弦支結(jié)構(gòu)的cfrp索連接節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)，包括連接在一起的環(huán)向連續(xù)索固定部分、斜向非連續(xù)索錨固部分和撐桿連接部分，環(huán)向連續(xù)索固定部分包括固定端主體、環(huán)索壓板和環(huán)索轉(zhuǎn)軸，環(huán)索轉(zhuǎn)軸安裝在固定端主體上，環(huán)向連續(xù)索固定在環(huán)索壓板和固定端主體之間，環(huán)向連續(xù)索環(huán)繞在環(huán)索轉(zhuǎn)軸上；斜向非連續(xù)索錨固部分包括與固定端主體鉸接的錨托、錨環(huán)、楔塊和斜索軟金屬套管，錨環(huán)內(nèi)設(shè)有錐孔，錨環(huán)與錨托固接，斜索軟金屬套管套裝在斜向非連續(xù)索的端部，至少兩塊楔塊環(huán)抱在斜索軟金屬套管之外，楔塊楔緊固定在錐孔內(nèi)。本發(fā)明能夠?qū)⑾抑ЫY(jié)構(gòu)中的CFRP索有效地連接在一起，并且能夠使CFRP拉索橫向受力較弱的狀況得以改善。
【專利說明】弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種弦支結(jié)構(gòu)用CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材)索節(jié)點(diǎn)，具體地說，是應(yīng)用在弦支結(jié)構(gòu)中同時(shí)連接采用CFRP制成的環(huán)向、徑向和斜向拉索的節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]拉索構(gòu)件是弦支結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件。在實(shí)際應(yīng)用中，鋼制索構(gòu)件出現(xiàn)了耐腐蝕性能較差的情況，鋼制拉索因銹蝕而導(dǎo)致其喪失承載能力，繼而造成結(jié)構(gòu)整體破壞的工程事故已引起關(guān)注。而CFRP索耐腐蝕性能好、輕質(zhì)高強(qiáng)，可以替代鋼制索。但CFRP索橫向受力較弱。因此，有效的連接節(jié)點(diǎn)是CFRP索應(yīng)用于弦支結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，必須開發(fā)一種適用于弦支結(jié)構(gòu)的新型CFRP索節(jié)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)能夠?qū)⑾抑ЫY(jié)構(gòu)中的CFRP索有效地連接在一起，并且能夠使CFRP拉索橫向受力較弱的狀況得以改善。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)，包括連接在一起的環(huán)向連續(xù)索固定部分、斜向非連續(xù)索錨固部分和撐桿連接部分，所述環(huán)向連續(xù)索固定部分包括固定端主體、環(huán)索壓板和環(huán)索轉(zhuǎn)軸，所述環(huán)索轉(zhuǎn)軸安裝在所述固定端主體的中部，所述固定端主體上設(shè)有環(huán)索索槽，所述環(huán)索壓板和所述固定端主體通過螺栓將環(huán)向連續(xù)索固定在所述環(huán)索索槽內(nèi)，所述環(huán)向連續(xù)索環(huán)繞在所述環(huán)索轉(zhuǎn)軸上；所述斜向非連續(xù)索錨固部分包括與所述固定端主體鉸接的錨托、錨環(huán)、楔塊和斜索軟金屬套管，所述錨環(huán)內(nèi)設(shè)有錐孔，所述錨環(huán)設(shè)有所述錐孔大端的端部與所述錨托固接，所述斜索軟金屬套管套裝在斜向非連續(xù)索的端部，至少兩塊所述楔塊環(huán)抱在所述斜索軟金屬套管之外，所述斜索軟金屬套管的兩端露出在所述楔塊之外，所述楔塊楔緊固定在所述錐孔內(nèi)。
[0005]該節(jié)點(diǎn)還包括徑向連續(xù)索連接部分，所述徑向連續(xù)索連接部分包括上下相對(duì)的兩塊徑索夾板、上下相對(duì)的兩個(gè)半球體和一個(gè)徑索軟金屬套管；位于上部的所述徑索夾板設(shè)置在所述固定端主體的底部，所述半球體內(nèi)設(shè)有徑索鎖固槽；所述徑索夾板內(nèi)設(shè)有半球體鎖槽和徑索索槽，所述半球體鎖槽設(shè)置在所述徑索夾板的中間位置處，所述半球體鎖槽的兩側(cè)各設(shè)一與其相連的所述徑索索槽，兩塊所述徑索夾板上的所述徑索索槽形成相應(yīng)的兩個(gè)徑索索腔，所述徑索索腔為自內(nèi)向外逐漸擴(kuò)大的錐形腔室，徑向連續(xù)索穿裝在所述徑索軟金屬套管內(nèi)，所述徑索軟金屬套管和所述徑向連續(xù)索穿過兩個(gè)所述徑索索腔，所述徑索軟金屬套管的兩端露出在所述徑索夾板之外；所述徑索軟金屬套管和所述徑向連續(xù)索被兩個(gè)所述半球體夾壓固定在所述徑索鎖固槽內(nèi)，兩個(gè)所述半球體被兩個(gè)所述徑索夾板軸向固定周向轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述半球體鎖槽內(nèi)。[0006]所述環(huán)索索槽的軸線與過該軸線中點(diǎn)的所述環(huán)向連續(xù)索的切線的夾角為2°?
