4)由不诱 钢钢丝集合而成；
[0053] 用于传递拉索(4)的索力的冷铸错具，所述冷铸错具错固在所述拉索(4)的端部；
[0054] 其中，所述拉索为上述拉索。
[0055] 上述桥梁用冷铸错索中，所述冷铸错具为张拉端冷铸错具和/或固定冷铸端错具。
[0056] 本发明所要解决的一个技术问题是如何提高桥梁用冷铸错索中错具的错固性能。
[0057] 为了提高桥梁用冷铸错索中错具的错固性能，所述冷铸错具由20Crl3不诱钢制 成，所述冷铸错具包括冷铸错杯，所述冷铸错杯内填充有冷铸填料，所述拉索(4)的端部在 所述冷铸错具中错固的长度为Isae,所述Isae满足如下条件：
[0化引
[0059] 式中，dw为所述不诱钢钢丝的直径，为5.6mm;
[0060] Isae为错固长度，单位是mm;
[0061 ] Ob是钢丝抗拉强度，单位是MPa;
[0062] V是单根所述不诱钢钢丝与所述冷铸填料在单位面积上的附着力，为12.5Mpa。
[0063] 上述桥梁用冷铸错索中，所述冷铸错杯的内腔为圆锥形。
[0064] 本申请中，所述冷铸错具采用错杯内冷铸带钢丸环氧树脂的错头。
[0065] 本申请中，冷铸填料，W质量百分比计，由下述成分组成:4-5%的E-44环氧树脂、 4-5 %的液态酸酢固化剂、0.5-1 %的邻苯二甲酸二下醋、6-7%的SDS矿粉、余量为粗填料， 粗填料由直径为1 .Omm的铁砂、直径为1.5mm的铁砂和直径为2. Omm的铁砂按照1:1:3的质量 比组成。
[0066] 本发明拉索采用的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I与CN102534424A中的TQS-I相 比，在保持较高强度(规定非比例延伸强度(Rp)、抗拉强度(Rm))、刚度(弹性模量化））和耐 腐蚀性能的同时提高桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的应力松弛性能、疲劳性能和工艺性能(塑 性变形能力）。桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I的断后延伸率A250是对比例1的桥梁拉吊索用 不诱钢钢丝的2.3倍，桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I的应力松弛率是对比例1的桥梁拉吊 索用不诱钢钢丝的0.6倍，桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I疲劳强度是对比例1的桥梁拉吊 索用不诱钢钢丝的1.7倍。采用桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I制作的拉索，由于不诱钢钢 丝GQS-2耐腐蚀，无需包括PE护套(阳索套），而且不诱钢钢丝GQS-I在保持较高强度(规定非 比例延伸强度(化）、抗拉强度(Rm)和耐腐蚀性能的同时提高塑性、疲劳性能和工艺性能，使 制备高强、耐腐蚀、全寿命冷铸错索成为可能。本发明通过实验获得单根不诱钢钢丝GQS-I 与冷铸料在单位面积上的附着力，为12.5Mpa，确定了不诱钢钢丝GQS-I的错固长度，制作了 高强、耐腐蚀、全寿命冷铸错索。
【附图说明】
[0067] 图1为中国发明专利CN103088754A中的拉吊索装置的结构示意图。
[0068] 图2为本发明的一种桥梁用冷铸错索的结构示意图。
[0069] 图3为图2中张拉端冷铸错杯和分丝板的主视图。
[0070] 图4为图2中固定端冷铸错杯和分丝板的主视图。
[0071 ]图5为张拉端冷铸错杯6和固定端冷铸错杯3设计图。
[0072] 图6为错杯和铸体材料相互作用示意图。
【具体实施方式】
[0073] 下面结合【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐 明本发明，而不是为了限制本发明的范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为 常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0074] 下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一 步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可W有益地结合到其它实施方式 中。
[0075] 下面对下述实施例和对比例中使用的各种合金及相关装置的组成进行说明：
[0076] 高碳铭铁，W质量百分比计，组成如下：Cr 67%，C 6.7%，Si 1.8%，P 0.02%，S 0.026%，余量为铁和不可避免的杂质；
[0077] 高碳儘铁，W质量百分比计，组成如下:Mn 78%，C 7.5%，Si 0.30%，P 0.16%，S 0.03%，余量为铁和不可避免的杂质；
[0078] 金属儀，W质量百分比计，组成如下:Ni 99.9%，余量为不可避免的杂质；
[0079] 娃铁，W质量百分比计，组成如下：Si 75%，A1 1.3%，Ca 0.8%，P 0.023%，S 0.018%，C 0.09%，余量为铁和不可避免的杂质；
[0080] 侣丸，W质量百分比计，组成如下:Al 99.5%，Fe 0.15%，Si 0.10%，Cu 0.01%， Ca 0.01% ,Mg 0.03%，余量为不可避免的杂质；
[0081 ]石灰，W质量百分比计，组成如下：CaO 90%，Si〇2 2.1%，P 0.012%，S 0.085%， MgO 3.5%，余量为不可避免的杂质；
[0082] 蛋石，W质量百分比计，组成如下：CaF2 85%，Si〇2 12%，P 0.032%，S 0.12%，余 量为不可避免的杂质；
[0083] 氮化铭铁W质量百分比计，组成如下：Cr 64.6%，C 0.03%，N 8.45%，P 0.023%，S 0.027% ,Si 0.81%，余量为铁和不可避免的杂质；
[0084] 金属儘W质量百分比计，组成如下:C 0.01% ,Si 0.002%，P 0.005%，S 0.03%， Mn 99.8%，余量为不可避免的杂质；
[0085] 连铸机的型号:RSm，生产厂家为:达涅利自动化公司；
[0086] 拉矫机型号:LZ，无锡市格玛机械有限公司。
[0087] 对比例1、桥梁拉吊索用不诱钢钢丝TQS-I的制备
[0088] 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝TQS-I为中国发明专利CN102534424A中实施例1中的 桥梁拉吊索用不诱钢钢丝，W质量百分比计，含有下述成分：C:0.10% ,Si :0.30% ,Mn: 14.45%，P:0.035%，S:0.006% ,Cr:18.30% ,Ni :1.10%，N:0.5%，其余为化与不可避免的 杂质。
[0089] 其具体制备方法如下：
[0090] A:冶炼钢巧
[0091] I)电炉冶炼
[0092] 在电炉中加入原料:废钢15.7吨，高碳铭铁5.8吨，高碳儘铁2.6吨，金属儀0.5吨， 加电化清，加入上述物质后使电炉粗钢水化学成分粗略控制在碳1.30%，P《0.028%，S《 0.025% ,Cr:18.0% ,Ni :1.0% ,Mn:10.0%时出钢，得到初炼钢水;每一炉中都要保证化清 倒净，防止造成化、Ni成份的波动，在出钢时化净炉渣，测定钢包中渣厚50mm。
