CN117868555B - 一种拉索预应力补偿装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拉索预应力补偿装置及其安装方法。该装置安装在既有建筑拉索的一端，包括第一支撑板、第二支撑板和伸缩件，第一支撑板与既有建筑拉索连接，第二支撑板与既有结构部件连接，伸缩件设在第一支撑板和第二支撑板之间，其一端与第一支撑板连接固定，另一端与第二支撑板连接固定；记忆合金组件，包括多根形状记忆合金拉索，一端锚固于第一支撑板，另一端锚固于第二支撑板；索力测试组件，安装在既有建筑拉索上；升温组件，安装在多根形状记忆合金拉索上。本发明提出的拉索预应力补偿装置可以在不增加原结构负担的情况下完成对既有建筑拉索的预应力补偿，补偿速度快、施工空间要求小，为满足改造要求提供了新思路和新方法。

Description

一种拉索预应力补偿装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及索结构施工技术领域，尤其涉及大跨度空间索结构，具体涉及一种拉索预应力补偿装置及其安装方法。

背景技术

随着结构形式的不断更新，大跨公共建筑也犹如雨后春笋。大空间索结构建筑效果轻盈美观、受力高效且张拉装配施工效率高，目前已应用在国内外许多大跨度建筑结构中，其用钢量一般仅为传统空间结构的1/3~1/2。近几年国内学者又研究提出了多种索杆布置形式和屋面形式的索结构体系，不仅建造了多项索穹顶结构、弦支穹顶结构、索网结构工程，而且跨度不断增大。

目前大空间建筑结构由于其建筑空间、结构体系、火源类型的特殊性，其致灾机理、防火分析理论和设计方法更为复杂。预应力空间结构与传统空间结构相比，由于拉索高温热膨胀性能和蠕变性能的影响，火灾会导致明显的拉索构件预应力损失，进而影响整体结构的抗火性能。

此外，对于大空间索网结构在火灾灾害作用下的性能提升，不可避免与原结构产生焊接或联系，例如：为恢复既有拉索的目标张力需要对拉索进行补偿张拉，需要对原有的结构进行工装布置，然后增加拉索的内力；增加了结构性能提升的设计成本。

基于此，如何解决或优化大跨度建筑索结构在火灾作用下的性能提升是现阶段新型索结构体系的关键难题。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种拉索预应力补偿装置及其安装方法，以在不增加原结构负担的情况下完成对既有建筑拉索的预应力补偿，节约设计成本，为满足改造要求提供了新思路和新方法。

本发明的技术方案如下：

一种拉索预应力补偿装置，安装在既有建筑拉索的其中一端，包括：

支撑组件，包括第一支撑板、第二支撑板和伸缩件，其中所述第一支撑板和第二支撑板相对设置，所述第一支撑板安装于既有建筑拉索的锚固端，所述第二支撑板与既有结构部件连接，所述伸缩件设置于所述第一支撑板和第二支撑板之间，两端分别与所述第一支撑板、第二支撑板连接固定；

记忆合金组件，包括多根形状记忆合金拉索，设置在所述第一支撑板与第二支撑板之间，其一端穿设并锚固于所述第一支撑板，另一端穿设并锚固于所述第二支撑板；

索力测试组件，安装在所述既有建筑拉索上，用于监测所述既有建筑拉索的预应力损失；以及

升温组件，对应安装在多根所述形状记忆合金拉索上，能够根据所述索力测试组件测得的预应力损失对所述形状记忆合金拉索施加预定温度以使其张拉所述既有建筑拉索，以对既有建筑拉索的预应力损失进行补偿。

在一些实施例中，所述伸缩件为伸缩套筒、可滑动导轨或可折叠支撑。

在一些实施例中，所述形状记忆合金拉索设有四根，四根所述形状记忆合金拉索平行于所述既有建筑拉索设置，并呈环形设置在所述第一支撑板与第二支撑板之间，四根所述形状记忆合金拉索的水平投影沿所述既有建筑拉索左右对称设置。

