一种索穹顶结构用索夹的制作方法

本实用新型涉及一种索夹结构，尤其涉及一种索穹顶结构用索夹。

背景技术：

索穹顶结构(Cable Dome)是一种基于张拉整体思想的预应力索杆结构体系，也是迄今为止跨度最大的屋盖结构形式之一，索穹顶结构是一种结构效率极高的全张力结构体系，是由一组连续的拉索和不连续的压杆组合而成的自应力、自平衡，无多余约束且几何稳定的空间铰接索杆结构体系。索穹顶结构兼收穹顶和索结构的工作机理和特点，这种全新的结构形式一经出现便以其新颖的造型、经济的造价、巧妙的构思在国内外引起了广泛的兴趣和关注。该结构充分利用钢材的抗拉强度，所以结构自重很轻，平均造价低。索穹顶采用高强钢索作为主要受力构件，配合使用轴心受力杆件，通过施加预应力，巧妙地张拉成穹顶结构。索夹节点作为连接各个部分的重要部件是索穹顶结构设计的关键环节，也是发挥其结构功能的关键所在，因此索夹需要满足力学准则和结构构造措施，并便于加工制作和现场施工。

公告号CN103696520B公开了一种弦支结构的CFRP索连接节点，其中环向连续索固定在环索压板和固定端主体之间，环向连续锁环绕在环索转轴上。其中环索的固定是通过环向连续索固定部分1实现的，具体包括：固定端主体1-1、环索压板1-2。该结构由于环向跨度大，造价高，对环索也会形成较大的节点张力，造成环索局部应力过高。而且该结构仅能实现单根单层环索的固定。

公告号CN203080413U公开了一种抗滑移索夹，包括索夹体，索夹盖，螺栓，索夹体中设有凹槽，索夹盖安装在凹槽内，索夹体和索夹盖通过螺栓连接。本实用新型提供的抗滑移索夹，抗滑移索夹适用于谷索、环索、脊索和吊索，适用性更强，本实用新型使索在提升过程达到了同步性，同时避免了由于应力分布不均匀使索体易滑移的现象产生，交叉连接的吊索降低结构不平衡力，避免了吊起过程中的偏移和倾斜。但是该索体只有单向吊索，从设计结构看，无法适应索穹顶结构的环索固定，无法在竖向进行悬吊。

索穹顶结构中的环索是重要的张力结构，环索容易松弛，且属于同一圆周上的环索往往有数根，有的索穹顶结构还设置了双层环索以提高张力，即使在某一圈环索出现松弛的状况，对整圈环索也无影响。但是针对此类索穹顶结构，目前还没有对应的索夹。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对索穹顶结构中同一圆周有双层、每层包含多根环索的结构，设计一款新型索夹结构，同时该索夹能够与径向索和竖向索进行有效连接，满足索穹顶结构的力学准则和结构构造要求。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种索穹顶结构用索夹，包括支撑板、上夹具体、下夹具体、索夹连接板，所述支撑板竖立设置，上、下夹具体分别对应支撑在支撑板的上下侧，支撑板的一端成型有径向连接耳板，所述索夹连接板固定在上夹具体上方，且索夹连接板的上表面成型有索夹连接耳板，且索夹连接耳板呈驼峰型；所述上、下夹具体上设置有环索固定机构，分别固定同一圈环索的上下层环索。

上述驼峰型连接耳板主要是实现竖向悬吊，承受压力，驼峰型有利于提高索夹的抗弯刚度，降低弯曲应力和弯曲变形，实验证明，尤其以不对称驼峰型的效果为佳。

优选地，索具体成型有内陷的腔体，所述环索固定机构是在索具体的腔体内成型有若干平行的内索槽，单个内索槽配置有独立的、用于压紧环索的盖板，所述盖板上再成型有外索槽，在盖板与对应的索槽盖合固定的状态下，前述外、内索槽对合构成供单一环索穿过的索夹内孔。这样可以将多个环索固定在同一索夹上，且对于更容易受腐蚀的上层环索来讲，即具有内外双重保护，上索具体和索夹连接板构成外层保护，盖板构成内层保护。

优选地，所述盖板上位于外索槽两边的翅片呈上扬式，翅片与索具体为螺栓拧紧结构，自然状态下翅片与索具体构成斜口，但在螺栓锁紧力的作用下，该翅片产生向下的微变形，盖板在外索槽的隆起部位始终具有压紧环索的趋势，并能有效防止在使用过程中高强螺栓发生松动。

优选地，在单个盖板的外索槽和索具体的内索槽两端分别对应的开设有密封圈槽，密封圈槽内设置密封圈，对位于索夹内孔内的剥皮环索构成端部密封，优选单侧有两道密封，为环索提供有效密封。进一步地，为了更好的达到防腐的目的，索槽内设置有锌套，对环索的钢丝构成电化学保护。

密封圈材料采用耐老化性能好的硅橡胶材料。密封圈可在制索时预先安装在拉索上或后期粘接在拉索上。当采用高强螺栓旋合盖板时，盖板内壁及夹具体索孔形成挤压面，密封圈设置在两挤压面之间，并在挤压面的作用下受压变形而与拉索外壁贴合，从而达到了最佳的防水效果。

再来，由于索夹与环索是刚性接触，为了减少索夹固定对环索的应力影响，所述索具体的腔体内成型有径向延伸的分隔板，所述分隔板将索具体腔体隔成两室，任一内索槽对应的配置有两个盖板，两盖板分别位于分隔板两侧。该设置能够将索夹内孔分段，减小索夹与环索的刚性接触长度，减少对索夹的损伤，对环索的松弛也有减缓效果。

