本发明涉及悬索桥技术领域，特别涉及一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股及其组装方法。
背景技术：
悬索桥是目前世界上最主要的桥型，具有造型美观，跨越能力强等优点。主缆索股是悬索桥上最主要的受力构件，所有桥面的载荷都需要通过主缆承载。因此，主缆索股的性能将关系到桥梁的使用寿命、运营安全等。
现有技术中，桥梁缆索的钢丝镀层主要是镀锌层，近年来部分桥梁开始使用具有锌铝镀层的钢丝。研究表面具有锌铝镀层的钢丝的抗腐蚀能力是表面具有镀锌的钢丝的2到4倍。且随着最新的技术发展，现在开始出现表面具有锌铝镁镀层的缆索用钢丝，研究也表明具有锌铝镁镀层的钢丝抗腐蚀能力是表面具有锌铝镀层钢丝的3倍以上。
但是，不论是锌铝镀层的钢丝还是锌铝镁镀层的钢丝，其摩擦系数都低于镀锌钢丝，低摩擦系数对于缆索两端的锚具的锚固性能有很大的影响。而且目前悬索桥主缆索股采用的钢丝的强度一般在2000mpa以下，而随着强度在2000mpa以上的钢丝的技术成熟，为了提高主缆索股的抗拉强度，必然会出现强度在2000mpa以上的主缆索股，但是，仅仅依靠目前采用的锌铜合金热铸锚锚具的锚固力难以满足这么高强度的要求，这就限制了高强度钢丝及索股的应用，也降低了桥梁的承载能力及使用寿命。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股及其组装方法，以解决上述技术问题。
一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股，其包括一个索股，以及两个设置在所述索股两端的锚固组件。所述索股由多根钢丝沿其长度方向排列并集束而成，所述钢丝的外侧面上设有锌镁铝合金镀层，所述钢丝由氯化铵，氯化锌，氯化亚铣以质量比4:3:3混合配成的溶质清洗后固定在所述锚固组件中。所述锚固组件包括一个设置在所述索股一端的锚具，一个设置在所述锚具上的分丝板，一个设置在所述锚具上的锚固料，以及至少两个间隔设置在所述锚具上的加强筋。所述锚具的中心位置设有贯通所述锚具的锚具孔，所述索股一端的所述钢丝分散设置在锚具孔内。所述锚具孔包括一个设置在所述锚具一端的入口，以及一个设置在所述锚具另一端并位于所述入口的相对侧的出口。所述分丝板包括一个设置在所述锚具孔内的本体，以及多个设置在所述本体上的分丝孔。所述本体位于所述入口和所述出口之间。所述本体包括一个朝向所述出口的弧面，以及一个位于所述弧面相对侧并朝向所述入口的平面。所述弧面顶端的切线垂直于所述锚具孔的中心轴线，所述分丝孔的中心轴与所述弧面的切线垂直。所述钢丝从所述入口伸入所述锚具孔内，伸入后多个所述钢丝逐根分散，且每一根所述钢丝分别穿设固定在一个所述分丝孔中。所述锚固料浇铸在所述锚具孔内，以将所述钢丝和所述分丝板与所述锚具固结成一个整体，所述加强筋相对设置在所述锚具的内壁上。
进一步地，所述具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股还包括一个包覆在所述索股外的保护罩。
进一步地，所述锚固组件还包括一个设置在所述出口上的盖板。
进一步地，所述入口的直径是所述出口的直径的2～4倍。
进一步地，所述本体的厚度从所述本体的中心沿其径向逐渐变小。
进一步地，多个所述分丝孔阵列设置在所述本体上，且每个相邻的所述分丝孔之间的间距相等。
进一步地，所述钢丝穿设出所述分丝孔的部分压制成墩头，所述墩头贴合在所述弧面上。
一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股的组装方法，其包括以下步骤：
步骤s1：提供多个钢丝和保护罩，每个所述钢丝的外侧面上镀有锌镁铝合金镀层，对每一根所述钢丝进行张力检测，使每根所述钢丝的张力一致，将所述钢丝集束成型构成索股，将所述索股按长度要求定长切断，并在所述钢丝束的外侧面上包覆保护罩；
步骤s2：将氯化铵，氯化锌，氯化亚铣以质量比4:3:3混合配成溶质，将所述溶质溶于水配成400g/l的溶液，所述溶液即为助镀液。将所述索股两端的所述钢丝用温度在60～70℃之间的所述助镀液清洗2～4分钟，随后用清水洗净所述索股上的所述助镀液，再将所述索股的两端放置在避光处阴干；