在一些实施例中，所述记忆合金组件还包括：

形状记忆合金锚具，安装于所述形状记忆合金拉索的两端部，用于锚固形状记忆合金拉索；

连接螺杆，一端安装于所述形状记忆合金锚具的端部，另一端分别穿过所述第一支撑板和第二支撑板；

固定螺母，设置在所述第一支撑板和第二支撑板的外侧，并安装于所述连接螺杆用于固定连接螺杆。

在一些实施例中，所述记忆合金组件还包括：

调节螺母，设置在所述形状记忆合金锚具与所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，并安装于所述连接螺杆。

在一些实施例中，所述索力测试组件包括索力传感器，所述索力传感器沿所述第一支撑板内侧安装在所述既有建筑拉索的端部，所述索力传感器一端与所述第一支撑板抵接，另一端由一固定螺母固定。

在一些实施例中，所述索力测试组件还包括索力测试垫板，设置在所述索力传感器与所述固定螺母之间。

在一些实施例中，所述升温组件包括升温套管，套接在所述形状记忆合金拉索上，所述升温套管由两个半圆管相互拼合而成，两个所述半圆管一端铰接，另一端卡扣连接。

在一些实施例中，所述升温组件还包括套管支撑件，所述套管支撑件端部与所述第一支撑板和/或第二支撑板连接固定，中部与所述升温套管连接固定。

本发明还提出一种上述的拉索预应力补偿装置的安装方法，包括：

步骤一：安装支撑组件，先将伸缩件拉伸至1/2量程处，然后将伸缩件一端与第一支撑板连接固定，另一端与第二支撑板连接固定，最后将第一支撑板与既有建筑拉索连接，将第二支撑板与既有结构部件连接；

步骤二：安装记忆合金组件，将多根形状记忆合金拉索一端穿设并锚固于第一支撑板，另一端穿设并锚固于第二支撑板；

步骤三：安装索力测试组件，在既有建筑拉索穿过第一支撑板的内侧安装索力测试组件，并通过固定螺母进行固定；

步骤四：安装升温组件，将升温组件对应安装在多根形状记忆合金拉索上；

步骤五：对安装记忆合金组件的既有建筑拉索进行张拉，直至既有建筑拉索张拉至目标索力停止张拉。

本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明提出一种拉索预应力补偿装置，该装置安装在既有建筑拉索的其中一端，用于监测既有建筑拉索使用过程中产生的预应力损失，并能够在不改变原有结构的基础上完成对既有建筑拉索的预应力补偿。具有补偿速度快、施工空间要求小和可循环利用率高的性能。具体而言，至少具有如下实际效果：

（1）本发明提出的拉索预应力补偿装置在常规使用情况及火灾作用下对既有建筑拉索进行应力补偿时，将形状记忆合金拉索与索力传感器配合使用，既实现了索力内力的自动控制补偿，又能不产生对主体结构的不利影响，在不拆除原桁架结构的原则上完成对既有建筑拉索的内力补偿，避免了对原结构的改造设计；

（2）本发明提出的拉索预应力补偿装置取消了在火灾过后重新对既有建筑拉索进行施工张拉的步骤，减少了施工成本，实现了不改变既有结构同时完成既有建筑拉索的内力补偿，对整体结构的影响较小；

（3）本发明提出的拉索预应力补偿装置利用索力传感器可以实时的获得既有建筑拉索的内力变化，并通过升温组件对形状记忆合金拉索升温可以实时的调节既有建筑拉索的内力，另外，在结构发生火灾高温时，既有建筑拉索由于自身的蠕变、热膨胀及材料高温折减其内力会逐步损失，该装置正好可以补偿这部分预应力损失；

（4）本发明提出的拉索预应力补偿装置针对性的运用形状记忆合金拉索，可以充分的发挥其自身的高温变形性能，又使得形状记忆合金拉索对既有建筑拉索提供了有效的力系传导转移手段；

（5）本发明的支撑组件、记忆合金组件、索力测试组件以及升温组件可重复利用率高，整个安装过程具有机械化程度高、施工速度快、对结构正常使用影响小的特点；

（6）本发明提出的拉索预应力补偿装置不仅适用于大型体育场馆、展览中心、航站楼等大型预应力索结构场馆中，另外，还适用于大跨度索系桥梁结构，该装置适用场景较为广泛，适用于所有包含拉索构件的场景。