[0093] 2)氣氧精炼炉精炼
[0094] 将上述得到的初炼钢水转移到氣氧精炼炉上精炼，精炼的氧化期吹入混合气体， 该混合气体由化和化按照3:1的体积比组成，该混合气体总吹入量900m3/h(即该混合气体的 流速为900m3/h)，其后还原期全程吹氮气冶炼，吹入氮气量SOOm3A(即氮气的流速为SOOm^ h)，加入娃铁45kg/t、侣丸f5kg/t进行还原，并加入石灰lOkg/t、蛋石3. Okg/t、造渣，还原期 分批加入金属儘共800kg，按氮回收率50 %计，加入氮化铭铁300kg调节氮含量进行成分微 调，使氮含量达到0.65%-0.68%，然后按最小流量55m3A吹氮气进行揽拌3分钟后，现憶钢 水中各成分含量为：C: 0.10% ,Si :0.30% ,Mn: 14.45%，P: 0.035%，S: 0.006% ,Cr: 18.30%，Ni:1.10%，N:0.5%，其余为化与不可避免的杂质，后直接出钢，得到精炼钢水; 定钢包中渣厚：160mm。其中加入娃铁45kg/t、侣丸f5kg/t和石灰lOkg/t、蛋石3.0kg/t，是指 按每吨原料加入娃铁45kg、侣丸化g、石灰10kg、蛋石3. Okg的比例加入娃铁、侣丸、石灰和蛋 石。
[00%] 3)连铸工序:连铸工序通过连铸机完成，过程为:先将装有精炼好钢水(精炼钢水） 的钢包运至回转台，回转台转动到诱注位置后，将钢水注入中间包，中间包的钢水通过水口 分配到各个结晶器，拉矫机与结晶振动装置将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁揽拌后， 切割板巧。其中，精炼钢包中钢水的烙点：1405°C ;中间包的溫度：1430°C ;连铸得到的不诱 钢钢巧的规格:220mm(厚）X 220mm(宽）；拉矫机的拉速为0.6m/min;中间包浸入式水口插入 深度为135mm。
[0096] B:钢巧加热
[0097] 将得到的不诱钢钢巧在封闭加热炉中加热到1280°C，保溫2小时。
[009引 C:钢巧社制
[0099] 在不诱钢高速线材社机上，将加热后不诱钢钢巧社制成直径为6.5mm的不诱钢线 材。
[0100] D:吐丝
[0101 ] 在吐丝机上将不诱钢线材卷成内径为1150mm的钢卷。
[0102] E:冷却
[0103] 在运输过程的冷却漉道上将吐丝后的不诱钢线材卷冷却到室溫。
[0104] F:热处理
[01化]将如上得到的不诱钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理溫度1100°C，保溫 1.5小时，出炉水冷。
[0106] G:酸洗
[0107] 将热处理后的不诱钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氨氣酸配成的 酸进行酸洗得到不诱钢线材成品，其直径为6.5mm。
[010引 H:冷拔
[0109] 将直径为6.5mm的不诱钢线材成品通过6.5mm^5.5mm^5. Omm进行两道次冷拔得 到直径为5.Omm的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝。将该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝命名为TQS-1。 上述两道次冷拔是指将直径为6.5mm的不诱钢线材成品先进行一道次冷拔得到直径为 5.5mm的不诱钢线材，再将直径为5.5mm的不诱钢线材进行一道次冷拔得到直径为5. Omm的 不诱钢线材，该直径为5.Omm的不诱钢线材即为桥梁拉吊索用不诱钢钢丝TQS-1。
[0110] 实施例1、桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I的制备
[0111] 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I，W质量百分比计，含有下述成分:C:0.10%， Si :0.30% ,Mn:14.45%，P:0.035%，S:0.006% ,Cr:18.30% ,Ni :1.10%，N:0.5%，其余为 化与不可避免的杂质。
[0112] 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I的制备方法和对比例1中桥梁拉吊索用不诱钢 钢丝TQS-I的制备方法的区别仅在于B:钢巧加热、F:热处理、G:酸洗和H:冷拔运四个步骤。 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I的具体制备方法如下：
[0113] A:冶炼钢巧
[0114] 同对比例1。
[011引 B:钢巧加热
[0116] 将得到的不诱钢钢巧在封闭加热炉中加热到1260°C，保溫3.5小时。
[0117] C:钢巧社制 [011引同对比例1。
[0119] D:吐丝
[0120] 同对比例1。
[0121] E:冷却
[0122] 同对比例1。
[0123] F:热处理
[0124] 将如上得到的不诱钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理溫度IOOCTC，保溫 1.5小时，出炉水冷。
[0125] G:酸洗
[0126] 将热处理后的不诱钢线材用混酸进行酸洗，得到不诱钢线材成品，其直径为 6.5mm。所述混酸是由硝酸、氨氣酸和水按照4:4:92的体积比组成的溶液。
[0127] H:冷拔
[0128] 将直径为6.5mm的不诱钢线材成品通过6.5mm^5.6mm进行一道次冷拔得到直径为 5.6mm的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝。将该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝命名为GQS-1。
[0129] 实施例2、桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-2的制备
[0130] 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-2, W质量百分比计，含有下述成分:C:0.10%， Si :0.30% ,Mn:14.45%，P:0.035%，S:0.006% ,Cr:18.30% ,Ni :1.10%，N:0.5%，其余为 化与不可避免的杂质。
[0131] 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-2的制备方法和对比例1中桥梁拉吊索用不诱钢 钢丝TQS-I的制备方法的区别仅在于B:钢巧加热、F:热处理、G:酸洗和H:冷拔运四个步骤。 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-2的制备方法和实施例1中的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝 GQS-I的制备方法的区别仅在于H:冷拔运一个步骤。该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-2的具 体制备方法如下：