步骤s3：提供锚固组件，所述锚固组件包括一个设置在所述索股一端的锚具，一个设置在所述锚具上的分丝板，一个设置在所述锚具上的锚固料，至少两个设置在所述锚具上的加强筋，以及一个设置在所述锚具上的盖板。所述锚具的中心位置设有贯通所述锚具的锚具孔。所述锚具孔包括一个设置在所述锚具孔一端的入口，以及一个设置在所述锚具孔另一端的出口。将所述索股的两端分别从所述锚具孔的入口伸入所述锚具孔中，并保证所述索股的中心轴和所述锚具孔的中心轴重合；
步骤s4：所述分丝板包括一个设置在所述锚具孔内的本体，以及多个设置在所述本体上的分丝孔。将所述锚具孔内的所述钢丝逐根分散开来，在锚具内安装所述分丝板，并将每根所述钢丝分别穿设入多个所述分丝孔中；
步骤s5：将所述钢丝穿出所述分丝孔的部分压制出镦头；
步骤s6：将锚具的所述锚具孔进行预热，在锚具孔内浇铸呈熔融状态的所述锚固料，随后在自然条件下冷却所述锚固料，使所述锚固料固化，最后将所述盖板密封设置在所述出口中。
进一步地，将所述锚具孔的温度预热至135～145℃。
进一步地，呈熔融状态的所述锚固料温度为450℃～470℃。
与现有技术相比，本发明提供的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股通过设计所述锚具和所述分丝板，具体地，所述锚具的中心位置设有贯通所述锚具的锚具孔，所述锚具孔包括设置在所述锚具孔两端的所述入口和出口。而所述分丝板包括一个设置在所述锚具孔内的本体，以及多个设置在所述本体上的分丝孔。所述分丝孔的中心轴与所述弧面的切线垂直，使每一个所述分丝孔朝向所述入口并减小所述钢丝的弯曲弧度，且每一根所述钢丝从所述分丝板到所述入口之间的距离相等，从而使每根所述钢丝受力均匀，避免所述钢丝在弯曲处应力集中，进而提高所述钢丝的静载性能和疲劳性能。在所述钢丝穿设固定后，将所述锚固料浇铸在所述锚具孔内，且在浇铸前通过所述助镀剂对所述钢丝两端进行清洗，从而使所述钢丝和所述分丝板与所述锚具固结成一个整体，进一步提高所述锚固组件的强度。
附图说明
图1为本发明提供的一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股的结构示意图。
图2为图1的一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股所具有的索股的截面结构示意图。
图3为图1的一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股所具有的锚固组件的截面结构示意图。
图4为图1的一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股所具有的分丝板的截面结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
如图1至图4所示，其为本发明提供的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股的结构示意图。所述具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股包括一个索股10，一个包覆在所述索股10外的保护罩20，以及两个设置在所述索股10两端的锚固组件30。可以想到的是，所述具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股还包括其他的一些功能模块，如绕包带，防火层，以及密封组件等等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再赘述。
所述索股10为桥梁等建筑结构的受力件，其用于承受并支撑桥面的重量。所述索股10由多根钢丝11沿其长度方向排列并集束而成。所述钢丝11的数量至少为7根，在本实施例中所述钢丝11的数量为51根。所述索股10的横截面为正六边形。所述索股10的两端分别设置在两个所述锚固组件30内，所述索股10位于两个所述锚固组件20之间。所述钢丝11的外侧面上设有锌镁铝合金镀层，该锌镁铝合金镀层的厚度大于等于40微米，所述钢丝11由氯化铵，氯化锌，氯化亚铣以质量比4:3:3混合配成的溶质清洗后固定在所述锚固组件30中，。