应当理解，本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本发明一些实施例的拉索预应力补偿装置的整体安装侧视图；

图2为图1的1-1剖面示意图；

图3为本发明一些实施例的拉索预应力补偿装置的整体安装俯视图；

图4为图3的2-2剖面示意图；

图5为本发明一些实施例的支撑组件的第一支撑板和第二支撑板整体结构示意图，其中（a）表示第一支撑板，（b）表示第二支撑板。

图中：1-第一支撑板；2-伸缩件；3-形状记忆合金拉索；4-第二支撑板；5-连接螺杆；6-连接耳板；7-形状记忆合金锚具；8-升温套管；9-调节螺母；10-套管支撑件；11-固定螺母；12-索力传感器；13-既有建筑锚具；14-既有建筑拉索；15-连接销钉；16-既有结构部件；17-安装孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

既有建筑拉索在长期使用过程中，会发生松弛，即产生一定的预应力损失。本发明提出一种拉索预应力补偿装置，该装置安装在既有建筑拉索的其中一端，用于监测既有建筑拉索使用过程中产生的预应力损失，并在不增加原有结构负担的情况下完成对既有建筑拉索的预应力补偿。

本发明尤其适用于火灾情况，由于拉索极易受高温热膨胀性能和蠕变性能的影响，因此，火灾作用下既有建筑拉索会产生明显的预应力损失，本发明提出的拉索预应力补偿装置能够利用形状记忆合金自身高温变形的性能对既有建筑拉索提供有效的力系传导转移手段，并在火灾过程中实时的测量预应力损失以及实时的对既有建筑拉索进行张拉，使得既有建筑拉索的内力快速的恢复至目标张拉内力。

以下结合较佳的实施方式对本发明的实现进行详细的描述。

如图1至图5所示，本发明提出一种拉索预应力补偿装置，该拉索预应力补偿装置包括支撑组件、记忆合金组件、索力测试组件和升温组件。

其中支撑组件一端与既有建筑拉索14连接，另一端与既有结构部件16连接；记忆合金组件设置在支撑组件上，能够利用自身高温变形的性能对既有建筑拉索14进行张拉；索力测试组件安装在既有建筑拉索14上，既有建筑拉索14与支撑组件连接位置处，用于监测既有建筑拉索14的索力变化；升温组件安装在记忆合金组件上，并与索力测试组件相关联，能够根据索力测试组件测得的索力变化对记忆合金组件施加预定温度以使其变形，对既有建筑拉索14进行张拉，进而对既有建筑拉索14产生的预应力损失进行补偿。

应当理解，这里的既有结构部件16可以是大跨空间结构主体部位。

继续参见图1至图4，支撑组件包括第一支撑板1、第二支撑板4和伸缩件2，第一支撑板1和第二支撑板4通过伸缩件2进行固定连接形成稳定的支撑装置。

其中第一支撑板1和第二支撑板4相对设置，支撑组件沿第一支撑板1的外侧与既有建筑拉索14的锚固端连接，支撑组件沿第二支撑板2的外侧与既有结构部件16连接，伸缩件2设置在第一支撑板1和第二支撑板4之间，伸缩件2一端与第一支撑板1连接固定，另一端与第二支撑板4连接固定。

在一些实施例中，参见图1、图3，既有建筑拉索14的端部设有既有建筑锚具13，既有建筑拉索14的端部热铸于既有建筑锚具13一端，既有建筑锚具13另一端内侧设有内螺纹，用以螺纹连接一连接螺杆5，既有建筑拉索14通过既有建筑锚具13另一端安装的连接螺杆5穿过第一支撑板1并通过一固定螺母11连接固定。

在一些实施例中，继续参见图1、图3，第二支撑板4的外侧焊接有两块相对设置的连接耳板6，既有结构部件16一端设置在两块连接耳板6之间，并通过连接销钉15连接固定。

容易理解，第二支撑板4的外侧不仅限于通过焊接连接耳板与既有结构部件16通过连接销钉15连接，也可通过焊接或螺栓连接其他连接结构与既有结构部件16进行连接固定。

在一些实施例中，第一支撑板1和第二支撑板4结构相同，均为圆形钢板。

伸缩件2设有四个，沿第一支撑板1和第二支撑板4的上下以及左右两边缘交叉垂直设置，用以防止记忆合金组件在应力补偿装置的平面外产生较大变形，及防止与既有建筑拉索14产生角度偏差，便于记忆合金组件与既有建筑拉索14始终保持平行。