优选地，所述索具体的两侧侧板上成型有与内索槽贯通的缺口，且缺口口部朝向环索受力的方向偏斜。

进一步地，所述内索槽的径向截面呈偏心异型孔结构，该偏心异型孔的重心朝向环索受力的相反方向偏移。优化后的索夹内孔较原常规内孔相比：一方面可以有效地卡住径向拉索，防止拉索脱出；另一方面又能减少索夹螺栓孔、螺钉的剪切应力，延长螺钉的使用寿命(如图14)。

具体地，所述上夹具体和索夹连接板周沿开设有上下对应的螺孔，二者通过螺钉锁紧可靠连接。

优选地，所述索夹连接耳板呈驼峰状，且索夹连接板上再成型有支撑耳板，所述支撑耳板与索夹连接耳板(垂直)相交，索夹连接耳板主要用于实现竖向连接，实现环索的竖向悬吊，作为受力部件，索夹连接耳板的强度尤其关键。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本申请设计的索夹结构，主要是针对索穹顶结构中的环索进行固定，能够对同一圆周组内的双层、多根环索进行逐个固定，使同组环索压紧并组合为一体，确保同组环索具有一致的受力，提高不同根环索的受力均衡。满足环索的力学准则和结构构造，便于现场制作和安装。

本申请索夹主要由夹具体、连接耳板、支撑板、高强螺栓等部件组成，结构形式可分为板材焊接结构和铸造结构。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中索夹的工作状态图；

图2为本实用新型实施例1中索夹的正视图；

图3为本实用新型实施例1中索夹的俯视图；

图4为本实用新型实施例1中索夹的立体图；

图5为本实用新型实施例2中索夹的正视图；

图6为本实用新型实施例2中索夹的俯视图；

图7为本实用新型实施例2中索夹的立体图；

图8为本实用新型实施例中盖板的立体图；‘

图9为本实用新型实施例中盖板的正视图；

图10为本实用新型实施例中盖板的俯视图；

图11为本实用新型实施例中索夹连接板的立体图；

图12为本实用新型实施例中索夹连接板的正视图；

图13为本实用新型实施例中索夹连接板的俯视图；

图14为本实用新型实施例中索夹(索夹内孔呈偏心异型孔)的工作状态图；

图15为本实用新型实施例中索夹固定机构的示意图；

图16为图15的A部放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图2-3所示，本实施例涉及的索穹顶结构的索夹，能够将多根环索压紧组合为一体，具体包括竖立设置的支撑板3、上夹具体4、下夹具体5、索夹连接板6，上、下夹具体(4、5)分别对应支撑在支撑板3的上下端，且上下夹具体(4、5)上下结构对称。支撑板3的外端成型有径向连接耳板7，用于连接径向索1。索夹连接板6固定在上夹具体4上方，二者通过(高强度)螺钉锁紧连接；索夹连接板6的上表面成型有相互垂直交叉的索夹连接耳板8和支撑耳板11，索夹连接耳板(8)呈驼峰型。

上、下夹具体(4、5)，以下统称为索具体上设置有环索固定机构，分别固定同一圈组环索的上下层环索。具体的固定结构是，索具体成型有内陷的腔体，腔体内成型有若干平行的内索槽，腔体中间成型有径向延伸的分隔板10，该分隔板10将索具体腔体隔成左右两室，任一内索槽被分隔板10隔成两段，任一内索槽对应的设置有两个独立的、用于压紧环索2的盖板9，分别位于分隔板两侧(在实际制作索夹时，分隔板不限于一排，也可通过设置多排分隔板，将索夹内孔a分隔成连续的多段)。盖板9成型有外索槽，在盖板9与对应的内索槽盖合固定的状态下，内、外索槽对合构成供单一环索穿过的索夹内孔a。

进一步地，索夹内孔a的径向截面呈偏心异型孔结构，该偏心异型孔的重心朝向环索受力的相反方向偏移，从而使环索牢牢的卡固在索夹内孔a中，如图14所示。索具体的两侧侧板上成型有与内索槽贯通的缺口b，以供环索卡入索夹内孔a，且缺口口部朝向环索受力的方向偏斜，或理解为缺口的偏斜方向与偏心异型孔重心的偏移方向相反。

如图8—10所示，本实施例的盖板9上位于外索槽两边的翅片901呈上扬式，自然状态下，翅片901与索具体直接构成斜口。盖板9是通过螺栓锁紧在索具体上的，在螺栓锁紧力的作用下，该翅片901产生向下的微变形，盖板在外索槽的部位始终具有压紧环索的趋势。

如图15、16所示，环索在装入索槽内孔前要剥去包覆在环索外层的HDPE层而露出钢丝14，所以有必要对位于索槽内孔内的钢丝14要进行密封防护。在单个盖板9的外索槽和盖板覆盖的内索槽两端分别对应的开设有密封圈槽，密封圈槽内设置密封圈12，密封圈12在密封圈槽内发生微变形而抱紧环索，这样既可对位于索夹内孔中的环索钢丝构成端部密封。此外，为了防止钢丝腐蚀，本申请在索夹内孔中设置有锌套13，锌套13直接与钢丝接触，对钢丝构成牺牲阳极的电化学保护。

实施例2

如图5-7，本实施例的索夹结构整体与实施例1相似，不同的地方主要由如下两部分：

(1)上下索具体(4、5)两侧没有侧板，这样位于索具体腔体内的环索固定机构，尤其是盖板9就露了出来，虽然简化了索具体的结构，但是索夹的固定机构更容易受到环境的影响，雨水、潮气更容易接触盖板，存在腐蚀螺钉的风险。

(2)本实施例的索夹内孔为普通的圆孔结构，与实施例1索夹具有的偏心异型孔相比，螺孔、螺钉要承受到更大的剪切力，容易造成松动，索夹整体的耐疲劳性能较差。

除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。