一種建筑結構拉索瞬間斷開裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種建筑結構拉索瞬間斷開裝置，該裝置設置在拉索的兩個斷頭之間，包括與一個斷頭連接的卡頭和與另一個斷頭連接的卡座；卡頭包括與相應斷頭連接的單孔夾片錨具Ⅰ和卡柱，卡柱的上下兩端分別通過一個連接鋼板與單孔夾片錨具Ⅰ連接；卡座包括與相應斷頭連接的單孔夾片錨具Ⅱ、連接座和一對鉗夾板，鉗夾板的中部與連接座鉸接，前部形成有與卡柱適配的卡口，后部由凸輪傳動，凸輪位于一對鉗夾板之間，鉗夾板通過螺釘與凸輪接觸，凸輪與連接座鉸接，凸輪上連接有施力部件。本發明能夠反映拉索突然斷開的動力沖擊作用，不會對試驗模型輸入額外的外力，不會對結構產生額外影響。特別適用于張弦結構模型的斷索結構試驗。安全性高、控制便捷。
【專利說明】一種建筑結構拉索瞬間斷開裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種建筑結構拉索的斷索試驗裝置，特別是一種建筑結構拉索瞬間斷 開裝置。
【背景技術】
[0002] 張弦結構是一種形式新穎的預應力鋼結構體系，通過在傳統鋼結構中引入預應力 來提高結構的剛度和承載力、減少上部結構的撓度、節省建筑材料、增加結構安全儲備。在 張弦結構中，拉索是結構的核心構件，拉索能否正常工作嚴重影響著結構的安全，然而在結 構施工或使用過程中，由于施工意外、節點破壞、銹蝕或其他意外因素等，結構的拉索會出 現突然斷開的情況。拉索瞬間斷開將會對兩端的連接節點和桿件產生很大的沖擊力，沖擊 力作用在結構上會對結構產生較大的影響，同時，拉索斷開將會導致結構產生內力重分配。
[0003] 目前針對斷索的研究主要集中在數值模擬上，且大部分數值模擬均未考慮拉索瞬 間斷開對結構產生的沖擊力作用，即使考慮了沖擊力作用，有限元數值模擬的結果和實際 情況是否相符也有待研究，因此有必要開展建筑結構拉索瞬間斷開的試驗，以研究斷索對 結構的影響。然而，在斷索試驗中采用何種措施使拉索瞬間斷開成為了試驗的關鍵。目前 暫未有斷索裝置的相關文獻。已有的使結構構件突然失效的方法主要有靜力卸載法、炸藥 爆破法、外部撞擊力法等。然而各種方法都有其各自的優缺點和適用范圍，其中靜力卸載 法不能反映構件突然失效的動力本質；炸藥爆破法又會對試驗模型產生難以估計的能量輸 入，且會對附近桿件產生額外的爆炸沖擊影響，給后期數據分析及數值比對帶來困難；外部 撞擊力法同樣具有控制性差的特點。因此，目前對張弦結構拉索的斷索試驗研究迫切需要 一種既安全實用又能有效模擬拉索瞬間斷開的試驗裝置。
【發明內容】
[0004] 本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種建筑結構拉索瞬間斷開裝 置，該裝置能夠真實模擬拉索的瞬間斷開，并且可控性能好，安全、高效、實用。
[0005] 本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種建筑結構拉 索瞬間斷開裝置，該裝置設置在拉索的兩個斷頭之間，包括與一個斷頭連接的卡頭和與另 一個斷頭連接的卡座；所述卡頭包括與相應斷頭連接的單孔夾片錨具I和卡柱，所述卡柱 的上下兩端分別通過一個連接鋼板與所述單孔夾片錨具I連接；所述卡座包括與相應斷頭 連接的單孔夾片錨具II、連接座和一對鉗夾板，所述鉗夾板的中部與所述連接座鉸接，前部 形成有與所述卡柱適配的卡口，后部由凸輪傳動，所述凸輪位于一對所述鉗夾板之間，所述 鉗夾板通過螺釘與所述凸輪接觸，所述凸輪與所述連接座鉸接，所述凸輪上連接有施力部 件；所述單孔夾片錨具II與所述連接座固接。
[0006] 所述施力部件上連接有搬把。
[0007] 所述施力部件通過兩個第二銷釘與所述凸輪連接。
[0008] 本發明具有的優點和積極效果是：能夠反映拉索突然斷開的動力沖擊作用，且不 會對試驗模型輸入額外的外力，不會對結構產生額外的影響。特別適用于張弦結構模型的 斷索結構試驗。本發明具有簡單高效、制作成本低、安全性高、控制便捷等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發明在鎖定狀態的三維示意圖；
[0010] 圖2為本發明在斷開狀態的三維示意圖；
[0011] 圖3為本發明在鎖定狀態的剖面示意圖；
[0012] 圖4為本發明在斷開狀態的剖面示意圖；
[0013] 圖5為本發明中凸輪的三維示意圖；
[0014] 圖6為本發明中凸輪的平面示意圖；
[0015] 圖7為本發明中施力部件和搬把的三維示意圖；
[0016] 圖8為本發明中卡頭的三維示意圖；
[0017] 圖9為圖8的主視圖；
