[发明专利]一种高疲劳性能的拉杆螺母组件

说明书

本发明涉及一种高疲劳性能的拉杆螺母组件，包括拉杆、台阶式螺母和垫圈，台阶式螺母和垫圈位于拉杆的一端或两端，台阶式螺母的台阶套入到垫圈的内孔中，台阶式螺母的中部端面支承于垫圈的端面,拉杆为两端或全长开有与台阶式螺母配合的外螺纹，台阶式螺母的内螺纹与拉杆的外螺纹配合,台阶式螺母的外表面为圆形或多边形。所述垫圈或是一设有内孔的垫板或是组合式垫圈，垫板内孔的尺寸稍大于台阶式螺母之台阶的外径，组合式垫圈由球面垫圈和内球面垫圈组成；在台阶式螺母的后端面还连接有一个锁紧螺母。该组件使得螺纹付长度内受力尽可能均匀，减低了前端螺纹付(靠近垫圈端）的应力集中情况，从而显著提高了拉杆螺母组件的疲劳性能。

技术领域

本发明涉及预应力领域用结构组件，具体说是一种高疲劳性能的拉杆螺母组件。

背景技术

在工程建设中，特别在预应力领域中，常用到拉杆螺母组件；如悬索桥锚碇索股连接构造中，拉杆螺母组件一端连接于索股锚头，另一端连接于连接平板（连接平板被预应力锚固于砼体的前锚面）；又如在岩土锚杆中的拉杆螺母组件，在大型空间结构中的拉杆螺母组件，在预制桥墩中的高强钢拉杆螺母组件，在桥梁钢性吊杆中的拉杆螺母组件等；这些工程中的拉杆螺母组件往往承受较高的静载和动载，拉杆螺母组件的抗疲劳性能尤其重要，关系到构件的安全和耐久。

现有的拉杆螺母组件主要由拉杆、螺母、垫圈组成，参见图1，螺母两端面平行或一端面为球面，外形为圆形或多边形，内孔设有与拉杆配合的螺纹；垫圈两端面平行或一端面为球面，外形为圆形或多边形（四边形较多），内孔大于拉杆直径；拉杆一般为两端或全长开有与螺母配合的外螺纹；现有这种拉杆螺母组件，拉杆的荷载通过螺纹付传递给螺母，螺母通过端面与垫圈端面支承贴合传递给垫圈，最后由垫圈传递给构件。

现有的螺母拉杆组件在荷载作用下，整个螺纹付长度内的受力是不均匀的，前端螺纹付（靠近垫圈端）受力最大，越往后螺纹付受力越小；通常应力最高的前端拉杆螺纹付往往最先失效，通常表现为拉杆在螺纹付出口处断裂；工程上为上安全起见，拉杆外径尺寸设计得比较大，相应的螺母组件尺寸也较大，但应力集中的程度没有改变；而对于受循环荷载的拉杆螺母组件来说，减少应力集中至关重要。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种高疲劳性能的拉杆螺母组件，该高疲劳性能的拉杆螺母组件通过对现有关键零件结构进行设计改进，使得螺纹付长度内受力尽可能均匀，减低了前端螺纹付(靠近垫圈端）的应力集中情况，从而显著提高了拉杆螺母组件的疲劳性能。

解决上述问题的技术方案是：一种高疲劳性能的拉杆螺母组件，包括拉杆、螺母和垫圈，螺母和垫圈位于拉杆的一端或两端，其特征在于：所述螺母为在一端设有台阶的台阶式螺母，所述垫圈或是垫板或是组合式垫圈，台阶式螺母的台阶套入到垫圈的内孔中，台阶式螺母的中部端面支承于垫圈的端面, 拉杆为两端或全长开有与台阶式螺母配合的外螺纹，台阶式螺母的内螺纹与拉杆的外螺纹配合, 台阶式螺母的外表面为圆形或多边形。

其进一步技术方案是：所述垫圈是一设有内孔的垫板，内孔的尺寸稍大于台阶式螺母之台阶的外径，垫圈的外表面为圆形或多边形。

其进一步技术方案或是：所述垫圈是组合式垫圈，该组合式垫圈由球面垫圈和内球面垫圈组成；

所述台阶式螺母的台阶套入到组合式垫圈之球面垫圈的内孔中，台阶式螺母的中部端面支承于组合式垫圈之球面垫圈的端面, 台阶式螺母的内螺纹与拉杆的外螺纹配合。

其更进一步技术方案是：在台阶式螺母的后端面还连接有一个锁紧螺母。

由于采取上述结构，本发明之《一种高疲劳性能的拉杆螺母组件》具有以下有益效果：

1、显著提高了拉杆螺母组件的疲劳性能，参见附表一《原有拉杆螺母组件与本发明高疲劳性能的拉杆螺母组件Ⅰ疲劳试验结果对比表》。