[0132] A:冶炼钢巧
[0133] 同对比例1。
[0134] B:钢巧加热
[0135] 同实施例1。
[0136] C:钢巧社制
[0137] 同对比例1。
[013引 D:吐丝
[0139] 同对比例1。
[0140] E:冷却
[0141] 同对比例1。
[0142] F:热处理
[0143] 同实施例1。
[0144] G:酸洗
[0145] 同实施例1。
[0146] H:冷拔
[0147] 将直径为6.5mm的不诱钢线材成品通过6.5mm^5.7mm进行一道次冷拔得到直径为 5.7mm的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝。将该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝命名为GQS-2。
[0148] 对比例2、桥梁拉吊索用不诱钢钢丝DQS-I的制备
[0149] 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝DQS-I，W质量百分比计，含有下述成分:C:0.10%， Si :0.30% ,Mn:14.45%，P:0.035%，S:0.006% ,Cr:18.30% ,Ni :1.10%，N:0.5%，其余为 化与不可避免的杂质。
[0150] 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝DQS-I的制备方法和实施例1中的桥梁拉吊索用不诱 钢钢丝GQS-I的制备方法的区别仅在于H:冷拔运一个步骤。该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝 DQS-I的具体制备方法如下：
[0151] A:冶炼钢巧
[0152] 同对比例1。
[0153] B:钢巧加热
[0154] 同实施例1。
[0155] C:钢巧社制
[0156] 同对比例1。
[0157] D:吐丝 [015引同对比例1。
[0159] E:冷却
[0160] 同对比例1。
[0161] F:热处理
[0162] 同实施例1。
[0163] G:酸洗
[0164]同实施例1。
[01化]H:冷拔
[0166] 将直径为6.5mm的不诱钢线材成品通过6.5mm^5.5mm进行一道次冷拔得到直径为 5.5mm的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝。将该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝命名为DQS-1。
[0167] 对比例3、桥梁拉吊索用不诱钢钢丝DQS-2的制备
[0168] 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝DQS-2, W质量百分比计，含有下述成分:C:0.10%， Si :0.30% ,Mn:14.45%，P:0.035%，S:0.006% ,Cr:18.30% ,Ni :1.10%，N:0.5%，其余为 化与不可避免的杂质。
[0169] 该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝DQS-2的制备方法和实施例1中的桥梁拉吊索用不诱 钢钢丝GQS-I的制备方法的区别仅在于H:冷拔运一个步骤。该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝 DQS-2的具体制备方法如下：
[0170] A:冶炼钢巧
[0171] 同对比例1。
[0172] B:钢巧加热
[0173] 同实施例1。
[0174] C:钢巧社制
[0175] 同对比例1。
[0176] D:吐丝
[0177] 同对比例1。
[017引 E:冷却
[0179] 同对比例1。
[0180] F:热处理
[0181] 同实施例1。
[0182] G:酸洗
[0183] 同实施例1。
[0184] H:冷拔
[0185] 将直径为6.5mm的不诱钢线材成品通过6.5mm^5.9mm进行一道次冷拔得到直径为 5.9mm的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝。将该桥梁拉吊索用不诱钢钢丝命名为DQS-2。
[0186] 实施例3、桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的性能
[0187] 本发明通过室溫拉伸试验、轴向等幅低循环疲劳试验、缠绕、反复弯曲和扭转等试 验后，对各实施例和对比例的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的基本力学性能、疲劳性能及工艺 性能进行了系统的试验。
[0188] 将各实施例和对比例的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝按《钢及钢产品力学性能试验取 样位置及试样制备KGB/T 2975-1998)的要求切取样巧并制备试样。按《金属拉伸试验方 法KGB/T 228-2010)和《桥梁缆索用热锻锋钢丝KGB/T 17101-2008)规定方法测定桥梁 拉吊索用不诱钢钢丝的基本力学性能(非比例延伸强度、抗拉强度、弹性模量、伸长率）。根 据《金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法KGB/T15248-2008)和《桥梁缆索用热锻锋钢 丝KGB/T 17101 -2008)规定，对桥梁拉吊索用不诱钢钢丝进行疲劳试验，确定其疲劳性能。 按照《人造气氛腐蚀试验盐雾试验KGB/T 10125-2012)的规定对桥梁拉吊索用不诱钢钢丝 进行盐雾试验，确定其腐蚀性能。
[0189] 1、力学性能试验
[0190] 1.1室溫拉伸试验
[0191 ] 试样参照GB/T 228-2010《金属材料室溫拉伸试验方法》中关于试样的规定，取30 根长度为400mm的各实施例和对比例的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝。
[0192] 按《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备KGB/T 2975-1998)的要求制 备试样。按《金属拉伸试验方法》（GB/T 228-2010)和《桥梁缆索用热锻锋钢丝》（GB/T 17101-2008)规定方法，利用PWS-50型电液伺服试验机试验。通过试验得出不诱钢丝的抗拉 强度Rm、规定非比例延伸强度化0.2、弹性模量E、断后延伸率(断后伸长率)A250等指标的平均 值和标准值。试验在试验室内进行，试验溫度10-35°C。试样原始标距Lo = 250mm，试样总长 度 Lc^Lo+100mm。
[0193] (1)断后延伸率A250
[0194] 断后延伸率是试样拉断后，其原始标距部分所增加的长度与原标距长度的百分 比，由试样断后总伸长量除W试样原始标距(标距采用250mm)计算得到。实验重复=次，每 次每种桥梁拉吊索用不诱钢钢丝测试10根。
[0195]
[0196] 式中:A250-在250mm标距内试样的断后延伸率（％ );
[0197] Lu-断后标距(mm);
[019引 Lo-原始标距(mm)，取250mm。
