一种弯折拉索与索夹组装件抗滑移承载力试验系统的制作方法

1.本实用新型涉及拉索与索夹组装件抗滑移承载力技术领域，具体是一种弯折拉索与索夹组装件抗滑移承载力试验系统。


背景技术：

2.索结构是由拉索作为主要受力构件而形成的预应力结构体系，大量应用于大跨桥梁和房屋建筑。拉索一般为采用高强钢丝构成的钢绞线、钢丝绳、钢丝束，具有高强、轻质、抗疲劳强度高、柔韧性好等优点。
3.索结构中的索夹作为夹持住索体的连接节点，一般由主体、压板和高强螺栓组成。主体和压板中设有索孔槽道；高强螺栓连接主体和压板，通过对高强螺栓施加预紧力，使主体和压板夹持索体，产生足够的摩擦力来抵抗索夹两侧的不平衡索力。《索结构技术规程》(jcj25712)中要求：索体在索夹中不应滑移，索夹与索体之间的摩擦力应大于索夹两侧索体的索力之差。在欧洲规范《eurocode3》(en1993-1-11：2006)的section6.4.1中，明确了对索夹抗滑力计算时应考虑垂直于索夹孔道方向上的荷载。
4.在索结构工程中，索夹抗滑移问题贯穿于结构的设计、施工和正常使用各个阶段，备受技术人员的关注。若索夹无法提供足够的抗滑承载力，不仅会改变相连构件的空间位形，而且会改变结构性能，甚至可能造成安全事故。
5.索夹抗滑承载力取决于索体与索夹之间的摩擦系数、高强螺栓的有效紧固力和弯折拉索对索夹孔道的横向压力。
6.影响高强螺栓有效紧固力的主要因素为：高强螺栓的预紧力值及其自身应力松弛索体直径变化。高强螺栓预紧力是施工拧紧高强螺栓在螺杆中产生的初始拉力，是影响紧固力的直接因素。预紧力越大，经过自身应力松弛和索径变化后，剩余的高强螺栓有效紧固力越大，反之越少；高强螺栓的拉力随着时间会发生应力松弛现象，导致高强螺栓紧固力损失。由于泊松效应，拉索的轴向拉伸引起索体直径减小，以及索体横向受压的蠕变效应，这些都导致高强螺栓有效紧固力减小，从而降低了索夹的抗滑承载力。
7.弯折拉索对索夹孔道的横向压力取决于索力和弯折角度，且与两者成正比关系。横向压力越大越有利于索夹抗滑。
8.为减少索头费用，工程中常采用索夹节点，使连通的索体穿过多个索夹节点与相邻构件连接。由于拉索仅受拉的力学特性，穿过索夹的拉索一般是弯折的，如张弦梁中的下弦索、弦支穹顶的环索等。但以往索夹抗滑试验中常将弯折拉索-索夹简化为直线拉索-索夹，忽略了实际工程中弯折拉索横向压力对索夹抗滑的影响，因此简化的直线拉索-索夹抗滑试验与实际工程的弯折拉索-索夹抗滑情况不一致。