所述保护罩20包覆在所述索股10的外侧面上，所述绕包带10用于固定所述钢丝11，并作为所述索股10的防腐密闭层，使其具有很好的耐老化性能。但其本身为现有技术，在此不再赘述。
两个所述锚固组件30分别设置在所述索股10的两端，并用于将所述索股10固定在桥梁上。两个所述锚固组件30具有相同的组成、结构、及工作原理，在此仅以一个所述锚固组件30为例来说明。所述锚固组件30包括一个设置在所述索股10一端的锚具31，一个设置在所述锚具31上的分丝板32，一个设置在所述锚具31上的锚固料33，至少两个间隔设置在所述锚具31上的加强筋34，以及一个设置在所述锚具31上的盖板35。
所述锚具31的中心位置设有贯通所述锚具31的锚具孔311，所述索股10一端的所述钢丝11分散地设置在锚具孔311内。所述锚具孔311包括一个设置在所述锚具31一端的入口3111，以及一个设置在所述锚具31另一端并位于所述入口3111相对侧的出口3112。所述入口3111的直径是所述出口3112的直径的2～4倍，所述锚具孔311呈圆台形，且在沿所述锚具31的轴截面上呈梯形，从而便于所述钢丝11从所述入口3111伸入后在所述锚具孔311内分散。所述入口3111朝向所述索股10。
所述分丝板32包括一个设置在所述锚具孔311内的本体321，以及多个设置在所述本体321上的分丝孔322。所述本体321嵌设并固定在所述锚具孔311内，并位于所述入口3111和所述出口3112之间。所述本体321包括一个朝向所述出口3112的弧面3211，一个位于所述弧面3211相对侧并朝向所述入口3111的平面3212，所述本体321呈圆盘凸起结构，所述本体321的厚度从所述本体321的中心沿其径向逐渐变小，所述本体321厚度的最小处大于等于20mm。所述弧面3211顶端的切线垂直于所述锚具孔311的中心轴线。多个所述分丝孔322阵列设置在所述本体321上，且每个相邻的所述分丝孔322之间的间距相等，从而使所述分丝板32受力均匀，提高所述分丝板32的静载性能。所述分丝孔322的数量与所述钢丝11的数量相同，使每一根所述钢丝11可以分别穿设固定在每一个所述分丝孔322中。所述分丝孔322的中心轴与所述弧面3211的切线垂直，从而使每一个所述分丝孔322朝向所述入口3111并减小所述钢丝11的弯曲弧度，以便于穿设所述钢丝11，同时避免所述钢丝11在弯曲处应力集中。所述钢丝11从所述入口3111伸入所述锚具孔311内，伸入后多个所述钢丝11呈放射状逐根分散开，并将每根所述钢丝11分别从所述分丝孔322穿出，所述钢丝11穿出所述分丝孔322的部分用镦头机压制出镦头322，所述镦头322贴合在分丝板32的所述弧面3211上，从而使所述钢丝11通过所述墩头322固定在所述分丝板32上，进一步提高所述钢丝11与所述分丝板32之间的锚固性能。每一根所述钢丝11从所述分丝板32到所述入口3111之间的距离相等，使每根所述钢丝11受力均匀，从而提高所述钢丝11的静载性能和疲劳性能。
所述锚固料33在所述钢丝11穿设固定后，浇铸在所述锚具孔311内，从而将所述钢丝11和所述分丝板32与所述锚具31固结成一个整体，进一步提高所述锚固组件30的强度。所述锚固料33选用锌铜合金。
两个所述加强筋34相对设置在所述锚具31的锚具孔311的内壁上，所述加强筋34呈长条状。所述锚固料33在浇铸时温度很高，而当所述锚固料33冷却凝固时会存在热胀冷缩的现象，使所述锚固料33与所述锚具31的贴合处存在缝隙，进而影响其锚固性能。所述加强筋34用于防止所述锚固料33在冷却凝固时热胀冷缩，使所述锚固料33与所述锚具31紧密贴合。
所述盖板35设置在所述锚具孔311的出口3112中，所述盖板35用于密封所述锚具孔311，防止水或杂物进入所述锚具孔311。其本身为现有技术，在此不再赘述。
本发明还提供一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股的组装方法，包括以下步骤：
步骤s1：提供多个所述钢丝11和所述保护罩20，每个所述钢丝的外侧面上镀有锌镁铝合金镀层，对每一根所述钢丝11进行张力检测，使每根所述钢丝11的张力一致，以保证所述索股10制作精度。将所述钢丝11集束成型构成所述索股10，将所述索股10按长度要求定长切断，并在所述钢丝束10的外侧面上包覆保护罩20；