[0199] (2)强度及弹性模量
[0200] 强度是钢材最重要的力学性能指标之一。钢材的弹性模量是钢的刚度指标之一， 弹性模量越大，其刚度就越大，受力时其变形越小；反之，弹性模量越小，其刚度就越小，受 力时其变形越大。
[0201] 实验重复=次，每次每种桥梁拉吊索用不诱钢钢丝测试10根。通过室溫拉伸试验， 得到桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的各种强度指标和弹性模量。不诱钢筋的非比例延伸强度、 抗拉强度和弹性模量。
[0202] (3)松弛实验
[0203] 松弛试验按照"金属应力松弛试验方法GB/T10120-2013)规定，试验溫度范围在 19.3-21.2°C，按照理论初始荷载15. IOKN(应力770M化，按照Rb = 1120的70% )，实际初始 荷载15. IlkN(应力770Pa)，试验周期100小时。计算1000小时应力松弛率外推值(外推1000 小时的应力松弛率）。实验重复=次，每次每种桥梁拉吊索用不诱钢钢丝测试10根。
[0204] 1.2疲劳试验
[0205] 根据规范GB/T15248-2008《金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法》和GB/T 17101-2008《桥梁缆索用热锻锋钢丝》规定，对各实施例和对比例的桥梁拉吊索用不诱钢钢 丝进行疲劳试验。试样为等截面试样，试样直径的标距部分与夹持部分相同；试样工作部分 与夹持部分的同轴度在0.0 lmmW内。疲劳试验过程谱的主要参数为试验力峰值fmax= 1250 X 0.45 = 562. 5MPa、试验力谷值fmin = 562. 5-360 = 202. 5MPa、试验力中值
巧试验力幅值
[0206] 试验在试验室内进行，试验溫度10-35°C。实验重复=次，每次每种桥梁拉吊索用 不诱钢钢丝测试10根。
[0207] 根据《桥梁缆索用热锻锋钢丝KGB/T 17101-2008)规定，传统拉吊索用锻锋钢丝 疲劳性能为不小于200万次。各实施例和对比例的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的力学性能如 表1所示。结果表明，实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的抗拉强度Rm和规定非 比例延伸强度化0.2和弹性模量均高于对比例1的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝，断后延伸性能、 应力松弛性能和疲劳性能显著优于对比例1的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝，实施例1和实施例 2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的断后延伸率A250均是对比例1的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的 2.3倍，实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的应力松弛率均是对比例1的桥梁拉 吊索用不诱钢钢丝的0.6倍，实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的疲劳强度均 是对比例1的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的1.7倍。实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢 钢丝的抗拉强度Rm和规定非比例延伸强度化0.2和弹性模量与对比例2的桥梁拉吊索用不诱 钢钢丝相似，断后延伸性能低于对比例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝，实施例1和实施例2的 桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的应力松弛性能和疲劳性能显著优于对比例2的桥梁拉吊索用不 诱钢钢丝，实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的断后延伸率A250均是对比例2的 桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的3.3倍，实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的应力 松弛率均是对比例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的0.6倍，实施例1和实施例2的桥梁拉吊索 用不诱钢钢丝的疲劳强度均是对比例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的1.7倍。实施例1和实 施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的弹性模量与对比例3的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝相似， 实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的断后延伸率显著低于对比例3的桥梁拉吊 索用不诱钢钢丝，但是实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的抗拉强度Rm和规定 非比例延伸强度化0.2、应力松弛性能和疲劳性能显著优于对比例3的桥梁拉吊索用不诱钢 钢丝，实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的抗拉强度Rm均是对比例3的桥梁拉 吊索用不诱钢钢丝的1.4倍，实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的规定非比例 延伸强度化0.2均是对比例3的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的1.3倍，实施例1和实施例2的桥梁 拉吊索用不诱钢钢丝的应力松弛率分别是对比例3的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的0.7和0.6 倍，实施例1和实施例2的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的疲劳强度分别是对比例3的桥梁拉吊 索用不诱钢钢丝的1.9倍和2.0倍。
[0208] 表1、桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的力学性能
[0209]
脚0] 2、工艺性能试验
[0211] 工艺性能试验主要考察材料塑性变形能力，分别为缠绕、反复弯曲和扭转等试验， 各项试验分别设计如下：
[0212] (1)缠绕试验
[0213] 缠绕试验测试的是桥梁拉吊索用不诱钢钢丝在缠绕过程中承受塑性变形的能力， 是将桥梁拉吊索用不诱钢钢丝试样在符合相关标准规定直径的忍棒上紧密缠绕规定螺旋 圈数。钢丝缠绕试验按《金属材料线材缠绕试验方法KGB/T 2976-2004)进行，缠绕忍棒直 径为15mm。