[0018] 圖10為本發明中連接座與錨環的連接示意圖。
[0019]圖中：1、單孔夾片錨具I，2、連接鋼板，3、卡柱，4、鉗夾板，5、施力部件，6、搬把，7、 凸輪，8、第一銷釘，9、第二銷釘，10、第三銷釘，11、螺釘，12、墊圈，13、連接座，14、拉索，15、 銷釘孔，16、圓弧線，17、橢圓線，18、焊縫，19、圓弧通槽，20、單孔夾片錨具II。
【具體實施方式】
[0020] 為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖 詳細說明如下：
[0021] 請參閱圖1?圖10,一種建筑結構拉索瞬間斷開裝置，該裝置設置在拉索14的兩 個斷頭之間，包括與一個斷頭連接的卡頭和與另一個斷頭連接的卡座。
[0022] 所述卡頭包括與相應斷頭連接的單孔夾片錨具I1和卡柱3,所述卡柱3的上下兩 端分別通過一個連接鋼板2與所述單孔夾片錨具I1連接。
[0023] 所述卡座包括與相應斷頭連接的單孔夾片錨具II20、連接座13和一對鉗夾板4， 所述鉗夾板4的中部與所述連接座13鉸接，前部形成有與所述卡柱3適配的卡口，后部由 凸輪7傳動，所述凸輪7位于一對所述鉗夾板4之間，所述鉗夾板4通過螺釘11與所述凸 輪7接觸，所述凸輪7與所述連接座13鉸接，所述凸輪7上連接有施力部件5 ;所述單孔夾 片錨具II20與所述連接座13固接。施力部件5可帶動凸輪7相對連接座13轉動，連接座 13上開有圓弧通槽19,以避免凸輪7轉動時連接座13與第二銷釘9發生干涉。
[0024] 在本實施例中，為了便于操作，在所述施力部件5上連接有搬把6。搬把6可焊接 于施力部件5上，也可在施力部件5上加工螺栓孔，搬把6 -端加工螺紋，通過螺紋配合連 接。在本實施例中，所述施力部件5通過兩個第二銷釘9與所述凸輪7連接。所述鉗夾板 4與所述連接座13通過第三銷釘10鉸接，所述凸輪7與所述連接座13通過第一銷釘8鉸 接，第一銷釘8上下兩端與連接座13固接。為了實現上述連接，在連接座13和凸輪7上開 設有銷釘孔15。連接座13與鉗夾板4之間設置有墊圈12 ;鉗夾板4上加工螺紋孔，用于安 裝螺釘11，螺釘11通過在螺栓孔中旋緊來壓緊凸輪7 ;連接座13通過焊縫18與單孔夾片 錨具II20相連。
[0025] 制作上述裝置時，首先根據拉索14的公稱直徑選取單孔夾片錨具I1和單孔夾 片錨具II20,夾片錨具中的錨環材質一般為40Cr熱處理合金鋼，因此本裝置中的連接座 13和連接鋼板2的材質最好采用與錨環相同的40Cr熱處理合金鋼，若采用常用建筑鋼材 如Q235、Q345等也可，但要采用低匹配原則進行施焊。同時，在制作時要保證單孔夾片錨具 I1和單孔夾片錨具II20的軸線重合。
[0026] 上述卡頭的有關參數設計：
[0027] 設定根據拉索14的公稱直徑選用的單孔夾片錨具I1的錨環的外徑為D，卡柱3 的高度h應與錨環的外徑D相同，即h=D。
[0028] 卡柱3和單孔夾片錨具I 1的錨環之間的凈距應滿足使夾片錨具的夾片能夠方便 的從此處塞入錨環中。
[0029] 連接鋼板2的寬度：為保證連接鋼板2與單孔夾片錨具I1的錨環方便施焊，且為 拉索14的安裝預留足夠的空間，其寬度不應大于單孔夾片錨具I1的錨環外徑D，設定其寬 度取為b。
[0030] 連接鋼板2的厚度：設連接鋼板2的厚度為d，則
【權利要求】
1. 一種建筑結構拉索瞬間斷開裝置，其特征在于，該裝置設置在拉索的兩個斷頭之間， 包括與一個斷頭連接的卡頭和與另一個斷頭連接的卡座； 所述卡頭包括與相應斷頭連接的單孔夾片錨具I和卡柱，所述卡柱的上下兩端分別通 過一連接鋼板與所述單孔夾片錨具I連接； 所述卡座包括與相應斷頭連接的單孔夾片錨具II、連接座和一對鉗夾板，所述鉗夾板 的中部與所述連接座鉸接，前部形成有與所述卡柱適配的卡口，后部由凸輪傳動，所述凸輪 位于一對所述鉗夾板之間，所述鉗夾板通過螺釘與所述凸輪接觸，所述凸輪與所述連接座 鉸接，所述凸輪上連接有施力部件；所述單孔夾片錨具II與所述連接座固接。
2. 根據權利要求1所述的建筑結構拉索瞬間斷開裝置，其特征在于，所述施力部件上 連接有搬把。
3. 根據權利要求1所述的建筑結構拉索瞬間斷開裝置，其特征在于，所述施力部件通 過兩個第二銷釘與所述凸輪連接。
【文檔編號】G01M99/00GK104234327SQ201410490663
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】陳志華, 王霄翔, 董成林, 劉紅波 申請人:天津大學
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