较佳的，每个伸缩件2沿其左右两端与第一支撑板1和第二支撑板4焊接固定。

在一些实施例中，伸缩件2为伸缩套筒、可滑动导轨或可折叠支撑。伸缩件2还可以是其他摩擦较小、且平面外不产生变形的滑动连接装置，滑动连接装置两端通过螺栓连接或焊接连接固定于第一支撑板1和第二支撑板4。

本发明优选为伸缩套筒，伸缩套筒一端与第一支撑板1焊接固定，另一端与第二支撑板4焊接固定，以便于第一支撑板1和第二支撑板4可以沿平面内伸缩滑动，防止平面外的滑动。

继续参见图1至图4，记忆合金组件包括多根形状记忆合金拉索3，多根形状记忆合金拉索3由记忆合金材料根据既有的高钒索、密封索及平行钢丝束加工制作而成。

多根形状记忆合金拉索3设置在支撑组件的两块相对设置的支撑板之间，多根形状记忆合金拉索3的一端穿设并锚固于第一支撑板1，另一端穿设并锚固于第二支撑板4。

多根形状记忆合金拉索3为预应力索，在火灾作用下既有建筑拉索应力损失时被加热容易进行收缩变形，产生恢复力，用以与预应力损失进行相互抵消。

容易理解，形状记忆合金拉索3设置的数量与实际建筑工程中应用的拉索直径有关。

本发明中，形状记忆合金拉索3优选为四根，四根形状记忆合金拉索3平行于既有建筑拉索14设置，并呈环形设置在支撑组件的两块支撑板之间。四根形状记忆合金拉索3的水平投影沿既有建筑拉索14左右对称设置。

参见图2、图4，四根形状记忆合金拉索3和四个伸缩件2的端头在第一支撑板1和第二支撑板4上同圆心交错布置。

参见图5中的（a），第一支撑板1上设有5个安装孔17，其中一个安装孔17设置在第一支撑板1的圆心位置，用于安装既有建筑拉索14，另外四个安装孔17等角度同圆心设置在第一支撑板1接近边缘位置，或者第一支撑板1半径的2/3位置，用于穿设四根形状记忆合金拉索3其中一端。

继续参见图5中的（b），第二支撑板4上对应第一支撑板1外缘开设的另外四个安装孔17位置设有相同的四个安装孔17，用于穿设四根形状记忆合金拉索3另一端。

在一些实施例中，继续参见图1至图4，形状记忆合金组件还包括形状记忆合金锚具7、连接螺杆5和固定螺母11。其中，形状记忆合金锚具7对称安装在每根形状记忆合金拉索3的两端部，用于锚固形状记忆合金拉索3。连接螺杆5一端安装于形状记忆合金锚具7的端部，另一端分别穿过第一支撑板1和第二支撑板4。固定螺母11设置在第一支撑板1和第二支撑板的外侧，并安装于连接螺杆5，用于固定连接螺杆5。

多根形状记忆合金拉索3的两端通过形状记忆合金锚具7安装的连接螺杆5穿过第一支撑板1和第二支撑板4由固定螺母11连接固定。

在一些实施例中，形状记忆合金锚具7一端端口较小，另一端端口较大，其端口较小一端安装形状记忆合金拉索3，端口较大一端安装连接螺杆5。较佳的，形状记忆合金拉索3的端部热铸于形状记忆合金锚具7端口较小一端，形状记忆合金锚具7端口较大一端内侧设有内螺纹，连接螺杆5与形状记忆合金锚具7螺纹连接固定。

在一些实施例中，形状记忆合金组件还包括调节螺母9，该调节螺母9设置在形状记忆合金锚具7和第一支撑板1以及第二支撑板4之间，并安装于连接螺杆5。调节螺母9用于调节形状记忆合金拉索3的长度，防止其端部的形状记忆合金锚具7左右晃动。