[0214] 试验溫度为1(TC-35°C，试验过程如下：
[0215] ①试样应在没有任何扭转的情况下，W每秒不超过一圈的恒定速度沿螺旋线方向 紧密缠绕在忍棒上，必要时，可减慢缠绕速度，W防止溫度升高而影响试验结果。
[0216] ②为确保缠绕紧密，缠绕时可在试样自由端施加不超过该试样抗拉强度相应力值 5 %的拉紧力。
[0217] ③每缠绕1圈，目测试样表面，看钢丝表面是否开裂。
[0218] 实验重复=次，每次每种桥梁拉吊索用不诱钢钢丝测试10根。
[0219] (2)反复弯曲试验
[0220] 反复弯曲测试的是桥梁拉吊索用不诱钢钢丝反复弯曲塑性变形能力。反复弯曲试 验按"金属材料线材反复弯曲试验方法"（GB/T 238-2013)的规定进行，要求试件平直，表面 无损伤，试验溫度为23°C±5°C，将试样自由端弯曲90°，再返回至起始位置作为第一次弯 曲。依次向相反方向进行连续而不间断地反复弯曲。弯曲操作W每秒不超过一次的均匀速 率平稳无冲击地进行。试验结束后观测试样表面不产生肉眼可见的裂纹，则试验合格。若试 样断裂，最后一次不计入弯曲次数。每种桥梁拉吊索用不诱钢钢丝选用弯曲圆弧半径为 15mm。实验重复=次，每次每种桥梁拉吊索用不诱钢钢丝测试10根。
[022。 （3)扭转试验
[0222]扭转试验测试的是桥梁拉吊索用不诱钢钢丝扭转时的塑性变形能力，本试验采用 单向扭转试验，其原理是将试样绕轴线向一个方向均匀旋转360%作为一次扭转。扭转试样 的长度为试样直径的100倍。每扭转1次，目测试样表面，看钢丝表面是否开裂。实验重复= 次，每次每种桥梁拉吊索用不诱钢钢丝测试10根。各实施例和对比例的桥梁拉吊索用不诱 钢钢丝的工艺性能如表2所示。
[0223] 表2、桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的工艺性能
[0224]
[0225] 注:缠绕圈数是钢丝表面不开裂的圈数。
[0226] 3、腐蚀性能
[0227] (1)点腐蚀实验
[0228] 按照如下方法测定各实施例和对比例的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的腐蚀性能。
[0229] 测定试验设备采用美国EG&G公司生产的M273A型电化学腐蚀测量仪;测定方法和 条件如下：
[0230] 极化方法为动态电位极化;扫描速度为20mV/min;参比电极为饱和甘隶电极;辅助 电极为石墨电极;实验介质为3.5%氯化钢溶液;试验溫度为3rC;测定结果如表3所示，实 施例1、实施例2、对比例1、对比例2和对比例3的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的点蚀电位相差 不大，分别为150mV、148mV、144mV、142mV和143mV，具有明显的纯化特性。采用相同的方法对 锻锋钢丝(天津锻锋钢丝厂生产)进行点蚀电位测定，测得锻锋钢丝的点蚀电位为-200mV， 可W看出，本发明实施例1、2制备的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的点蚀电位高于锻锋钢丝的 点蚀电位，而点蚀电位越高越不容易腐蚀，本发明实施例1、2制备的桥梁拉吊索用不诱钢钢 丝的耐点蚀性能比锻锋钢丝要优异。
[0231] (2)中性盐雾试验
[0232] 采用中性盐雾试验测定各实施例和对比例的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的腐蚀性 能。同时W普通锻锋钢丝作为对照。中性盐雾试验采用的主要仪器包括盐雾试验箱、智能测 试系统及抑计。其中盐雾试验箱为CK/YW-120C智能型全自动盐雾试验箱，由北京切克公司 生产，内箱尺寸为1200mm X 800mm X 500mm。盐雾箱的工作原理是，应用伯努特原理吸取盐水 后进行雾化，压缩空气经由它所通往喷嘴途中的气泡塔而被润湿，喷嘴将腐蚀溶液和空气 雾化成腐蚀性气雾，从而形成试验材料的腐蚀环境。智能测试系统为长沙金码公司生产的 测试系统，用于对传感器的应力进行控制。配置盐水时，使用P的十测试溶液的pH值。
[0233] 试验前将钢丝在浓度为10%的HCl溶液中浸泡2地，取出后在清水的冲刷下用钢丝 刷除尽表面铁诱，在石灰水中和表面残余盐酸，再用清水冲洗干净。擦拭后在烘箱中烘干 4h，再在干燥器中存放地。用精度为0.1 g的电子天平称取重量，精度为0.5mm的钢尺量取长 度。
[0234] 本试验严格按照国家标准《人造气氛腐蚀试验盐雾试验KGB/T 10125-2012)进 行。配备盐雾所需要的化学试剂为化学纯化Cl,由蒸馈水配备成浓度为55g/L溶液。试验箱 内放两个盐雾收集器，一个靠近喷嘴，一个远离喷嘴，为漏斗形状，直径为100mm，面积约为 80cm2,用于测定平均沉降率，满足SOcm2的水平面积上平均沉降率为1.5mLA±0.5mL/h的要 求。收集液的抑值控制在6.5~7.2,超出范围后，用分析纯肥巧日NaOH进行调节。
[0235] 中性盐雾试验进行40d。实验重复=次，每次每种桥梁拉吊索用不诱钢钢丝测试10 根。桥梁拉吊索用不诱钢钢丝中性盐雾试验完成后，取出腐蚀的钢丝，根据国际标准ISO 8407-2009('Corrosion of metals and alloys-Removal of corrosion products from corrosion test specimens"，用200血浓硝酸溶于1000 mL蒸馈水形成的溶液在室溫下浸泡 60min，取出后用清水冲洗，并用钢丝刷除尽表面铁诱，在烘箱内烘干后，用精度为0.1 g的电 子天平称取重量。
[0236] 3.4.2质量损失率
[0237] 腐蚀前后称取钢丝质量，计算出质量损失率。质量损失率=(腐蚀前质量-腐蚀后 质量)/腐蚀前质量X 100%。各实施例和对比例的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝均测试10根。
[0238] 各实施例和对比例的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的质量损失率如表3所示。结果表 明，实施例1、实施例2、对比例1、对比例2和对比例3的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的质量损失 率相差不大，均远低于普通锻锋钢丝，说明实施例1、实施例2、对比例1、对比例2和对比例3 的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的耐腐蚀性能优于普通锻锋钢丝。
[0239] 表3.桥梁拉吊索用不诱钢钢丝的腐蚀性能
[0240] LUZAU 头她例4、价栄用冷時巧系
[0242] 参见图2,本发明一种实施方式的桥梁用冷铸错索包括:用于承受拉力的拉索4,拉 索4由不诱钢钢丝集合而成;张拉端冷铸错具、固定端冷铸错具，分别用于配合错固在拉索4 的两个端部，并用于传递拉索的索力；W及防护件，连接在固定端冷铸错具和张拉端冷铸错 具之间，用于防护拉索4裸露在错具外的部分。另外，防护件除了具有防护的作用之外，为减 小拉索钢丝在错杯中动载应力幅值，提高错具的耐疲劳性能，作用在错杯中拉索钢丝的动 载需要在拉索通过防护件时予W缓解。此时防护件又可作为一种受力件。
