CN205091241U - 一种研究pe索与索夹球连接性能的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于建筑构件试验设备领域，具体涉及一种研究PE索与索夹球连接性能的试验装置，包括PE索、制动索夹球、顶推工具端板、并联式液压千斤顶、试验索夹球、张拉试验机及位移计；其中PE索两端设置张拉试验机，PE索中部区设置有通过并联式液压千斤顶连接的两顶推工具端板，两顶推工具端板通过设置在PE索上的两试验索夹球顶紧，所述其中一试验索夹球的另一侧还抵接有一制动索夹球。试验索夹球端部设置有位移计，位移计测量试验索夹球与PE索相对位移。本试验装置可直观地判断出索夹球滑移时的最不利滑移面，快速分析出不同索力、不同表面接触情况下索夹球的抗滑移摩阻力，进而推算出抗滑移摩擦系数指导索夹球节点设计。

Description

一种研究PE索与索夹球连接性能的试验装置

技术领域

本实用新型属于建筑构件试验设备领域，具体涉及一种研究PE索与索夹球连接性能的试验装置。

背景技术

在大跨度索杆梁预应力空间结构中，PE拉索往往采用单方向通长布置的形式，上部刚性结构与拉索之间采用索夹球的形式连接，由于刚性撑杆与拉索之间存在一定夹角，刚性撑杆轴力在索夹球部位会产生较大的不平衡力内力，这些不平衡内力需要索夹球与索体的摩擦力来抵抗，当索夹球的抗滑移力不足时将导致索夹球沿着索长度方向发生滑动从而影响索系的位形，索杆体系的受力状态以及索力将发生突变，更严重的情况将导致索夹球夹持处的拉索表面的PE护套撕裂，影响索体的防腐及结构的整体受力性能，故确定索夹球与索体之间的抗滑移摩擦系数进而设计合理的索夹球节点形式是整个结构体系的关键。

有鉴于此，本实用新型提供一种研究PE索与索夹球连接性能的试验装置，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型提供了一种研究PE索与索夹球连接性能的试验装置，该试验装置可直观地判断出索夹球滑移时的最不利滑移面，通过力—位移曲线分析出不同索力及不同表面接触情况下索夹球的抗滑移摩阻力，进而推算出抗滑移摩擦系数指导设计。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：本试验装置包括PE索、制动索夹球、顶推工具端板、并联式液压千斤顶、试验索夹球、张拉试验机及位移计。PE索锚具两端设置张拉试验机；PE索中部区域安装试验索夹球及制动索夹球；索夹球中间设置并联式液压千斤顶；液压千斤顶与索夹球中间设置顶推工具端板传递顶推力；试验索夹球端部设置位移计，位移计测量索夹球与PE索相对位移。

所述的张拉试验机与张拉控制室连接，根据试验要求为拉索提供不同的张拉力，PE索与张拉试验工作平台平行放置。

所述的试验索夹球与制动索夹球均采用高强螺栓的预紧力与索体连接，同时作为试验时的加载反力点，需保障制动索夹球的抗滑移力大于试验索夹球，一方面通过设置两个制动索夹球，且索夹球之间压实顶紧，另一方面制动索夹球采用比试验索夹球大一个规格的高强螺栓以提供更大的预紧力。

所述与并联式液压千斤顶配套相连的精密压力表需在实验室专业设备上进行标定（并联主动标定）；并联式液压千斤顶需均匀布置在索体周围，使传力均匀，千斤顶数量按需配置。

所述的顶推工具端板由上下两半组成，采用普通螺栓连接，端板每隔90度设置一块弧形加劲板，加劲板弧形端面与索夹球贴合传递顶推力。

所述位移计和百分表安装时，保证其指针滑动方向与拉索平行，并使用打孔限位板限位其指针接触点。

本实用新型有益效果：该试验装置简单，试验结果直观，试验数据可靠。

附图说明

图1为张弦结构中刚性撑杆与PE索的索夹球连接节点；

图2为索夹球抗滑移试验总装图；

图3为索夹球与PE索连接节点断面图；

图4为顶推工具端板示意图。

图中：1—刚性杆、2—刚性撑杆、3—索夹球、4—PE索、5—制动索夹球、6—试验索夹球、7—顶推工具端板、8—并联式液压千斤顶、9—张拉试验机、10—索夹球上半球、11—索夹球下半球、12—高强螺栓、13—扇形顶推端板、14—顶推加劲板一、15—顶推加劲板二。

