[发明专利]桥梁用不锈钢丝热铸锚索及其所用拉索

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁用不锈钢丝热铸锚索及其所用拉索。

背景技术

拉吊索桥梁以其美观大方，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、锈蚀、断丝等病害，严重者出现拉吊索断裂，引起桥梁坍塌事故。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锈钢丝代替高强碳素钢丝，充分利用不锈钢的耐蚀、耐磨、高强等优良性能，从而彻底解决拉吊索钢丝锈蚀病害这一顽疾。

中国发明专利CN102534424A公开了一种不锈钢、桥梁拉吊索用不锈钢丝及其制备方法和应用，该桥梁拉吊索用不锈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的桥梁拉吊索用不锈钢丝TQS-1的性能最好。

中国发明专利CN103088754A公开了一种桥梁用不锈钢拉吊索装置，设置在拉吊索桥梁上，所述拉吊索装置(20)包括：

用于承受拉力的拉索，所述拉索由不锈钢钢丝集合而成；

张拉端锚具(21)和固定端锚具(22)，分别用于配合锚固在所述拉索的两个端部，并用于传递拉索的索力；以及

防护件(23)，连接在所述固定端锚具(22)和张拉端锚具(21)之间，用于防护所述拉索裸露在所述锚具外的部分(图1)。所述拉索用氮含量为0.6％左右的高氮奥氏体不锈钢TQS-1，加工成盘条和钢丝后用于桥梁拉吊索材料，可以代替涂敷环氧树脂镀锌钢丝。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。

在锚具设计中，钢丝的锚固长度是一关键技术参数，直接关系到锚具锚固性能。用于制作拉吊索装置中拉索的不锈钢丝，在满足不锈性、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

本发明所要解决的一个技术问题是如何提高桥梁用热铸锚索中拉索的塑性、疲劳性能和工艺性能。

为了提高桥梁用热铸锚索中拉索的塑性、疲劳性能和工艺性能，本发明提供了由名称为GQS-2的桥梁拉吊索用不锈钢钢丝(以下简称不锈钢钢丝GQS-2)集合而成的拉索。不锈钢钢丝GQS-2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锈钢丝的塑性、疲劳性能和工艺性能。

本发明所提供的拉索，所述拉索用于制备桥梁用热铸锚索，所述拉索由不锈钢钢丝集合而成，其中，所述不锈钢钢丝(其名称为GQS-2)，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≤0.01％；

Cr：18.0-22.0％；

Ni：1.0-2.0％；

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、钢坯轧制，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5.7mm；

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5.7mm的不锈钢钢丝。

上述拉索中，所述F中，热处理温度为1000℃，热处理时间为1.5小时。

上述拉索中，所述B中，钢坯加热温度为1260℃，钢坯加热时间为3.5小时。

上述拉索中，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％，Ni：1.10％，N：0.5％，其余为Fe与不可避免的杂质。

上述拉索中，所述冶炼钢坯包括：