[0243] 张拉端冷铸错具和固定端冷铸错具的结构相同，分别用于错固拉索的两个端部。 其中，张拉端冷铸错具包括：用于容纳拉索和冷铸填料的张拉端冷铸错杯6,张拉端冷铸错 杯6的内腔为圆锥形;分丝板9，嵌设在张拉端冷铸错杯6的内部，分丝板9之上布有多个供拉 索的不诱钢钢丝穿过的孔9a(图3);螺母8，螺母8套设在张拉端冷铸错杯6的外周部，用于紧 固张拉端冷铸错杯6;作为防护件的连接筒5,连接筒5的一端连接于张拉端冷铸错杯6的底 部;设置在张拉端冷铸错杯6的小口端的定屯、环11，防止不诱钢钢丝与错杯接触损坏钢丝； 填充于张拉端冷铸错杯6内的冷铸填料15;和设置在张拉端冷铸错杯6的大口端的端盖12， 用于密封错杯。
[0244] 同样，固定端冷铸错具包括：用于容纳拉索和冷铸填料的固定端冷铸错杯3,固定 端冷铸错杯3的内腔为圆锥形;分丝板14,嵌设在固定端冷铸错杯3的内部，分丝板14之上布 有多个供拉索的不诱钢钢丝穿过的孔14a(图4);螺母2,螺母2套设在固定端冷铸错杯3的外 周部，用于紧固固定端冷铸错杯3;作为防护件的连接筒10,连接筒10的一端连接于固定端 冷铸错杯3的底部;设置在固定端冷铸错杯3的小口端的定屯、环13,防止不诱钢钢丝与错杯 接触损坏钢丝;填充于固定端冷铸错杯3内的冷铸填料7;和设置在固定端冷铸错杯3的大口 端的端盖1，用于密封错杯。
[0245] 1、桥梁用冷铸错索(桥梁全寿命不诱钢丝索)静力分析
[0246] 张拉端冷铸错具和固定端冷铸错具的结构相同，利记博彩app也相同，W下均简称为 错具或冷铸错具。张拉端冷铸错具和固定端冷铸错具，除了冷铸填料，其它结构都采用 20Crl3 制作。
[0247] 1.1错具化学成分
[0248] 错具化学成分按GB/T 1220-200^不诱钢棒》国家标准(GB/T 1220-2007,不诱钢 棒[S].北京：中国标准出版社，2007)进行检测，检测结果见表4,检测结果合格。
[0249] 表4、20化13原材料化学成分
[0巧0]
[0251] 1.2错具力学性能
[0巧2] 1)热处理制度
[0253] 错具采用20吐13,为马氏体钢，常用调质工艺来提高其综合力学性能，硬度设计要 求:235-265皿。采用如下泽火+高溫回火工艺进行热处理：
[0254] 第一步加热到1000°C，保溫210min，使材料奥氏体化，然后通过油冷泽火，得到马 氏体组织，马氏体硬而脆，虽然强度高，但初性差，不适用于结构材料使用。第二步在660°C 下保溫270min为高溫回火工艺，即马氏体转变为回火索氏体组织，即铁素体+粒状碳化物， 保证材料的强度和初性。快冷是为了防止回火脆性。该种工艺材料的综合性能最佳，即具有 较高的强度，初性也较好。实测硬度252-265皿，满足设计要求。
[0巧日]2)力学性能
[0256] 错具试样的力学性能按GB/T 1220-2007《不诱钢棒》国家标准进行检测，检测结果 见表5,检测结果合格。
[0257] 表5错具试样力学性能
[095R1
[0259] 1.3错具静力分析
[0260] 本实施例W实施例1的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I (直径5.6mm)制作的桥梁用 冷铸错索为例，不诱钢丝抗拉强度Ob设定为1250MPa，张拉端冷铸错杯6和固定端冷铸错杯3 (均简称错杯)设计图纸见图5,其静力分析如下：
[0%1] 1)拉索破断索力F
[0%2] F = N 利iR2*〇b/1000 = 223*3.1415926巧.6巧.6/4*1250/1000 = 6865.64kN
[0263] 其中，N为拉索4中的实施例1的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I的根数，为223根;R 为实施例1的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I的半径，为5.6/2mm。
[0264] 2)外螺纹应力强度校核
[0265] 外螺纹按破断索力进行设计，根据错具设计尺寸，弯曲应力 [0%6] Ow= 3Fh/( Jidib^)
[0%7] =3 X 6865640 X 6/(3.14 X 218 X 7.8 X 7.8 X 10) =296.74M 化
[0%引其中Z = 10个牙，h = 0.5P (螺距），di =螺纹小径二螺纹大径D-P，b = 0.65P。剪切应 力
[0269] T=F/(地 bZ)
[0270] =6865640/(3.14 X 230 X 7.8 X 10) = 121.88MPa
[0271] 合应力
[0272] O = SQRT(而2+3的2) = 377.54M 化
[0273] 计算得到的外螺纹合应力为377.54MPa，小于20灯13的规定非比例延伸强度Rpo.2 =440MPa，符合规范要求。
[0274] 3)张拉螺纹（内螺纹)应力强度校核
[0275] 张拉螺纹按0.6倍的破断索力进行设计，根据错具设计尺寸，弯曲应力
[0276] Ow= 3Fh/( Jidib^)
[0277] =3 X 6865640 X 0.6 X 5/(3.14 X 170 X 6.5 X 6.5 X 10) =273.98MPa [027引剪切应力
[0279] T=F/(地 bZ)
[0280] =6865640 X 0.6/(3.14 X 170 X 6.5 X 10) = 118.72MPa
[0281] 合应力
[0282] O = SQRT(而2+3的2) = 334.06MPa
[0283] 计算得到的张拉螺纹合应力为334.06MPa，小于20Crl3的规定非比例延伸强度 化0.2 = 440MPa，符合规范要求。
[0284] 4)退刀槽应力强度校核
[0285] 张拉螺纹退刀槽的拉应力按0.6倍的破断索力进行计算，拉应力
[0286] Oi = F/
[0287] =6865640 X 0.6/(3.14 X 230 X 230-3.14 X 181 X 181 )=65.14M 化
[028引计算得到的张拉螺纹退刀槽的拉应力为65.14MPa，小于20化13的规定非比例延伸 强度化日.2 = 440MPa，符合规范要求。
[0289] 5)环向应力(公路悬索桥设计规范(报批稿）.北京:人民交通出版社，2002)
[0290] 错杯和铸体材料(冷铸填料)的相互作用见图6,则错杯的环向应力为：
[0291；
[0292] 式中Is。一一铸体材料的有效长度，
[0293] Tsm一一铸体材料有效长度内错杯的平均壁厚，mm;
[0294] Ft一一错杯环向拉力，可按下式计算：
[0295]
[0巧6] 其中，化--拉索拉力，N;
[0297] 広一-错杯内锥面母线与轴线夹角，本错杯设计图纸，& = 6.46%
[0298] 終。--错杯内铸体上压力线与错杯内锥面母线的夹角；
[0299] 铸体材料为冷铸填料，取tan矿-=0. 45;
[0300] 根据上述公式计算得到的错具环向应力为184.49MPa，小于20Crl3的规定非比例 延伸强度化日.2 = 440MPa，符合规范要求。
[0301 ]上述计算结果汇总见表6。
[0302] 表6桥梁拉吊索用不诱钢丝GQS-I拉索冷铸错错具设计计算结果
[0303]
[0304] 2、不诱钢丝错固长度的确定