继续参见图1至图4，索力测试组件包括索力传感器12，索力传感器12沿第一支撑板1内侧安装在既有建筑拉索14的端部，索力传感器12一端与第一支撑板1抵接，另一端由固定螺母11固定。索力传感器12能够测出既有建筑拉索14的索力。

较佳的，索力传感器12安装在既有建筑拉索14端部连接的连接螺杆5上，索力传感器12的内侧与第一支撑板1抵接，外侧由固定螺母11固定。

在一些实施例中，索力测试组件还包括索力测试垫板11，索力测试垫板11设置在索力传感器12与固定螺母11之间，用以使索力传感器12受力面更加均匀，防止固定螺母11转动对索力传感器12造成损伤。

在一些实施例中，索力测试组件还包括索力输入装置，与索力传感器12电连接或导线连接，用于存储计算索力传感器12测得的索力数据，以将索力转换为对形状记忆合金拉索3施加的温度。

本发明中，索力输入装置可以设置在拉索预应力补偿装置上，也可以设置在拉索预应力补偿装置外，具体位置本发明不做限定。

在一些实施例中，参见图1至图4，升温组件包括升温套管8，升温套管8套接在形状记忆合金拉索3上，用于对形状记忆合金拉索3进行升温，以使其进行伸缩变形。

较佳的，升温套管8由两个半圆管相互拼合而成，两个半圆管一端铰接，另一端通过卡扣连接，以便于安装和拆卸。

升温套管8的直径可以与形状记忆合金拉索3的直径相等，也可以略大于形状记忆合金拉索3的直径，升温套管8紧贴形状记忆合金拉索3的表面设置。

在一些实施例中，升温组件还包括套管支撑件10，套管支撑件10部分与拉索预应力补偿装置连接固定，部分与升温套管8连接固定，用以稳固升温套管8。

本发明中，由于形状记忆合金拉索3在受热过程中会产生变形，为了防止升温套管8随形状记忆合金拉索3一起变形，升温套管8与形状记忆合金拉索3之间一般预留出可变间隙，这样会导致升温套管8在形状记忆合金拉索3上左右移动，影响升温效率，通过借助套管支撑件10恰好可以很好的稳固升温套管8，同时确保升温套管8不会随形状记忆合金拉索3变形。

较佳的，套管支撑件10端部与第一支撑板1和/或第二支撑板4连接固定，中部与升温套管8管壁连接固定，用于稳固升温套管8。

较佳的，套管支撑件10为一支撑杆，设置在升温套管8的一侧或对称设置在升温套管8的两侧。套管支撑件10一端贴合升温套管8设置，另一端固定于第一支撑板1。

当然，套管支撑件10还可以是其它具有支撑作用的构件，比如一块长钢板，该长钢板一端连接于支撑板，另一端连接于升温套管8。

在一些实施例中，升温组件还包括升温控制装置，升温控制装置与升温套管8电连接或导线连接，用于根据索力输入装置转换得到的温度对覆盖于形状记忆合金拉索3上的升温套管8进行升温。

本发明中，升温控制装置可以设置在拉索预应力补偿装置上，也可以设置在拉索预应力补偿装置外，具体位置本发明不做限定。

本发明中，通过千斤顶张拉该拉索预应力补偿装置，使既有建筑拉索14张拉至目标应力，此时形状记忆合金组件也已经受力。当既有建筑拉索14遭受火灾时，其自身预应力产生损失，索力传感器12测出内力损失，索力输入装置经过升温变形原理处理计算对多根形状记忆合金拉索3需要施加的温度，借由多根形状记忆合金拉索3同步张拉既有建筑拉索14，使得既有建筑拉索14的内力恢复至目标张拉内力。

容易理解，在实际工程中一般是使用千斤顶对既有建筑拉索进行张拉，如果安装应力补偿装置，应力补偿装置和既有建筑拉索就是一个整体，实际工程中对应力补偿装置的张拉相当于对既有建筑拉索端部的张拉，当然也可以直接对既有建筑拉索的另一端进行张拉。