步骤s2：将氯化铵，氯化锌，氯化亚铣以质量比4:3:3混合配成溶质，将所述溶质溶于水配成400g/l的溶液，所述溶液即为助镀液。将所述索股10两端的所述钢丝11用温度在60～70℃之间的所述助镀液清洗2～4分钟，随后用清水洗净所述索股10上的所述助镀液，再将所述索股10的两端放置在避光处阴干；
步骤s3：提供所述锚固组件30，所述锚固组件30包括一个设置在所述索股10一端的锚具31，一个设置在所述锚具31上的分丝板32，一个设置在所述锚具31上的锚固料33，至少两个设置在所述锚具31上的加强筋34，以及一个设置在所述锚具31上的盖板35。所述锚具31的中心位置设有贯通所述锚具31的锚具孔311。所述锚具孔311包括一个设置在所述锚具孔311一端的入口3111，以及一个设置在所述锚具孔311另一端的出口3112。将所述索股10的两端分别从所述锚具孔311的入口3111伸入所述锚具孔311中，并保证所述索股10的中心轴和所述锚具孔311的中心轴重合；
步骤s4：所述分丝板32包括一个设置在所述锚具孔311内的本体321，以及多个设置在所述本体321上的分丝孔322，将所述锚具孔311内的所述钢丝11逐根分散开来，在锚具31内安装所述分丝板32，并将每根所述钢丝11分别穿设入多个所述分丝孔322中；
步骤s5：将所述钢丝11穿出所述分丝孔322的部分压制出镦头322；
步骤s6：将锚具31的所述锚具孔311进行预热，在锚具孔311内浇铸呈熔融状态的所述锚固料33，随后在自然条件下冷却所述锚固料33，使所述锚固料33固化，最后将所述盖板35密封设置在所述出口3112中。
在上述步骤s6中，将所述锚具孔311的温度预热至135～145℃。
在上述步骤s6中，呈熔融状态的所述锚固料33温度为450℃～470℃。
与现有技术相比，本发明提供的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股通过设计所述锚具31和所述分丝板32，具体地，所述锚具31的中心位置设有贯通所述锚具31的锚具孔311，所述锚具孔311包括设置在所述锚具孔311两端的所述入口3111和出口3112。而所述分丝板32包括一个设置在所述锚具孔311内的本体321，以及多个设置在所述本体321上的分丝孔322。所述分丝孔322的中心轴与所述弧面3211的切线垂直，使每一个所述分丝孔322朝向所述入口3111并减小所述钢丝11的弯曲弧度，且每一根所述钢丝11从所述分丝板32到所述入口3111之间的距离相等，从而使每根所述钢丝11受力均匀，避免所述钢丝11在弯曲处应力集中，进而提高所述钢丝11的静载性能和疲劳性能。在所述钢丝11穿设固定后，将所述锚固料33浇铸在所述锚具孔311内，且在浇铸前通过所述助镀剂对所述钢丝11两端进行清洗，从而使所述钢丝11和所述分丝板32与所述锚具31固结成一个整体，进一步提高所述锚固组件30的强度。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。
1.一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股，其特征在于：所述具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股包括一个索股，以及两个设置在所述索股两端的锚固组件，所述索股由多根钢丝沿其长度方向排列并集束而成，所述钢丝的外侧面上设有锌镁铝合金镀层，所述钢丝由氯化铵，氯化锌，氯化亚铣以质量比4:3:3混合配成的溶质清洗后固定在所述锚固组件中，所述锚固组件包括一个设置在所述索股一端的锚具，一个设置在所述锚具上的分丝板，一个设置在所述锚具上的锚固料，以及至少两个间隔设置在所述锚具上的加强筋，所述锚具的中心位置设有贯通所述锚具的锚具孔，所述索股一端的所述钢丝分散设置在锚具孔内，所述锚具孔包括一个设置在所述锚具一端的入口，以及一个设置在所述锚具另一端并位于所述入口的相对侧的出口，所述分丝板包括一个设置在所述锚具孔内的本体，以及多个设置在所述本体上的分丝孔，所述本体位于所述入口和所述出口之间，所述本体包括一个朝向所述出口的弧面，以及一个位于所述弧面相对侧并朝向所述入口的平面，所述弧面顶端的切线垂直于所述锚具孔的中心轴线，所述分丝孔的中心轴与所述弧面的切线垂直，所述钢丝从所述入口伸入所述锚具孔内，伸入后多个所述钢丝逐根分散，且每一根所述钢丝分别穿设固定在一个所述分丝孔中，所述锚固料浇铸在所述锚具孔内，以将所述钢丝和所述分丝板与所述锚具固结成一个整体，所述加强筋相对设置在所述锚具的内壁上。
