CN104234184B - 一种用于预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆及张顶器 - Google Patents

Abstract

一种用于预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆及张顶器，涉及空间钢结构领域。针对预应力索杆网格结构的成形的丝扣拧张法杆件旋出长度受限、节点构件过大、旋出的压杆与节点构件的连接可靠性差等问题，本发明提供了一种新型的可调整长度的压杆及实现这种压杆伸长作业的张顶器。技术要点：预应力索杆网格结构中的可调整长度的压杆由上下两段压杆组成，在两段压杆间加装长度调整装置，通过张顶器可对这种压杆的实施杆件伸长的作业，伸长后的压杆依靠长度调整装置中的固定件固定尺寸。本发明可以实现压件任意尺寸的伸长效果，能为自平衡预应力索杆网格结构提供更大的预应力度，并且节点构件的尺寸的大幅减少，杆件的伸长作业实施快捷、高效。

Description

一种用于预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆及张顶器

技术领域

本发明涉及空间钢结构，尤其涉及一种自平衡式预应力索杆网格结构。

背景技术

自平衡预应力索杆网格结构是由柔性拉索和刚性压杆组成的空间钢结构，与普通的网格结构不同，这种结构的结构基本单元体是一种由柔性拉索和压杆组成的六面体。结构的刚度是从拉索的张力中获得。由于自平衡预应力索杆网格结构在特殊上的构造性，结构体系需采用伸长受压腹杆间接张拉柔性拉索的方法实现结构成形。目前见诸文献的实现自平衡预应力索杆网格结构压杆伸长的方法是丝扣拧张法，所述的丝扣拧张法是指在压杆的两端设置反向的丝扣，预先将两端的丝扣拧入端部的节点构件中，结构成形时将压杆自两端的节点构件中旋出，从而实现压杆的伸长。丝扣拧张法由于在成形工艺上需实现各压杆自节点构件中的较大量程的旋出，因此结构节点构件需作特殊设计，而且尺寸大，这将导致结构自重的显著增加，影响了工程的经济性和美观性，而且压杆的旋出作用对压杆与节点的连接有较大扰动，旋出后的压杆与节点构件的连接的可靠性难以保证。本发明给出了一种用于预应力索杆网格结构的可调整长度压杆及配套的张顶器，可以在不扰动压杆与节点连接的情况下轻易地实现压杆的伸长，而且伸长后的压杆可以选择临时性或永久性地对杆件长度进行固定，能灵活配合自平衡预应力索杆网格结构成形分批分阶段的成形需求，成形过程安全、高效，不需要重型张拉设备。

发明内容

目前为实现自平衡预应力索杆网格结构成形而采用的压杆伸长的方法是丝扣拧张法，这种方法在实施时需将压杆自两端节点构件旋出，为保证压杆有足够的旋出长度，结构中的各节点构件的尺寸将大幅增大，而且旋出后的压杆与节点的连接在高应力状态下的可靠性无法保证。针对上述问题本发明给出了一种适用于预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆装置及实现这种压杆长度调整的张顶器。采用这种压杆可以简便高效地实现预应力索杆网格结构中各压杆的伸长，以满足结构成形的需求。

本发明的技术方案是：用于预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆装置由上下两段压杆组成，在上下两段压杆间加装了长度调整装置，通过本发明给出的张顶器可对这种压杆的实施杆件伸长的作业，伸长后的压杆依靠长度调整装置中的固定件固定尺寸。

其中可调整长度的压杆装置由压杆1、连接杆2、封板3、固定件4四部分组成；构造如图1所示，其中，连接杆2通过封板3与压杆1焊接，连接杆2与压杆1的轴线重合，连接杆2连接的上下两段压杆1能沿压杆的轴线方向滑动；固定件4由左、右两半圆形管壳组成，用来固定压杆1伸长状态，固定件4的外径尺寸与压杆1的外径尺寸相同，固定件4的内径尺寸与连接杆2的外径尺寸相同，固定件4可方便地安装和拆除，安装时将两半管壳扣在连接杆2的外侧，通过螺栓将固定件4临时固定在上下两段压杆1之间，需永久固定时也可将固定件4的两瓣焊接在一起。固定件4与压杆1的钢材牌号相同。

其中的实施预应力索杆网格结构的压杆伸长作业的张顶器由栓杆5、为栓杆5提供锚固的零件6、张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7、撑杆9四部分组成，其安装过程是：1)在待伸长的压杆1的近节点构件8处安装张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7。张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7由形状相同的左右两瓣组成，通过安置其上的螺栓孔和螺栓可以将张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7的两瓣整合成一体。张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7的内径与压杆1的外径相协调，能够保证安装完成后的张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7在压杆1上自由滑动。2)通过螺栓连接的方法将各撑杆9及为栓杆5提供锚固的零件6安装就位。3)将张拉栓杆5安装至左右为栓杆5提供锚固的零件6的预制孔道中。

其中，对可调整长度的压杆装置实施伸长作业的过程是:将顶升器安装在待伸长的压杆1上，旋转栓杆5的螺母使螺母与栓杆5头部间的尺寸a变小，此过程将使撑杆9的竖向夹角变小，压杆1被推长。压杆1的推升长度达到预定尺寸时将固定件4箍在连接杆2上，固定件4与压杆1固定后拆除张顶器。当固定件4需临时固定时可选用合适的螺栓螺母标准件对两瓣固定件4固定；需永久固定时，可将固定件4的两瓣采用对接焊缝的方式焊接。