本发明对大空间索结构体系拉索完成火灾作用下建筑拉索应力补偿中，将因火灾高温引起的拉索应力损失通过形状记忆合金拉索3在温度作用下产生收缩变形及内力传递至第一支撑板1和第二支撑板4上，然后在传递至既有建筑拉索14上，避免了传统应力补偿加固工艺对原结构造成的影响和改变。基于记忆合金可抵抗火灾下建筑拉索应力损失的拉索预应力补偿装置传力路径明确，安装工艺难度低。

本发明还提出一种上述拉索预应力补偿装置的安装方法，包括：

步骤一：安装支撑组件，先将伸缩件2拉伸至1/2量程处，然后将伸缩件2一端与第一支撑板1连接固定，另一端与第二支撑板4连接固定，最后将第一支撑板1与既有建筑拉索14连接，此时不进行完全固定，后续会进行索力测试组件的安装，以及将第二支撑板4与既有结构部件16连接；

步骤二：安装记忆合金组件，将多根形状记忆合金拉索3一端穿设并锚固于第一支撑板1，另一端穿设并锚固于第二支撑板4；

步骤三：安装索力测试组件，在既有建筑拉索14穿过第一支撑板1的内侧安装索力测试组件，并通过一固定螺母11进行固定；

步骤四：安装升温组件，将升温组件对应安装在多根形状记忆合金拉索3上；

步骤五：对既有建筑拉索14和记忆合金组件进行张拉，直至张拉至既有建筑拉索14目标索力停止张拉。

在一些实施例中，步骤一中，伸缩件2设有4个，4个伸缩件2分别焊接于或其他连接方式（螺栓连接）第一支撑板1和第二支撑板4。第二支撑板4的外侧焊接连接耳板6或焊接或螺栓连接其他连接结构与既有结构部件16连接。

在一些实施例中，步骤二中，形状记忆合金拉索3设有4根，先沿4根形状记忆合金拉索3的两端安装连接螺杆5，然后在连接螺杆5上安装调节螺母9，最后将安装调节螺母9的连接螺杆5分别穿过第一支撑板1和第二支撑板4并通过固定螺母11进行固定。

在一些实施例中，步骤三中，索力测试组件包括索力传感器12，将索力传感器12安装在第一支撑板1内侧，既有建筑拉索14的端部，并由固定螺母11进行固定。

较佳的，索力测试组件还包括索力测试垫板11，将索力测试垫板11安装在索力传感器12与固定螺母11之间。

在一些实施例中，步骤四中，升温组件包括升温套管8，由两个半圆管相互拼合而成，两个半圆管一端铰接，其可以绕半圆管的一端旋转，另一端通过卡扣连接，安装时，将卡扣的一端打开，将其覆盖在形状记忆合金拉索3表面后再用卡扣卡住。

在一些实施例中，步骤四中，升温组件还包括套管支撑件10，将套管支撑件10两端分别与第一支撑板1和第二支撑板4连接固定，然后将套管支撑件10中部与升温套管8连接固定，用于稳固升温套管8。

在一些实施例中，步骤五中，利用千斤顶对安装记忆合金组件的既有建筑拉索14进行张拉，使既有建筑拉索14张拉至目标应力。

在一些实施例中，还包括步骤六：调整多根形状记忆合金拉索3上的固定螺母11和调节螺母9，防止其松动。

本发明中，常规情况下，既有拉索构件（既有建筑拉索）经受外部荷载作用（风作用、地震作用等）及结构在长时间（10年、20年、50年）使用过程中，其应力损失由外部荷载使其产生变形。损失的索力ΔF（损失的索力=拉索目标索力-当前测量索力）通过本发明的索力传感器进行测量得到，然后运用温度-力公式得到需要施加的温度T=（1-泊松比）×ΔF/（弹性模量×热膨胀系数），利用升温组件对形状记忆合金拉索升温，以补偿这部分的预应力损失。

火灾情况下，既有拉索索体（既有建筑拉索）在火灾作用下，其自身由于材料高温作用下性能变化（热膨胀、热蠕变、热-力耦合变形）造成了预应力损失。其损失应力的补偿方法和常规情况下应力补偿方法一致。上述两者的主要区别在于，应力损失导致因素及拉索变形情况不一致。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

Claims (10)