2.如权利要求1所述的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股，其特征在于：所述具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股还包括一个包覆在所述索股外的保护罩。
3.如权利要求1所述的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股，其特征在于：所述锚固组件还包括一个设置在所述出口上的盖板。
4.如权利要求1所述的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股，其特征在于：所述入口的直径是所述出口的直径的2～4倍。
5.如权利要求1所述的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股，其特征在于：所述本体的厚度从所述本体的中心沿其径向逐渐变小。
6.如权利要求1所述的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股，其特征在于：多个所述分丝孔阵列设置在所述本体上，且每个相邻的所述分丝孔之间的间距相等。
7.如权利要求1所述的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股，其特征在于：所述钢丝穿设出所述分丝孔的部分压制成墩头，所述墩头贴合在所述弧面上。
8.一种具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股的组装方法，其包括以下步骤：
步骤s1：提供多个钢丝和保护罩，每个所述钢丝的外侧面上镀有锌镁铝合金镀层，对每一根所述钢丝进行张力检测，使每根所述钢丝的张力一致，将所述钢丝集束成型构成索股，将所述索股按长度要求定长切断，并在所述钢丝束的外侧面上包覆保护罩；
步骤s2：将氯化铵，氯化锌，氯化亚铣以质量比4:3:3混合配成溶质，将所述溶质溶于水配成400g/l的溶液，所述溶液即为助镀液，将所述索股两端的所述钢丝用温度在60～70℃之间的所述助镀液清洗2～4分钟，随后用清水洗净所述索股上的所述助镀液，再将所述索股的两端放置在避光处阴干；
步骤s3：提供锚固组件，所述锚固组件包括一个设置在所述索股一端的锚具，一个设置在所述锚具上的分丝板，一个设置在所述锚具上的锚固料，至少两个设置在所述锚具上的加强筋，以及一个设置在所述锚具上的盖板，所述锚具的中心位置设有贯通所述锚具的锚具孔，所述锚具孔包括一个设置在所述锚具孔一端的入口，以及一个设置在所述锚具孔另一端的出口，将所述索股的两端分别从所述锚具孔的入口伸入所述锚具孔中，并保证所述索股的中心轴和所述锚具孔的中心轴重合；
步骤s4：所述分丝板包括一个设置在所述锚具孔内的本体，以及多个设置在所述本体上的分丝孔，将所述锚具孔内的所述钢丝逐根分散开来，在锚具内安装所述分丝板，并将每根所述钢丝分别穿设入多个所述分丝孔中；
步骤s5：将所述钢丝穿出所述分丝孔的部分压制出镦头；
步骤s6：将锚具的所述锚具孔进行预热，在锚具孔内浇铸呈熔融状态的所述锚固料，随后在自然条件下冷却所述锚固料，使所述锚固料固化，最后将所述盖板密封设置在所述出口中。
9.如权利要求8所述的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股的组装方法，其特征在于：将所述锚具孔的温度预热至135～145℃。
10.如权利要求8所述的具有锌铝镁合金镀层钢丝的主缆索股的组装方法，其特征在于：呈熔融状态的所述锚固料温度为450℃～470℃。
技术总结