[0305] 在错具设计中，钢丝的错固长度是一关键技术参数，直接关系到错具错固性能。在 锻锋钢丝拉索错具设计中，错固长度Isae应满足(公路悬索桥设计规范(报批稿）.北京:人民 交通出版社，2002):
[0306]
[0307] 式中，dw--钢丝直径，臟；
[030引Isae--钢丝错杯内错固长度，mm,见图6;
[0309] Ob--钢丝公称抗拉强度，MPa;
[0310] V--单根钢丝与铸体材料在单位面积上的附着力，无试验资料时:冷铸填料V = ISMPaO
[0311] 但本申请采用不诱钢丝作为拉索材料，其和锻锋钢丝不同，因此，有必要对不诱钢 丝与铸体材料之间单位面积上的附着力V进行测试，为不诱钢丝拉索错具设计提供依据。
[0312] 灌错材料为冷铸填料，灌错长度为L，不诱钢丝直径dw= 5.6臟。
[0313] 冷铸填料，W质量份计，由下述成分组成：5质量份的E-44环氧树脂、5质量份的液 态酸酢固化剂、1质量份的邻苯二甲酸二下醋、6质量份的SDS矿粉、83质量份的粗填料，粗填 料由直径为1. Omm的铁砂、直径为1.5mm的铁砂和直径为2. Omm的铁砂按照1:1:3的质量比组 成。
[0314] 灌错后，进行拉伸试验，得出最大拉拔力F，则不诱钢丝和铸体材料(冷铸填料)之 间单位面积附着乂
。试验结果见表7。由表可见，实施例1的桥梁拉吊索用不诱钢 丝GQS-I和冷铸填料之间单位面积附着力v>12.5MPa，此值小于锻锋钢丝和冷铸填料的之 间单位面积附着力v=18MPa。本申请在错具设计中，按冷铸填料v = 12.5MPa进行错固长度 计算。
[0315] 表7冷铸填料附着强度 「03161
[0317]~根据上述试验结果，结合图5，错固长度L = 350mm，钢丝强度Ob = 1250MPa，计算得' 到钢丝在破断载荷作用下不被拔出的最小错固长度Lmin为：
[031 引
[0319] 地朴地回长度L天于Uin，巧合设计要求。
[0320] 3、错具制造工艺
[0321] 错具是不诱钢拉索重要传力构件，其质量和性能直接关系到整个拉索结构的可靠 性。错具制作工艺流程为：原材料检验^锻造^粗加工^热处理^超声波探伤^精加工^ 磁粉探伤^检验^入库。
[0322] (1)原材料检验
[0323] 本申请采用不诱钢作为错具材质，因此制造错杯、螺母材料的化学成分和力学性 能，必须符合GB/T1220-2007《不诱钢棒》的规定。
[0324] (2)锻造
[0325] 锻造必须根据错具规格严格按照锻造工艺卡执行，须控制毛巧加热溫度、保溫时 间、锻造起始溫度、终止溫度、锻造比、锻造次数等，确保锻件质量。
[0326] (3)粗加工
[0327] 应为精加工留有余量。
[032引（4)超声波探伤
[0329]材料粗加工后须经超声波探伤处理，已确定其内部是否存在缺陷。超声波探伤应 达到GB/T 4162-2008《锻社钢棒超声波检测方法》规定的B级(GB/T 4162-2008,锻社钢棒超 声波检测方法[引.北京：中国标准出版社，2008)，方为合格。
[0330] (5)热处理
[0331] 根据不诱钢材质的不同选用合适的热处理工艺，W改善材料的力学性能。马氏体 不诱钢采用调质处理，其表面硬度应符合设计及标准要求。
[0332] (6)精加工
[0333] ①精加工后错杯及螺母尺寸应符合设计要求；
[0334] ②不完全螺纹去除1/4圈，锐角倒纯；
[0335] ③在错杯、螺母端部打上错具规格型号及产品流水号；
[0336] ④同种规格具有互换性。
[0337] (7)磁粉探伤
[0338] 精加工后错具应进行磁粉探伤处理，W确定其表面是否存在缺陷。磁粉探伤应达 到JB/T4730.4-2005?承压设备无损检测〉〉规定的n级(JB/T4730.4-2005，承压设备无损 检测[S].北京:机械工业出版社，2005)，方为合格。
[0339] (8)检验
[0340] 按相关标准、规范及设计要求进行检验，检验合格后方可入库，并出具产品合格 证。
[0341] (9)入库
[0342] 错具入库必须储存在指定地点，在醒目位置进行标识，注意防潮、保持干燥。
[0343] 4、桥梁用冷铸错索(又名桥梁全寿命索)的制备方法
[0344] 采用实施例1的桥梁拉吊索用不诱钢钢丝GQS-I制作桥梁用冷铸错索，具体方法如 下：
[0345] 4.1制作拉索
[0346] 拉索由不诱钢丝束（由223根实施例1的桥梁拉吊索用不诱钢丝GQS-I组成）同屯、左 向轻度扭绞形成，最外一层钢丝扭绞角为2-4°。不诱钢丝束断面呈正六边形。拉索中钢丝排 列整齐，扭绞均匀，无交叉错位。不诱钢丝束外右旋缠绕纤维增强聚醋带，每圈搭接长度不 小于带宽的1/3,缠包带齐整致密、无破损、无缺漏。不诱钢丝索束在自然状态下应保持顺 直，不应有螺旋形卷曲。具体方法如下：
[0；347] (1)钢丝放丝
[0348] a.根据试验拉索长，并考虑各种制作修正后，确定不诱钢钢丝粗下料长度；
[0349] b .不诱钢钢丝通过牵引小车进行电动牵引下料，将粗下料后的钢丝置于排丝架 上。
[0350] (2)扭绞
[0351 ] a.确定牵引速度、扭绞转速及缠带机转速；
[0352] b.启动牵引机、扭绞机及高强度聚醋带缠带机；
[0353] C.钢丝束同屯、左向绞合而成，最外层钢丝绞合角严格控制在3 ± 0.5°
[0354] (3)缠绕高强聚醋纤维带
[0355] 右向缠绕缠包带，绕包带单层重迭宽度根据拉索规格分别控制在不小于带宽的1/ 3,且重叠层数不多于4层。
[0356] (4)拉索端部定型
[0357] 考虑到不诱钢钢丝拉索无挤塑工艺，为防止拉索在转运过程中，拉索端部变形散 开或窜动，方便钢丝下料，采用定型器对拉索端部进行定型。
[035引4.2制作桥梁用冷铸错索
[0359] (1)精下料
[0360] 按照拉索设计长度，计算不诱钢钢丝精下料长度，进行精确下料。
[0361] (2)穿丝鐵头(冷铸错）
[0362] a.移动定型器，留出穿丝鐵头长度，并将该段缠包带剥除；
[0363] b.在拉索的两端依次穿好错具及其配件，注意固定端、张拉端冷铸错具的摆放顺 序；
[0364] C.逐根清洗不诱钢钢丝，并将不诱钢钢丝穿进分丝板相应的位置；
[0365] d.钢丝端头采用液压冷鐵。鐵头直径不小于不诱钢钢丝直径的1.5倍，高度不小于 不诱钢钢丝直径，头形正规;允许有0.1mm的纵向裂缝，不允许有横裂缝;鐵头W下不得有削 弱断面。鐵头机应随时注意调整。每操作一批鐵头，应例行检查鐵头机一次。确保鐵头质量。
[0366] (3)灌错
[0367] a.冷填铸料的配制：
[0368] 冷铸填料，W质量份计，由下述成分组成:5质量份的E-44环氧树脂(岳阳树脂厂）、 5质量份的液态酸酢固化剂(溫州清明化工厂）、1质量份的邻苯二甲酸二下醋(北京化工助 剂厂）、6质量份的SDS矿粉(大冶县SDS矿粉厂）、83质量份的粗填料，粗填料由直径为1. Omm 的铁砂、直径为1.5mm的铁砂和直径为2. Omm的铁砂按照1:1:3的质量比组成，直径为1 .Omm 的铁砂、直径为1.5mm的铁砂和直径为2. Omm的铁砂均为上海南汇县老港铁砂厂产品。
[0369] ①按配方质量比称取E-44环氧树脂、液态酸酢固化剂，分置于可加热的容器中；按 配方质量比称取邻苯二甲酸二下醋、SDS矿粉分置不同容器中。
[0370] ②分别加热E-44环氧树脂及液态酸酢固化剂至60~70°C。将加热的E-44环氧树脂 及液态酸酢固化剂同时倒入一洁净的大搪瓷盆中，用金属棒揽拌均匀;再加入邻苯二甲酸 二下醋继续揽拌，混合均匀的物料即为浆液。