5° 0
[0007]所述錐孔的內(nèi)壁傾角比所述楔體的外表面傾角大0°?2°。
[0008]所述撐桿連接部分為與所述固定端主體一體形成的撐桿支撐筒，所述撐桿支撐筒垂直設(shè)置在所述固定端主體上，撐桿插裝在所述撐桿支撐筒內(nèi)。
[0009]所述徑索軟金屬套管的兩端露出在所述徑索夾板之外的長(zhǎng)度均為2?5cm ;所述斜索軟金屬套管的兩端露出在所述楔塊之外的長(zhǎng)度均為2?5cm。
[0010]所述錨環(huán)設(shè)有所述錐孔大端的端部與所述錨托通過螺紋連接。
[0011]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:環(huán)向連續(xù)索固定部分的環(huán)索索槽和環(huán)索壓板能夠保證環(huán)向CFRP索在安全的彎曲范圍內(nèi)，避免彎折點(diǎn)的形成；軟金屬套管可改善CFRP拉索橫向受力較弱的不利狀況，避免CFRP索因橫向承載力差而發(fā)生破壞。本發(fā)明能夠有效地同時(shí)連接CFRP環(huán)向、徑向和斜向拉索，使其應(yīng)用于弦支結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1的側(cè)視圖；
[0014]圖3為本發(fā)明的環(huán)向連續(xù)索固定部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為圖3的平面圖；
[0016]圖5為本發(fā)明的環(huán)向連續(xù)索固定部分固定端主體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖6為本發(fā)明的環(huán)向連續(xù)索固定部分環(huán)索轉(zhuǎn)軸的示意圖；
[0018]圖7為本發(fā)明的徑向連續(xù)索連接部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖8為本發(fā)明的徑向連續(xù)索連接部分剖視圖；
[0020]圖9為本發(fā)明的徑向連續(xù)索轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖；
[0021]圖10為本發(fā)明的斜向非連續(xù)索錨固部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖11為本發(fā)明的斜向非連續(xù)索錨固部分剖面圖；
[0023]圖12為圖11的A-A剖視圖；
[0024]圖13為本發(fā)明的斜向非連續(xù)索錨固部分錨環(huán)的剖面圖；
[0025]圖14為本發(fā)明的斜向非連續(xù)索錨固部分楔塊的剖面圖。
[0026]圖中:1、環(huán)向連續(xù)索固定部分；2、徑向連續(xù)索連接部分；3、斜向非連續(xù)索錨固部分；4、撐桿連接部分；5、環(huán)向連續(xù)索，6、徑向連續(xù)索；7、斜向非連續(xù)索；1_1、固定端主體；1-2、環(huán)索壓板；1_3環(huán)索轉(zhuǎn)軸；1_4、環(huán)索索槽，2-1、徑索夾板；2-2、半球體；2_3、徑索軟金屬套管；2-4、徑索鎖固槽；2-5、徑索索槽；2-6、半球體鎖槽；2-7、徑索索腔；3_1、錨托；3_2、錨環(huán)；3_3、楔塊；3-4、斜索軟金屬套管，3-5、錐孔。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0028]請(qǐng)參閱圖1?圖14，一種弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)，包括連接在一起的環(huán)向連續(xù)索固定部分1、斜向非連續(xù)索錨固部分3和撐桿連接部分4。[0029]所述環(huán)向連續(xù)索固定部分I包括固定端主體1-1、環(huán)索壓板1-2和環(huán)索轉(zhuǎn)軸1-3，所述環(huán)索轉(zhuǎn)軸1-3安裝在所述固定端主體1-1的中部，所述固定端主體1-1上設(shè)有環(huán)索索槽1-4，所述環(huán)索壓板1-2和所述固定端主體1-1通過螺栓將環(huán)向連續(xù)索5固定在所述環(huán)索索槽1-4內(nèi)，所述環(huán)向連續(xù)索5環(huán)繞在所述環(huán)索轉(zhuǎn)軸1-3上。
