[实用新型]高钒圆钢丝束索索夹

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种建筑结构中张拉式索杆梁预应力空间结构中的拉索连接节点。更具体的，涉及一种高钒圆钢丝束索索夹。 

背景技术

在大跨度索杆梁预应力空间结构中，索系之间会产生较大的不平衡内力，这些不平衡内力需通过索夹来抵抗，而索夹抗滑能力不足容易产生索夹滑动并刻伤索体外层保护材料，索夹滑移后又将改变索系的位形，从而改变索系之间的受力状态及内力，对结构安全产生不利影响，所以索夹节点的设计是整个预应力结构体系的关键。 

高钒索索体材料采用了95%锌-5%铝-混和稀土合金镀层高强度钢丝，经过捻制而成，是一种外层没有保护套的裸索，也是一种新型的预应力拉索材料。近年来，国内首次将大直径高钒圆钢丝束索应用到体育场馆的建设中，但对配套索夹的抗滑移性能缺乏专门研究，应用中存在几个技术难点需要克服。首先，在索夹夹紧索体时，索体外层圆形钢丝与索槽内壁之间的接触为线面接触关系，这对索夹的抗滑移性能极为不利，且在夹紧力作用下，钢丝表面会产生应力集中而压碎钢丝表面防腐镀层；另外，索体外层无保护套，在夹紧力作用下，索体圆形横截面容易产生变形，从而改变索体内各层钢丝受力关系，影响索体受力性能。 

在目前较为成熟应用的索夹节点设计构造中，增加索夹抗滑移性能的方法有索槽内置锌板或锌铝合金板、喷砂处理增大接触面摩擦系数和增大索槽与索体接触面积等方法。结合高钒圆钢丝束索索体的特点，应用以上所提方法都会存在着一定缺点，需进行一定的改进。内置锌板的方法使索夹构造上存在两道接触面（锌片与索道、锌片与索体），提高了滑移风险，对于在室外条件下应用，其构造防腐性能也较差；索槽内喷砂无法解决圆形钢丝与索槽线面接触的问题；而增加索体接触面积，需要加长索夹长度，这样预紧所需高强螺栓数量也会增多，影响施工效率加大施工难度，且影响索夹节点的美观。 

实用新型内容

为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种高钒圆钢丝束索索夹，以填补国内高钒索索夹节点研究空白，达到改善高钒索索体受力性能、保护钢丝表面防腐镀层和增大索夹与索体之间抗滑移力的效果。同时本实用新型中还提出了索夹体的加工工艺和其设计方法。 

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是： 

高钒圆钢丝束索索夹，包括索夹体、连接耳板、防腐锌层、抗滑金属层和高强螺栓；两个形状对称的索夹体夹紧索体，通过高强螺栓固定连成一体；在索夹体与索体的接触部位填充有抗滑金属层；索夹体表面通过热浸镀锌防腐处理形成一层防腐锌层；在索夹体下部带有可与拉杆或压杆相连接的连接耳板。

所述的索夹体包括弯曲段和平直段，弯曲段上开设有用于安装高钒圆钢丝束索的索槽，索槽圆弧半径大小与索体外径相同。 

所述的平直段上开设高强螺栓孔，高强螺栓穿过螺栓孔实现连接。 

所述的两个形状对称的索夹体平直段之间设有用于适应索夹在高强螺栓预拉力作用下弯曲变形的间隙。 

所述的索夹体和连接耳板焊接固定。 

所述的抗滑金属层采用相对索夹体材质软的金属材料。 

所述的抗滑金属层厚度为0.5-1.0mm。 

本实用新型中采用上述方案后，具有诸多有益效果： 

1传力简单，受力合理：与索夹体上耳板连接的杆件内力由索夹体直接传递给索体，高强螺栓仅提供索夹体抱紧索体的预紧力，可有效抱紧索体。

2 提高节点受力性能：由于抗滑金属层在索槽正压力作用下发生变形，嵌入到索体表层圆形钢丝间的空隙中，从而在索体外圈形成了连续的金属覆盖层，被嵌入的金属与圆形钢丝紧密接触，又形成了金属层外表面与索槽之间的面面接触关系，起到保护钢丝表面防腐镀层和增大索夹与索体之间抗滑移力的效果。 

3 高效经济：索夹体直接采用钢板机加工成形，连接耳板通过焊接的方式连接索夹体。大大降低了造价、缩短了制作工期，避免了采用铸钢节点制作工艺复杂，尺寸精度控制难度大和容易产生质量缺陷等问题。 

4 为验证本实用新型的高钒圆钢丝束索索夹节点受力性能，选取了一个与实际工程中情况相同的索夹节点，进行了足尺节点抗滑移试验。 

试验条件及方法： 

试验在某大学结构实验室“空间结构大型节点试验全方位加载装置”上进行。试验节点选取了实际工程节点受力最为不利的位置，试验节点详图如图14。

试验采用简单加载的原则，分级加载。先预加载，然后张拉径向索道最大设计内力，保持径向索拉力不变，再对斜拉杆以每5吨为加载梯度逐级加载，直到索夹滑移或者达到三倍设计荷载，并观察索夹处位移计数据。