預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置製造方法
2023-09-18 22:41:45
預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置，特別適用於張弦梁或者張弦桁架結構中撐杆和下弦索連接的節點形式。本裝置包括有撐杆（1）、法蘭盤（2）、套環上節點板（3）、套環下節點板（4）、螺栓（5）、下弦預應力索（6）。撐杆（1）可利用法蘭盤（2）通過螺栓（5）與套環上節點板（3）連接，下弦預應力索（6）穿過套環上下節點板圍成的孔道與撐杆形成整體，共同工作。本發明所述構件可在工廠預製，採用螺栓在施工現場拼接形成節點，避免焊接；螺栓連接可避免撐杆與節點連接處彎矩的出現，有效地減小撐杆的受力。
【專利說明】預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置，特別適用於張弦梁或張弦桁架結構撐杆和預應力索的節點形式。
【背景技術】
[0002]作為預應力鋼結構的主要結構形式，張弦結構的特點是預應力索的拉力通過撐杆傳遞到主結構上，以降低結構內力的峰值，改善結構的受力性能。由於現代的張弦結構採用的預應力索的設計拉力遠大於撐杆設計壓力，所以要求預應力索在張拉過程中在轉折節點處具有很好的滑動性能。在實際施工過程中預應力索收到轉折節點的側向壓力，張拉施工過程中這種側壓力轉化為對索體的摩擦力，但是在實際的施工過程中不可完全消除這種摩擦力，所以只能通過改進節點設計儘可能的減少摩擦力。預應力索與撐杆是通過索撐節點連接起來的，因此索撐節點設計應滿足:儘可能減少索撐節點內壁與索體的摩擦力，使施加的預應力能更好的在索體中均勻地傳遞。
[0003]目前已有的索撐節點，大都是單體式結構，截面為半圓形卡片板內置在索撐節點的索空腔體內，位於預應力索和節點內壁之間，卡片與預應力索的接觸面上有刻痕，這種處理方式使索體受到的摩擦力過大。
[0004]傳統的結構施工時採用了大量的焊接，導致在結構焊接處產生彎矩且遺留焊接產生的殘餘應力，增加構件的受力，降低構件的利用度；同時施工速度慢，對環境的汙染嚴重，最重要的是焊縫的質量不宜控制，嚴重影響建築物的安全性能；容易在施工現場引起火災。
【發明內容】
[0005]本發明提出了一種預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置。其目的在於在有效減少預應力索與節點內壁摩擦力的同時，將節點裝置模塊化，工廠化，標準化和裝配化相結合，實現了工廠化生產，現場快速裝配，在保證施工質量的前提下，保證結構構件性能的充分利用，避免現場焊接引起火災的可能性。
[0006]所述預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置，包括有撐杆1、法蘭盤2和索撐節點，撐杆I與法蘭盤2進行焊接連接在一起，並與索撐節點通過螺栓相連接。所述的索撐節點包括套管上節點板3和套管下節點板4，套管上節點板3通過螺栓5與套管下節點板4相連接，套管上節點板3和套管下節點板4連接在一起共同圍成一個截面為圓形的空腔，預應力索6穿過該空腔，空腔直徑需略大於預應力索6的直徑，同時該空腔的弧度與預應力索6的弧度一致，在空腔與預應力索空隙處內襯聚氯四氟乙烯，填補空隙。撐杆I與法蘭盤2均在工廠預製焊接，施工現場通過螺栓進行整體裝配。
[0007]所述的法蘭盤2截面需做成矩形，其尺寸應與套管上節點板3的上截面尺寸相同，便於在相應位置留置螺栓孔，供法蘭盤2、套管上節點板3與套管下節點板4三者通過螺栓5連接成一體。
[0008]所述的套管上節點板3與套管下節點板4圍成的空腔略大於預應力索6，兩者間隙處需內襯聚氯四氟乙烯層，填補空隙。
[0009]本發明能夠減少索撐節點和預應力索之間的摩擦力，同時能保證結構構件性能的充分利用，避免現場焊接引起火災的可能性。I減少摩擦力方面:撐杆主節點由套管上節點板3與套管下節點板4以及圓弧內表面的聚四氟乙烯層組成。內襯的聚四氟乙烯層可以將原來的預應力索6的外表面與節點內壁之間的塑料-鐵的摩擦接觸面改為塑料-塑料的摩擦接觸面，這樣減小了接觸面相對摩擦係數，從而減小鑄鋼節點內壁與預應力索之間的摩擦力，同時保護了索體表面。整個節點空腔的弧度與預應力索6的弧度一致，使預應力索6在通過索撐節點時不發生轉折，索體平滑地通過整個索撐節點，消減了索體由於轉折而產生的摩擦力。2保證結構構件性能充分利用，避免火災發生方面:撐杆I通過法蘭盤2與套管上節點板3栓接在一起，這種連接方式與焊接相比，節點從固接轉變為鉸接，避免了撐杆與索撐節點連接處彎矩的產生，減小了撐杆的受力，提升了結構構件力學性能的利用度；避免了焊接時連接處產生的殘餘應力，增強了撐杆使用時的穩定性；撐杆I與法蘭盤2在加工工廠中按工程需要尺寸製作並焊接在一起，在施工現場各部分通過螺栓5進行栓接，施工過程中無需焊接，排除了可能導致施工現場火災的因素。