[0030]在本實(shí)施例中，所述環(huán)索索槽1-4的軸線與過該軸線中點(diǎn)的所述環(huán)向連續(xù)索的切線的夾角為2°?5°，以保證環(huán)向連續(xù)索在一定的彎曲范圍內(nèi)。所述固定端主體1-1設(shè)有定位孔，環(huán)索轉(zhuǎn)軸1-3穿過定位孔，與其蓋板通過銷釘連接，使其具有轉(zhuǎn)動(dòng)能力；環(huán)索壓板
1-2與固定端主體1-1采用螺栓連接，在環(huán)向連續(xù)索施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，不宜對(duì)索體施加過大的壓力，先將螺栓連接在環(huán)索壓板1-2與固定端主體1-1上；在對(duì)環(huán)向連續(xù)索5施加預(yù)應(yīng)力之后，再將螺栓完全擰緊，起到固定CFRP索體的作用。
[0031]所述斜向非連續(xù)索錨固部分3包括與所述固定端主體1-1鉸接的錨托3-1、錨環(huán)3-2、楔塊3-3和斜索軟金屬套管3-4，所述錨環(huán)3-2內(nèi)設(shè)有錐孔3_5，所述錨環(huán)3_2設(shè)有所述錐孔3-5大端的端部與所述錨托3-1固接，所述斜索軟金屬套管3-4套裝在斜向非連續(xù)索7的端部，至少兩塊所述楔塊3-3環(huán)抱在所述斜索軟金屬套管3-4之外，所述斜索軟金屬套管3-4的兩端均露出在所述楔塊3-3之外，所述楔塊3-3楔緊固定在所述錐孔3-5內(nèi)。楔塊3-3穿入錨環(huán)3-1后，對(duì)斜向非連續(xù)索7施加一定拉力，使得楔塊3-3嵌入錨環(huán)3-2并錨固CFRP索體。綜合考慮對(duì)索體的保護(hù)和施工成本，所述斜索軟金屬套管3-4的兩端露出在所述楔塊3-3之外的長(zhǎng)度均為2?5cm。
[0032]在本實(shí)施例中，為了連接方便，觀感好，所述錨環(huán)3-2設(shè)有所述錐孔3-5大端的端部與所述錨托3-1通過螺紋連接。較佳的方案:錨環(huán)3-2內(nèi)表面傾角大于楔體3-3外表面傾角，二者相差角度以0°?2°為宜，例如，錨環(huán)3-2內(nèi)表面傾角采用88.01°，楔體3-3外表面傾角采用87.91°，二者相差0.1°，能夠使楔塊3-3更好地嵌入錨環(huán)3-2，錨固斜向非連續(xù)索7。
[0033]在本實(shí)施例中，所述撐桿連接部分4為與所述固定端主體1-1 一體形成的撐桿支撐筒，所述撐桿支撐筒垂直設(shè)置在所述固定端主體1-1上，撐桿插裝在所述撐桿支撐筒內(nèi)。
[0034]根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，該節(jié)點(diǎn)還可包括徑向連續(xù)索連接部分2，所述徑向連續(xù)索連接部分2包括上下相對(duì)的兩塊徑索夾板2-1、上下相對(duì)的兩個(gè)半球體2-2和一個(gè)徑索軟金屬套管2-3 ;位于上部的所述徑索夾板2-1設(shè)置在所述固定端主體1-1的底部，所述半球體
2-2內(nèi)設(shè)有徑索鎖固槽2-4;所述徑索夾板2-1內(nèi)設(shè)有半球體鎖槽2-6和徑索索槽2_5，所述半球體鎖槽2-6設(shè)置在所述徑索夾板2-1的中間位置處，所述半球體鎖槽2-6的兩側(cè)各設(shè)一與其相連的所述徑索索槽2-5，兩塊所述徑索夾板2-1上的所述徑索索槽2-5形成相應(yīng)的兩個(gè)徑索索腔2-7，所述徑索索腔2-7為自內(nèi)向外逐漸擴(kuò)大的錐形腔室，徑向連續(xù)索6穿裝在所述徑索軟金屬套管2-3內(nèi)，所述徑索軟金屬套管2-3和所述徑向連續(xù)索6穿過兩個(gè)所述徑索索腔2-7，所述徑索軟金屬套管2-3的兩端露出在所述徑索夾板2-1之外；所述徑索軟金屬套管2-3和所述徑向連續(xù)索6被兩個(gè)所述半球體2-2夾壓固定在所述徑索鎖固槽2-4內(nèi)，兩個(gè)所述半球體2-2被兩個(gè)所述徑索夾板2-1軸向固定周向轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述半球體鎖槽2-4內(nèi)。自內(nèi)向外逐漸擴(kuò)大的兩個(gè)錐形腔室，使徑向連續(xù)索具6有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力。在本實(shí)施例中，綜合考慮對(duì)索體的保護(hù)和施工成本，所述徑索軟金屬套管2-3的兩端露出在所述徑索夾板2-1之外的長(zhǎng)度均為2?5cm。[0035]上述環(huán)向連續(xù)索5、徑向連續(xù)索6、和斜向非連續(xù)索7均是由CFRP制成的拉索。
