[發明專利]一種適用于防止支撐體系變形的預緊方法和裝置

有效

• 申請號: 202011304997.1
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112482774B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 韓俊國;劉鑫;邰光;龔天昊;張曉輝
• 申請（專利權）人: 中交三航局第三工程有限公司;中交第三航務工程局有限公司南京分公司
• 主分類號: E04G21/12
• 分類號: E04G21/12
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

1.一種適用于防止支撐體系變形的預緊裝置，其特征是，包括空間支撐體系和支撐體系預緊張拉裝置；

所述空間支撐體系包括橫向桿件和縱向桿件，所述橫向桿件和縱向桿件通過連接扣件搭接成方形的空間支撐體系；

所述預緊張拉裝置包括鋼纜線與螺母錨具，所述鋼纜線是采用l根鋼絲捻制而成，鋼纜線沿每個橫向桿件和縱向桿件的中點閉合環繞一周，圍成X、Y、Z三個方向的矩形平面，每個矩形平面所用的鋼纜線兩端通過螺母錨具連接，所述螺母錨具包括錨具本體、螺母、螺栓、墊板、連接器，所述連接器設置在錨具本體內，鋼纜線插入并穿過連接器，所述墊板固定在錨具本體一端，螺母通過連接桿連接連接器，螺母壓在墊板外側，螺母外側設有螺栓；

所述預緊張拉裝置還包括在鋼纜線折彎處固定凹槽墊片，所述凹槽墊片包括支座，所述支座上方設有凹槽，鋼纜線在折彎處設置在凹槽內。

2.根據權利要求1所述的一種適用于防止支撐體系變形的預緊裝置的預緊方法，其特征是包括以下步驟：

步驟一：搭接空間支撐體系，根據空間支撐體系建立空間直角坐標系，為了使得計算方便，將該支撐體系置于空間直角坐標系的第一卦限，從而在XYZ方向的值均為正值；

步驟二：設X方向節點的X坐標分別為X₁，X₂，X₃…X_n；Y方向節點的Y坐標分別為Y₁，Y₂，Y₃…Y_n；Z方向節點的Z坐標分別為Z₁，Z₂，Z₃…Z_n；由此，該支撐體系上每一個節點都可用(X_i，Y_j，Z_k)，其中i，j，k∈[1，n]，則該支撐體系上每一個點都可用含有X_i，Y_j，Z_k的坐標表示；

步驟三；在該空間多跨支撐體系中取一跨支撐體系，其中X方向的節點取值區間為(X_m，X_m+1)；Y方向的節點取值區間為(Y_m，Y_m+1)；Z方向的節點取值區間為(Z_m，Z_m+1)；其中m∈[1，n]；

步驟四：首先對X方向進行閉合環繞預緊張拉，即環繞形成的平面矩形平行于YOZ平面；再對Y方向進行閉合環繞預緊張拉，即環繞形成的平面矩形平行于XOZ平面；最后對Z方向進行閉合環繞預緊張拉，即環繞形成的平面矩形平行于XOY平面；

步驟五：上述對X方向進行閉合環繞預緊張拉，用所述l根鋼絲捻制而成的鋼纜線沿著固定在桿件中點處的凹槽墊片進行閉合環繞；經過桿件上的四個固定凹槽墊片點的坐標分別為其中m∈(1，n)；接下來對Y，Z方向進行閉合環繞預緊張拉同理于X方向的方法；

步驟六：X方向鋼纜線閉合環繞一周，圍成矩形平面，兩端通過螺母錨具連接，鋼纜線插入連接器，在裝置開口處墊上墊板，用扳手轉動螺母錨具上的螺母，對鋼纜線進行張拉，至拉緊停止；Y，Z方向的拉緊裝置以及拉緊方法和X方向同理。

3.根據權利要求2所述的一種適用于防止支撐體系變形的預緊裝置的預緊方法，其特征是所述空間支撐體系根據上部施加荷載情況及應變誤差情況對該支撐體系預緊環數采用等差數列形式間隔預緊；

X方向：設該支撐體系上部所施加荷載為G，荷載向下傳遞系數為k_i，則每一層所受的均布荷載為則平行于Z軸的每根桿件的軸向變形量為其中i∈[1，n]，E為桿件的彈性模量；

根據軸向變形量ε_i處于規范變形量指標ε₁，ε₂，ε₃…ε_n的區間來倒推預緊環數采取公差α為何值的等差數列；該等差數列的通項公式為{αs+1}，其中α取正整數，s取非負整數，αs+1≤n；則該支撐體系X方向閉合環繞預緊每一層的總環數軸向變形量ε_i與公差α呈負相關；

Y方向：與上述X方向同理；

Z方向：與上述X方向同理；但Z方向需要考慮水平橫向荷載對ε_i的影響，如風荷載W，地震荷載G_eq這些水平荷載。