[0371] ③在浆液中加入SDS矿粉揽匀即成环氧树脂矿粉灌注料。将粗填料按配方质量比 加入环氧树脂矿粉灌注料中揽拌均匀，得到冷铸填料。
[0372] b.错具就位，预热错杯至100°C。
[0373] C .待错具溫度到达后，安装震动器，灌注冷铸填料，灌错时尽量使拉索保持垂直， 连上连接筒，灌注冷铸填料，振动比后，再灌注环氧树脂，直至将连接筒灌满;灌注后拉索与 错具端面的垂直度应控制在90° ±0.5°。
[0374] d.安装定屯、环，旋紧端盖，确保拉索和错具之间密闭，防水渗入，得到冷铸错索。
[0375] f.加热固化，随炉固化一组=只试样用W检验灌错质量，冷铸体强度在常溫下应 达到147Mpa。验结果的取值按《斜拉桥热挤聚乙締高强钢丝拉索技术条件KGB/T18365- 2001) (GB/T18365-2001，斜拉桥热挤聚乙締高强钢丝拉索技术条件[S]北京：中国标准出版 社，2001)的规定。
[0376] 5、桥梁用冷铸错索的性能
[0377] (1)超张拉
[0378] a.根据索长需要，确定连接器、工装等，并将拉索安装到位。
[0379] b.在错具冷铸体表面取=个互成120°的点，用深度游标卡尺测其距错杯端面的深 度，作好记录和标记。
[0380] C.确保错具质量，每根冷铸错索斜拉索在安装前，应W1.2-1.4倍设计索力进行超 张拉力错固试验。即设计索力小于或等于3000kN时取1.4倍，设计索力大于3000kN小于 SOOOkN时，取1.3倍，设计索力大于SOOOkN时，取1.2倍。超张拉力允许调整至最接近的50kN 的整数倍上，一般分五级加载。冷铸错索超张拉W后，冷铸错分丝板回缩值不大于6mm，具体 为3mm，螺母和错杯旋合正常。
[0381] (2)弹性模量检测
[0382] 成品不诱钢丝索的弹性模量一般不小于1.60 X IO5MPac
[0383] 试验方法:超张拉完成后卸载至0.2Pb，持荷5min，再逐级加载，每级加载O.lPb，持 荷5min，直至0.5Pb，测量标距范围内的索长变化。取得载荷与索长变化曲线，求出桥梁用冷 铸错索的宏观弹性模量。结果表明本发明桥梁用冷铸错索的弹性模量为1.65 X 105MPa。
[0384] (3)静载性能试验
[0385] 静载试验索的不诱钢丝自由长度不小于3m。
[0386] 试验方法：由0.1 Pb开始，每级0.1 Pb，持荷5min，加载速率不大于lOOMPa/min;逐级 加载至0.6Pb，持荷IOmin后卸载至0.1 Pb，测量冷铸错分丝板的回缩值。然后由0.1饥开始， 每级0 . IPb，持荷5min后测量每级索长变化，直至0.95饥。卸载后测量冷铸错分丝板的回缩 值，记录试验中的异常情况。静载破断索力应不小于0.95化。结果表明本发明桥梁用冷铸错 索的静载破断索力为1.05化。
[0387] (4)疲劳试验
[0388] 允许W较小规格的试验索作模拟试验。试验索不诱钢丝自由长度不小于3m，钢丝 根数不少于成品不诱钢丝索根数的20%。
[0389] 试验方法:先加设计载荷1.2倍的静载并持荷IOmin后卸载，测量冷铸错分丝板回 缩值。然后用脉冲加载，使钢丝应力上限达0.4〇b，下限达0.28〇b，在200万次脉冲加载后，试 验索的钢丝断丝数不大于总数的5%，即为合格。如有断丝发生，应记录断丝部位、根数及当 时的脉冲计数。卸载后，测量冷铸错分丝板回缩值。结果表明，疲劳试验后，错杯和螺母旋合 正常，本发明桥梁用冷铸错索未发现断丝。
[0390] (5)包装及打盘
[0391] 超张拉后的拉索须进行包装，防止在拉索搬运过程中对索体和错具造成损伤。包 装完毕后，按工艺要求进行打盘。打盘完后，将拉索吊运至指定地点堆放。出厂时附产品合 格证及拉索检验合格证明文件。
【主权项】
1. 一种拉索，所述拉索由不锈钢钢丝集合而成，其特征在于：所述不锈钢钢丝，以质量 百分比计，含有下述成分： C：^0.12% ； Si：^1.00% ； Mn：14.0-19.0% ； P^0.06% ； S^O.Ol%； Cr：18.0-22.0% ； Ni：l.0-2.0% ； N：0.45-0.65% ； 余量为铁和不可避免的杂质； 所述不锈钢钢丝按照包括如下步骤的方法制备： A、 冶炼钢坯； B、 钢坯加热； C、 钢坯乳制，得到钢线材； D、 吐丝； E、 冷却； F、 热处理； G、 酸洗，得到酸洗后钢线材； H、 冷拔，得到不锈钢钢丝； 所述C中，钢线材的直径为6.5mm;所述不锈钢钢丝的直径为5.6mm; 所述Η中，所述冷拔为将所述酸洗后钢线材进行一道次冷拔得到直径为5.6mm的不锈钢 钢丝。2. 根据权利要求1所述的拉索，其特征在于:所述F中，热处理温度为1000°C，热处理时 间为1.5小时。3. 根据权利要求1或2所述的拉索，其特征在于:所述B中，钢坯加热温度为1260Γ，钢坯 加热时间为3.5小时。4. 根据权利要求1至3中任一所述的拉索，其特征在于:所述不锈钢钢丝，以质量百分比 计，含有下述成分：C:0.10%，Si :0.30%，Mn: 14.45%，P:0.035%，S:0.006%，Cr :18.30%， :1.10%小:0.5%，其余为?6与不可避免的杂质。5. 根据权利要求1至4中任一所述的拉索，其特征在于： 所述冶炼钢坯包括： (1) 电炉冶炼:将废钢、镍和合金加入电炉进行冶炼，待电炉中粗钢水化学成分达到如 下标准时出钢，得到初炼钢水:C的质量百分含量为1.30-1.80%，Mn的质量百分含量为8.5-12.5%，P的质量百分含量小于等于0.028%，S的质量百分含量小于等于0.025%，Cr的质量 百分含量为17.0-22.0%，Ni的质量百分含量为1.0-2.0% ; (2) 氩氧精炼炉精炼:对所述初炼钢水先进行氧化期冶炼，后进行还原期冶炼，还原后 加入造渣剂进行造渣，并加入微调成分对目标成分进行微调后出钢，得到精炼钢水;其中， 氧化期冶炼吹入混合气体，所述混合气体由犯和0 2按照（2-4):1的体积比组成;还原期冶炼 中全程吹氮气冶炼； (3)采用连铸工序铸造钢坯，得到钢坯； 所述(1)中，合金为铬铁和锰铁。6. 根据权利要求1至5中任一所述的拉索，其特征在于:所述酸洗用混酸进行，所述混酸 是由硝酸、氢氟酸和水按照4:4:92的体积比组成的溶液。7. -种桥梁用冷铸锚索，包括:用于承受拉力的拉索(4)，拉索(4)由不锈钢钢丝集合而 成； 用于传递拉索(4)的索力的冷铸锚具，所述冷铸锚具锚固在所述拉索(4)的端部； 其特征在于:所述拉索为权利要求1-6中任意一项所述的拉索。8. 根据权利要求7所述的桥梁用冷铸锚索，其特征在于:所述冷铸锚具为张拉端冷铸锚 具和/或固定冷铸端锚具。9. 根据权利要求7或8所述的桥梁用冷铸锚索，其特征在于:所述冷铸锚具包括冷铸锚 杯，所述冷铸锚杯内填充有冷铸填料，所述拉索(4)的端部在所述冷铸锚具中锚固的长度为 1_，所述W茜足如下条件：式中，dw为所述不锈钢钢丝的直径，为5.6mm; lsae为锚固长度，单位是mm; 〇b是钢丝抗拉强度，单位是MPa; v是单根所述不锈钢钢丝与所述冷铸填料在单位面积上的附着力，单位是MPa。
【文档编号】C22C38/00GK105925878SQ201610274793
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】李承昌, 张劲泉, 王国亮, 路波, 郑晓华
【申请人】交通运输部公路科学研究所, 北京公科固桥技术有限公司