[0036]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)，包括連接在一起的環(huán)向連續(xù)索固定部分、斜向非連續(xù)索錨固部分和撐桿連接部分，其特征在于， 所述環(huán)向連續(xù)索固定部分包括固定端主體、環(huán)索壓板和環(huán)索轉(zhuǎn)軸，所述環(huán)索轉(zhuǎn)軸安裝在所述固定端主體的中部，所述固定端主體上設(shè)有環(huán)索索槽，所述環(huán)索壓板和所述固定端主體通過螺栓將環(huán)向連續(xù)索固定在所述環(huán)索索槽內(nèi)，所述環(huán)向連續(xù)索環(huán)繞在所述環(huán)索轉(zhuǎn)軸上； 所述斜向非連續(xù)索錨固部分包括與所述固定端主體鉸接的錨托、錨環(huán)、楔塊和斜索軟金屬套管，所述錨環(huán)內(nèi)設(shè)有錐孔，所述錨環(huán)設(shè)有所述錐孔大端的端部與所述錨托固接，所述斜索軟金屬套管套裝在斜向非連續(xù)索的端部，至少兩塊所述楔塊環(huán)抱在所述斜索軟金屬套管之外，所述斜索軟金屬套管的兩端露出在所述楔塊之外，所述楔塊楔緊固定在所述錐孔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于，該節(jié)點(diǎn)還包括徑向連續(xù)索連接部分，所述徑向連續(xù)索連接部分包括上下相對(duì)的兩塊徑索夾板、上下相對(duì)的兩個(gè)半球體和一個(gè)徑索軟金屬套管；位于上部的所述徑索夾板設(shè)置在所述固定端主體的底部，所述半球體內(nèi)設(shè)有徑索鎖固槽；所述徑索夾板內(nèi)設(shè)有半球體鎖槽和徑索索槽，所述半球體鎖槽設(shè)置在所述徑索夾板的中間位置處，所述半球體鎖槽的兩側(cè)各設(shè)一與其相連的所述徑索索槽，兩塊所述徑索夾板上的所述徑索索槽形成相應(yīng)的兩個(gè)徑索索腔，所述徑索索腔為自內(nèi)向外逐漸擴(kuò)大的錐形腔室，徑向連續(xù)索穿裝在所述徑索軟金屬套管內(nèi)，所述徑索軟金屬套管和所述徑向連續(xù)索穿過兩個(gè)所述徑索索腔，所述徑索軟金屬套管的兩端露出在所述徑索夾板之外；所述徑索軟金屬套管和所述徑向連續(xù)索被兩個(gè)所述半球體夾壓固定在所述徑索鎖固槽內(nèi)，兩個(gè)所述半球體被兩個(gè)所述徑索夾板軸向固定周向轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在所述半球體鎖槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn),其特征在于,所述環(huán)索索槽的軸線與過該軸線中點(diǎn)的所述環(huán)向連續(xù)索的切線的夾角為2°?5。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述錐孔的內(nèi)壁傾角比所述楔體的外表面傾角大0°?2°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述撐桿連接部分為與所述固定端主體一體形成的撐桿支撐筒，所述撐桿支撐筒垂直設(shè)置在所述固定端主體上，撐桿插裝在所述撐桿支撐筒內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述徑索軟金屬套管的兩端露出在所述徑索夾板之外的長(zhǎng)度均為2?5cm ;所述斜索軟金屬套管的兩端露出在所述楔塊之外的長(zhǎng)度均為2?5cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弦支結(jié)構(gòu)的CFRP索連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述錨環(huán)設(shè)有所述錐孔大端的端部與所述錨托通過螺紋連接。
【文檔編號(hào)】E04B7/14GK103696520SQ201310730956
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】韓慶華, 蘆燕, 王力晨, 劉銘劼, 胡井遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:天津大學(xué)