[發(fā)明專利]高釩圓鋼絲束索索夾以及其加工工藝和設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210418154.3
• 申請(qǐng)日: 2012-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN102888896A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞福利;劉中華;閆海飛;蘇英強(qiáng);胡向萍;許京松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司
• 主分類號(hào): E04B1/38
• 分類號(hào): E04B1/38
• 代理公司: 紹興市越興專利事務(wù)所 33220
• 代理人: 蔣衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)中張拉式索桿梁預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)中的拉索連接節(jié)點(diǎn)。更具體的，涉及一種改善高釩圓鋼絲束索受力性能及提高抗滑移摩擦力的索夾以及其加工工藝和設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

在大跨度索桿梁預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)中，索系之間會(huì)產(chǎn)生較大的不平衡內(nèi)力，這些不平衡內(nèi)力需通過索夾來抵抗，而索夾抗滑能力不足容易產(chǎn)生索夾滑動(dòng)并刻傷索體外層保護(hù)材料，索夾滑移后又將改變索系的位形，從而改變索系之間的受力狀態(tài)及內(nèi)力，對(duì)結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生不利影響，所以索夾節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是整個(gè)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵。

高釩索索體材料采用了95%鋅-5%鋁-混和稀土合金鍍層高強(qiáng)度鋼絲，經(jīng)過捻制而成，是一種外層沒有保護(hù)套的裸索，也是一種新型的預(yù)應(yīng)力拉索材料。近年來，國內(nèi)首次將大直徑高釩圓鋼絲束索應(yīng)用到體育場(chǎng)館的建設(shè)中，但對(duì)配套索夾的抗滑移性能缺乏專門研究，應(yīng)用中存在幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)需要克服。首先，在索夾夾緊索體時(shí)，索體外層圓形鋼絲與索槽內(nèi)壁之間的接觸為線面接觸關(guān)系，這對(duì)索夾的抗滑移性能極為不利，且在夾緊力作用下，鋼絲表面會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中而壓碎鋼絲表面防腐鍍層；另外，索體外層無保護(hù)套，在夾緊力作用下，索體圓形橫截面容易產(chǎn)生變形，從而改變索體內(nèi)各層鋼絲受力關(guān)系，影響索體受力性能。

在目前較為成熟應(yīng)用的索夾節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)構(gòu)造中，增加索夾抗滑移性能的方法有索槽內(nèi)置鋅板或鋅鋁合金板、噴砂處理增大接觸面摩擦系數(shù)和增大索槽與索體接觸面積等方法。結(jié)合高釩圓鋼絲束索索體的特點(diǎn)，應(yīng)用以上所提方法都會(huì)存在著一定缺點(diǎn)，需進(jìn)行一定的改進(jìn)。內(nèi)置鋅板的方法使索夾構(gòu)造上存在兩道接觸面（鋅片與索道、鋅片與索體），提高了滑移風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于在室外條件下應(yīng)用，其構(gòu)造防腐性能也較差；索槽內(nèi)噴砂無法解決圓形鋼絲與索槽線面接觸的問題；而增加索體接觸面積，需要加長(zhǎng)索夾長(zhǎng)度，這樣預(yù)緊所需高強(qiáng)螺栓數(shù)量也會(huì)增多，影響施工效率加大施工難度，且影響索夾節(jié)點(diǎn)的美觀。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種高釩圓鋼絲束索索夾，以填補(bǔ)國內(nèi)高釩索索夾節(jié)點(diǎn)研究空白，達(dá)到改善高釩索索體受力性能、保護(hù)鋼絲表面防腐鍍層和增大索夾與索體之間抗滑移力的效果。同時(shí)本發(fā)明中還提出了索夾體的加工工藝和其設(shè)計(jì)方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

高釩圓鋼絲束索索夾，包括索夾體、連接耳板、防腐鋅層、抗滑金屬層和高強(qiáng)螺栓；兩個(gè)形狀對(duì)稱的索夾體夾緊索體，通過高強(qiáng)螺栓固定連成一體；在索夾體與索體的接觸部位填充有抗滑金屬層；索夾體表面通過熱浸鍍鋅防腐處理形成一層防腐鋅層；在索夾體下部帶有可與拉桿或壓桿相連接的連接耳板。

所述的索夾體包括彎曲段和平直段，彎曲段上開設(shè)有用于安裝高釩圓鋼絲束索的索槽，索槽圓弧半徑大小與索體外徑相同。

所述的平直段上開設(shè)高強(qiáng)螺栓孔，高強(qiáng)螺栓穿過螺栓孔實(shí)現(xiàn)連接。

所述的兩個(gè)形狀對(duì)稱的索夾體平直段之間設(shè)有用于適應(yīng)索夾在高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力作用下彎曲變形的間隙。

所述的索夾體和連接耳板焊接固定。

所述的抗滑金屬層采用相對(duì)索夾體材質(zhì)軟的金屬材料。

所述的抗滑金屬層厚度為0.5-1.0mm。

高釩圓鋼絲束索索夾加工工藝如下：

第一步，索夾體形狀通過機(jī)加工形成，粗糙度要求應(yīng)達(dá)到Ra12.5；

第二步，在索夾體上采取配鉆工藝鉆取螺栓孔；

第三步，索夾體下部采用焊接方式將連接耳板連接，形成索夾；

第四步，索夾整體進(jìn)行熱浸鍍鋅防腐處理，鍍鋅前金屬表面進(jìn)行噴砂處理，噴砂后表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Sa2.5，并符合《涂裝前鋼材表面銹蝕和除銹等級(jí)》規(guī)定要求。

所述第四步之后，索夾體與索體的接觸部位填充一層抗滑金屬層，抗滑金屬層的原料采用質(zhì)地比索夾體材質(zhì)軟的金屬。

高釩圓鋼絲束索索夾的索夾設(shè)計(jì)方法：

第一步，首先確定索夾外形尺寸參數(shù)，

①索夾寬度l：根據(jù)索夾預(yù)拉力的要求，確定所配高強(qiáng)螺栓個(gè)數(shù)，再根據(jù)規(guī)范構(gòu)造要求，即可確定索夾寬度l=2h+nm，其中n為高強(qiáng)螺栓個(gè)數(shù)減1，m為相鄰兩個(gè)螺栓孔的距離，h為兩端邊上的螺栓孔至索夾左右端邊的距離；

②索槽半徑r：索槽內(nèi)徑與索體外徑取值相同；

③偏心距e：本索夾設(shè)計(jì)思路為高強(qiáng)螺栓孔心應(yīng)盡可能靠近索體中心，有限元參數(shù)化化對(duì)比計(jì)算結(jié)果及試驗(yàn)驗(yàn)證，確定e取0.8?d_O，d_O為螺栓有效直徑；