拉索材料的種類
拉索從用途上可分為建筑結構用索和橋梁用索;從索體材料的構成要素進行分類,大致可分成鋼絲繩、鋼鉸線、鋼絲束。此外,還有鋼拉桿和H型鋼。
鋼絲繩主要由繩芯、繩股和鋼絲三個基本元件組成。使用時,鋼絲繩會發生伸長,其伸長分為彈性伸長和結構性伸長。鋼絲繩的預張拉技術是消除鋼絲繩結構性伸長的有效手段。經過預張拉處理后的鋼絲繩,可有效地消除其結構性伸長,使整繩的每一根鋼絲在使用中能夠均勻受力,不僅避免了鋼絲繩在使用中的不便,而且可極大地提高鋼絲繩的使用壽命。鋼絲繩的強度和彈性模量低于鋼絞線,其優點是比較柔軟,適用于需要彎曲且曲率較大的構件。
鋼絞線一般由7根鋼絲捻成,一根在中心,其余6根在外層向同一方向纏繞,標記為1×7;也有多根鋼絲,如19根、37根等捻成的鋼絞線;國內常用1×7鋼絞線或由多根1×7鋼絞線平行組成的鋼絞線束。鋼絞線可采用的類型有鍍鋅鋼絞線、高強度低松弛預應力熱鍍鋅鋼絞線、鋁包鋼絞線、涂塑鋼絞線、無粘結鋼絞線和PE鋼絞線等,并常采用整體型、單根防腐整體型、單根防腐型的索體截面形式。鋼絞線工作應力較高,能適當減少鋼材用量。
鋼絲束有平行鋼絲束和半平行鋼絲束之分。平行鋼絲束是將若干根鋼絲平行并攏、扎緊、穿入聚乙烯套管,在張拉結束后采用柔性防護而成,適合于現場制作。半平行鋼絲束拉索在工廠內全部制造完成,產品以盤卷的成品方式提供,適合于工地現場安裝架設。鋼絲束拉索廣泛用于各種建筑頂層索結構和斜拉索橋、拱橋、懸索橋、人行天橋、水管、煤氣管道的越江工程等。
目前工程中應用比較普遍的是半平行鋼絲束,為熱擠聚乙烯護層扭絞拉索,制作過程如下:將若干根高強度鋼絲采用同心絞合方式一次扭絞成型,絞合角為30±0.50。扭絞后在鋼絲束外面繞包高強度復合包帶,然后在鋼絲束上熱擠高密度聚乙烯防護層,拉索進行精確下料后兩端加裝冷、熱錨具進行預張拉,拉索以成盤或成圈方式包裝。
鋼絲束的鋼絲采用熱鍍鋅的5毫米或7毫米的高強鋼絲,宜選用高強度、低松弛、耐腐蝕的鋼絲,標準強度不得低于1570兆帕,強度等級有1570兆帕、1670兆帕、1770兆帕、1870兆帕和1960兆帕等級別,彈性模量一般不小于1.90×105兆帕。鋼絲束的優點是能充分發揮軸向拉力和高彈性模量的力學性能。
目前,為了解決索體材料的銹蝕和腐蝕問題,已研究出含Zn——5%Al——RE合金鍍層的索體材料,這種新型索體材料具有優異的抗腐蝕性能和綜合的力學性能。國內外有關的試驗測試表明,其抗腐蝕性能是熱鍍鋅層的2倍以上,并具有更好的纏繞性能、可焊性能、可漆性能和成型加工性能等,此項成果已在鄂爾多斯伊金霍洛旗體育活動中心等工程中得到應用。