具体实施方式

结合附图1-4，对本实用新型实施例做进一步详细说明。

本实施例中采用的PE索4规格为Φ7X397，索体直径为183mm，破断载荷为25515KN；PE索试验时的张拉力分别为0KN、2551KN、5102KN、7653KN、10204KN、12755KN；张拉试验机9规格为2000T；

索夹球3材质为G20Mn5QT，铸造完成的索夹球3经机加工成形，粗糙度要求达到Ra≤50μm，索夹球3与PE索连接接触内侧面采用电焊拉毛处理，高强螺栓孔加工采用配钻工艺，确保施工时螺栓的正常穿孔；试验索夹球6外直径为360mm，内直径为183mm，高强螺栓12规格为4M24，10.9级；制动索夹球5高强螺栓12规格为4M27，10.9级。

顶推工具端板7由两块扇形顶推端板13、两块顶推加劲板一14、两块顶推加劲板二15组成，其中顶推加劲板设置弧形端面与索夹球3外表面贴合，上下两块扇形顶推端板13采用设置在顶推加劲板二15上的普通螺栓连接，顶推工具端板7安装时需保证四块加劲板与索夹球外表面压实顶紧均匀传递顶推力。

高强螺栓12，用来连接索夹球上下两个半球，通过高强螺栓12的预紧力来夹紧PE索索体4，高强螺栓12预紧时应对称、分级施拧，确保预紧后螺栓整体受力的均匀性。

图2总装图连接：将带锚具的PE索4两端固定在张拉试验机9上，PE索体4与工作台保持平行且呈悬空状态；安装试验索夹球6和制动索夹球5，制动索夹球6两个索夹球之间需顶紧；安装顶推工具端板7，顶推工具端板7与索体长度方向垂直，四块弧形加劲板与索夹球外表面压实顶紧；安装并联式液压千斤顶8，千斤顶水平布置在PE索4两侧，千斤顶到工作台及PE索的距离一致，前后端分别与顶推工具端板7顶紧，连接与液压千斤顶油泵配套的精密压力表，该压力表在实验室专业设备上进行标定以保证油泵压力表的读数与液压千斤顶的顶推力准确对应；连接位移计和百分表，保证其指针滑动方向与拉索平行，并使用打孔限位板限位其指针接触点，位移计和百分表与动态数据采集系统相连，动态数据采集系统将采集的位移数据输入计算机中。

不同索力下试验。进行0KN索力状态下的加载，首先进行预加载，使制动索夹球5与试验索夹球6之间的PE索4处于绷紧状态，微调顶推工具端板7使其受力在同一轴线，同时读取索夹球末端处所设百分表初读数，然后按每级20KN分级加载，每级持荷10min，记录每一级荷载下位移计反馈到计算机上的位移读数，继续加载直至试验索夹球6发生明显滑动；其余索力下的试验过程同上。

索夹球抗滑移摩擦系数μ=F/（k×P）；其中F—试验确定的索夹球最大抗滑移力，k—紧固及压力分布不均匀系数取2.8，P—高强螺栓总预紧力。

Claims (2)

1.一种研究PE索与索夹球连接性能的试验装置，其特征在于：包括PE索、制动索夹球、顶推工具端板、并联式液压千斤顶、试验索夹球、张拉试验机及位移计；其中PE索两端设置张拉试验机，PE索中部区设置有通过并联式液压千斤顶连接的两顶推工具端板，两顶推工具端板通过设置在PE索上的两试验索夹球顶紧，所述其中一试验索夹球的另一侧还抵接有一制动索夹球；试验索夹球端部设置有位移计，位移计测量试验索夹球与PE索相对位移。

2.根据权利要求1所述的一种研究PE索与索夹球连接性能的试验装置，其特征在于：所述的顶推工具端板由上下两半组成，采用螺栓连接，端板每隔90度设置一块弧形加劲板，加劲板弧形端面与试验索夹球贴合顶紧传递顶推力。