1.一种拉索预应力补偿装置，安装在既有建筑拉索的其中一端，其特征在于，包括：

支撑组件，包括第一支撑板、第二支撑板和伸缩件，其中所述第一支撑板和第二支撑板相对设置，所述第一支撑板安装于既有建筑拉索的锚固端，所述第二支撑板与既有结构部件连接，所述伸缩件设置于所述第一支撑板和第二支撑板之间，两端分别与所述第一支撑板、第二支撑板连接固定；

记忆合金组件，包括多根形状记忆合金拉索，设置在所述第一支撑板与第二支撑板之间，其一端穿设并锚固于所述第一支撑板，另一端穿设并锚固于所述第二支撑板；

索力测试组件，安装在所述既有建筑拉索上，用于监测所述既有建筑拉索的预应力损失；所述索力测试组件包括索力传感器，沿所述第一支撑板内侧安装在所述既有建筑拉索的端部；以及

升温组件，对应安装在多根所述形状记忆合金拉索上，能够根据所述索力测试组件测得的预应力损失对所述形状记忆合金拉索施加预定温度以使其张拉所述既有建筑拉索，以对既有建筑拉索的预应力损失进行补偿；所述升温组件包括升温套管，套接在所述形状记忆合金拉索上。

2.根据权利要求1所述的拉索预应力补偿装置，其特征在于，所述伸缩件为伸缩套筒、可滑动导轨或可折叠支撑。

3.根据权利要求1所述的拉索预应力补偿装置，其特征在于，所述形状记忆合金拉索设有四根，四根所述形状记忆合金拉索平行于所述既有建筑拉索设置，并呈环形设置在所述第一支撑板与第二支撑板之间，四根所述形状记忆合金拉索的水平投影沿所述既有建筑拉索左右对称设置。

4.根据权利要求1所述的拉索预应力补偿装置，其特征在于，所述记忆合金组件还包括：

形状记忆合金锚具，安装于所述形状记忆合金拉索的两端部，用于锚固形状记忆合金拉索；

连接螺杆，一端安装于所述形状记忆合金锚具的端部，另一端分别穿过所述第一支撑板和第二支撑板；

固定螺母，设置在所述第一支撑板和第二支撑板的外侧，并安装于所述连接螺杆用于固定连接螺杆。

5.根据权利要求4所述的拉索预应力补偿装置，其特征在于，所述记忆合金组件还包括：

调节螺母，设置在所述形状记忆合金锚具与所述第一支撑板和所述第二支撑板之间，并安装于所述连接螺杆。

6.根据权利要求1所述的拉索预应力补偿装置，其特征在于，所述索力传感器一端与所述第一支撑板抵接，另一端由一固定螺母固定。

7.根据权利要求6所述的拉索预应力补偿装置，其特征在于，所述索力测试组件还包括索力测试垫板，设置在所述索力传感器与所述固定螺母之间。

8.根据权利要求1所述的拉索预应力补偿装置，其特征在于，所述升温套管由两个半圆管相互拼合而成，两个所述半圆管一端铰接，另一端卡扣连接。

9.根据权利要求8所述的拉索预应力补偿装置，其特征在于，所述升温组件还包括套管支撑件，所述套管支撑件端部与所述第一支撑板和/或第二支撑板连接固定，中部与所述升温套管连接固定。

10.一种根据权利要求1至9任一项所述的拉索预应力补偿装置的安装方法，其特征在于，包括：

步骤一：安装支撑组件，先将伸缩件拉伸至1/2量程处，然后将伸缩件一端与第一支撑板连接固定，另一端与第二支撑板连接固定，最后将第一支撑板与既有建筑拉索连接，将第二支撑板与既有结构部件连接；

步骤二：安装记忆合金组件，将多根形状记忆合金拉索一端穿设并锚固于第一支撑板，另一端穿设并锚固于第二支撑板；

步骤三：安装索力测试组件，在既有建筑拉索穿过第一支撑板的内侧安装索力测试组件，并通过固定螺母进行固定；

步骤四：安装升温组件，将升温组件对应安装在多根形状记忆合金拉索上；

步骤五：对安装记忆合金组件的既有建筑拉索进行张拉，直至既有建筑拉索张拉至目标索力停止张拉。