本发明的有益效果是：

本发明对现有技术的贡献主要体现在下几个方面：

1)杆件的伸长与结构的节点构件的尺寸无关，解决了丝扣拧张法在杆件伸长工艺上对节点尺寸的要求。节点构件的尺寸的大幅减少，不仅节省了钢材，更减小了自平衡预应力索杆网格结构的自重，工程经济性显著改善。

2)采用本发明的杆件长度调整装置可以实现任意尺寸的受压杆件的伸长效果，能够满足自平衡预应力索杆网格结构成形时分批分阶段的成形需求，可以为自平衡预应力索杆网格结构提供更大的预应力度。

3)实施过程快捷、高效，不需要借助重型张拉设备，伸长后的压杆安全耐久。

附图说明

图1安装有长度可调装置的压杆，其中：压杆1、连接杆2、封板3、固定件4；

图2是伸长状态的压杆，其中：压杆1、连接杆2、封板3；

图3是固定件4其中一瓣的正视图；

图4是固定件4俯视图；

图5用于压杆伸长作业的张顶器示意图，其中：压杆1、连接杆2、封板3、固定件4、栓杆5、为栓杆5提供锚固的零件6、张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7、自平衡预应力索杆网格结构的球形节点8、撑杆9；

图6是图3的局部剖视图；

图7是图3的局部剖视图。

具体实施方式

如图1-4所示，用于自平衡预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆装置由压杆1、连接杆2、封板3、固定件4四部分组成；其中，连接杆2通过封板3与压杆1焊接，连接杆2与压杆1的轴线重合，连接杆2连接的上、下两截压杆1能沿压杆的轴线方向滑动；固定件4由左、右两半圆形管壳组成，用来固定压杆1伸长状态，固定件4的外径尺寸与压杆1的外径尺寸相同，固定件4的内径尺寸与连接杆2的外径尺寸相同，固定件4可方便地安装和拆除，安装时将两半管壳扣在杆2的外侧，通过螺栓将固定件4临时固定在上、下两截压杆1之间，需永久固定时也可将固定件4的两瓣焊接在一起。固定件4与压杆1的钢材牌号相同。

如图5-7所示，对预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆装置实施伸长作业的张顶器由栓杆5、为栓杆5提供锚固的零件6、张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7、撑杆9四部分组成，将其安装至过程是：1)在待伸长的压杆1的近节点构件8处安装张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7。为实现张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7的安装，张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7由形状相同的左右两瓣组成，通过安置其上的螺栓孔和螺栓可以将张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7的两瓣整合成一体。张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7的内径与压杆1的外径相协调，能够保证安装完成后的张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件7在压杆1上自由滑动。2)通过螺栓连接的方法将各撑杆9及为栓杆5提供锚固的零件6安装就位。3)将张拉栓杆5安装至左右为栓杆5提供锚固的零件6的预制孔道中。

用图5-7所示的张顶器对预应力索杆网格结构中可调整长度的压杆装置实施伸长作业的过程是:将张顶器安装在待伸长的压杆1上，旋转栓杆5的螺母使螺母与栓杆5头部间的尺寸a变小，此过程将使撑杆9的竖向夹角变小，压杆1被推长。压杆1的推升长度达到预定尺寸时将固定件4箍在连接杆2上，固定件4与压杆1固定后拆除张顶器。当固定件4需临时固定时可选用合适的螺栓螺母标准件对两瓣固定件4固定；需永久固定时，可将固定件4的两瓣采用对接焊缝的方式焊接。

Claims (3)

1.一种用于预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆装置，其特征在于：用于预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆装置由压杆(1)、连接杆(2)、封板(3)、固定件(4)四部分组成；所述压杆(1)的外径和张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件(7)的内径相协调，保证安装完成后的张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件(7)在压杆(1)上自由滑动；其中，连接杆(2)通过封板(3)与压杆(1)焊接，连接杆(2)与压杆(1)的轴线重合，连接杆(2)连接的上下两段压杆(1)能沿压杆的轴线方向滑动；固定件(4)与压杆(1)的钢材牌号相同，固定件(4)由左、右两瓣半圆形管壳组成，用来固定压杆(1)伸长状态，固定件(4)的外径尺寸与压杆(1)的外径尺寸相同，固定件(4)的内径尺寸与连接杆(2)的外径尺寸相同，固定件(4)可方便地安装和拆除，安装时将两半管壳扣在连接杆(2)的外侧，通过螺栓将固定件(4)临时固定在上下两段压杆(1)之间，永久固定时固定件(4)的两瓣采用对接焊缝的方式焊接。

2.根据权利要求1所述的一种用于预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆装置伸长作业的张顶器，其特征在于：张顶器由栓杆(5)、为栓杆(5)提供锚固的零件(6)、张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件(7)、撑杆(9)四部分组成，通过螺栓的连接方法将各撑杆(9)及为栓杆(5)提供锚固的零件(6)安装就位，张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件(7)由形状相同的左右两瓣组成，通过安置其上的螺栓孔和螺栓可以将张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件(7)的两瓣整合成一体，整合成一体的张顶器与自平衡预应力索杆网格结构的球形节点构件接触的零件(7)能在压杆(1)上自由滑动。

3.根据权利要求1所述的一种用于预应力索杆网格结构的可调整长度的压杆装置，其特征在于：对可调整长度的压杆实施伸长作业的过程是:将张顶器安装在待伸长的压杆(1)上，旋转栓杆(5)的螺母使螺母与栓杆(5)头部间的尺寸a变小，此过程将使撑杆(9)的竖向夹角α变小，压杆(1)被推长，压杆(1)的推升长度达到预定尺寸时将固定件(4)箍在连接杆(2)上，固定件(4)与压杆(1)固定后拆除张顶器。