[0010]本發明的優點是:本索撐節點構造簡單，可工廠化、標準化和裝配化，方便施工，提高施工效率；充分發揮構件承載力，杜絕現場焊接，排除火災發生可能性，保證施工安全的同時，避免焊接對環境的汙染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1本發明預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置的組成部分示意圖
[0012]圖2本發明的撐杆、法蘭盤示意圖
[0013]圖3本發明的套管節點板拼接示意圖
[0014]圖4本發明預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置示意圖
[0015]圖中:1、撐杆，2、法蘭盤，3、套管上節點板，4、套管下節點板，5、螺栓，6、預應力索。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖具體說明本發明的實施例。
[0017]如圖1?圖4所示，本實施例包括有撐杆1、法蘭盤2、套管上節點板3、套管下節點板4、螺栓5和預應力索6。撐杆I焊接在法蘭盤2上，可在工廠進行，兩者形成的整體和套管上節點板3及套管下節點板4通過螺栓5連接在一起。其中，套管上節點板3內部有一個小半個圓形的空腔，和套管下節點板4內部的圓形空腔共同組成一個截面為圓形的空腔，以供預應力索6穿過該空腔，空腔直徑略大於預應力索6的直徑，使索體能夠自由滑動，該空腔的弧度需與預應力索6的弧度相同。預應力索6穿過空腔時，螺栓5進行初步旋緊，待張弦結構找形結束後再最終旋緊。在空腔與預應力索6之間存在空隙，需用聚四氟乙烯層內襯，減小接觸面的摩擦力係數。
[0018]套管上節點板3、套管下節點板4的大小和比例根據預應力索6的直徑大小不同而不同。法蘭盤2的截面及截面尺寸根據套管上節點板3進行確定取值。
[0019]施工前，先將工廠焊接好的撐杆1、法蘭盤2與撐杆上部結構連接安裝就位，並將其與套管上節點板3通過螺栓5連接為一起，然後將預應力索6通過套管上節點板3下部缺口放入節點空腔內，再裝置套管下節點板4，旋緊螺栓5，使其成為一個整體節點裝置。
【權利要求】
1.預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置，其特徵在於:包括有撐杆(I)、法蘭盤(2)和索撐節點，撐杆(I)與法蘭盤(2)進行焊接連接在一起，並與索撐節點通過螺栓相連接，所述的索撐節點包括套管上節點板(3)和套管下節點板(4)，套管上節點板(3)通過螺栓(5)與套管下節點板(4)相連接，套管上節點板(3)和套管下節點板(4)連接在一起共同圍成一個截面為圓形的空腔，預應力索(6)穿過該空腔，同時該空腔的弧度與預應力索(6)的弧度一致。
2.根據權利I所述的預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置，其特徵在於:所述的法蘭盤(2)截面需做成矩形，其尺寸應與套管上節點板(3)的上截面尺寸相同，便於在相應位置留置螺栓孔，供法蘭盤(2)、套管上節點板(3)與套管下節點板(3)三者通過螺栓(5)連接成一體。
3.根據權利I所述的預應力鋼結構現場無焊接的索撐節點裝置，其特徵在於:套管上節點板(3)與套管下節點板(4)圍成的空腔略大於預應力索(6)，兩者間隙處採用內襯聚氯四氟乙烯層填補空隙。
【文檔編號】E04B1/58GK103711204SQ201310658857
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月8日 優先權日:2013年12月8日
【發明者】白正仙, 侯西明, 關洪陽, 劉洪 , 宋國濤, 陳鳴飛 申請人:北京工業大學