技术实现要素：

9.针对上述现有技术，本实用新型提出一种弯折拉索与索夹组装件抗滑移承载力试验系统。
10.本实用新型提供的一种弯折拉索与索夹组装件抗滑移承载力试验系统，包括：
11.反力架，设为框型结构；
12.拉索，设于所述反力架上；所述拉索的两端分别穿过所述反力架的两侧且均通过索头螺母紧固，所述索头螺母与所述反力架之间设有斜垫板，所述索头螺母与所述斜垫板之间设有索力传感器；
13.索夹，设于所述反力架的内部，且通过若干高强螺栓夹持于所述拉索上；所述高强螺栓上设有紧固力传感器；所述拉索上设有位移传感器；
14.张拉千斤顶，设于所述拉索的一端；所述张拉千斤顶与所述反力架之间设有张拉支撑，所述张拉千斤顶通过张拉螺母紧固；
15.顶推千斤顶，设于所述反力架上靠近所述张拉千斤顶的一侧内端，所述顶推千斤顶与所述索夹之间设有顶推力传感器。
16.优选地，所述索头螺母与所述斜垫板之间还设有索头支撑。
17.优选地，所述反力架的内端设有滑移支撑，所述滑移支撑通过顶托滚轴与所述索夹滑动连接。
18.优选地，所述索夹与所述顶托滚轴之间设有滑动垫片。
19.优选地，所述滑移支撑采用钢材料制成。
20.优选地，所述反力架由若干钢板和固定螺栓拼接而成。
21.相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：本实用新型试验系统中的拉索弯折角度、索夹孔道、试验过程与弯折拉索-索夹实际受力和施工过程高度一致，充分考虑了拉索弯折及拉力、高强螺栓应力松弛、索体蠕变及时间效应对索夹抗滑承载力的影响，并通过顶推力-滑移量曲线明确索夹抗滑承载力，再结合高强螺栓有效紧固力、拉索索力和弯折角度推算出索体和索夹间的综合摩擦系数。此外，将所述斜垫片替换为垂直垫片时，该试验系统亦可用于直线拉索。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例的结构示意图。
23.其中，1、反力架，2、拉索，3、索头螺母，4、斜垫板，5、索头支撑，6、索夹，7、高强螺栓，8、张拉千斤顶，9、张拉支撑，10、张拉螺母，11、顶推千斤顶，12、滑移支撑，13、顶托滚轴，14、滑动垫片。
具体实施方式
24.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
实施例
25.一种弯折拉索与索夹组装件抗滑移承载力试验系统，如图1所示，包括：反力架1，反力架1采用数个钢板和固定螺栓拼接成框型结构，便于反力架尺寸的调整；反力架1上设有拉索2，拉索2的两端分别穿过反力架1的两侧且均通过索头螺母3紧固，索头螺母3与反力架1之间设有斜垫板4，索头螺母3与斜垫板4之间设有索力传感器和索头支撑5；反力架1的
内部设有索夹6，索夹6通过数个高强螺栓7夹持于拉索2的索体上，高强螺栓7上设有紧固力传感器，拉索2上还设有位移传感器。
26.进一步地，拉索2的一端设有张拉千斤顶8，张拉千斤顶8与反力架1之间设有张拉支撑9，张拉千斤顶8通过张拉螺母10紧固；反力架1上靠近张拉千斤顶8的一侧内端设有两个顶推千斤顶11，顶推千斤顶11与索夹6之间设有顶推力传感器，反力架1的内端设有滑移支撑12，滑移支撑12采用钢材料制成，滑移支撑12通过顶托滚轴13与索夹6滑动连接，索夹6与顶托滚轴13之间设有滑动垫片14。
27.本实施例的试验方法如下：
28.s1、安装拉索：在框型的反力架1上安装拉索2，使拉索2两端的索头螺杆分别穿过框型反力架1的两侧，在拉索2两端的索头螺杆上均安装索头螺母3进行紧固，在两端的索头螺母3与反力架1之间安装斜垫板4，在两端的索头螺母3与斜垫板4之间安装索力传感器，所述索力传感器接入数据采集系统进行实时采集，用于实时监测索力变化，且在一端的索头螺母3与斜垫板4之间安装索头支撑5，斜垫板4可沿索头支撑5圆弧滑动，且适应不同拉索弯折角度。
29.s2、安装锁夹：在拉索2的索体中部安装锁夹6，在锁夹6上的高强螺栓7上安装紧固力传感器，所述紧固力传感器接入数据采集系统进行实时采集，用于实时监测高强螺栓7紧固力变化，预紧高强螺栓7，直至紧固力达到设计预紧力，形成弯折拉索-索夹组装件。
30.s3、施加初始索力：将所述弯折拉索-索夹组装件静置，同时监测高强螺栓紧固力衰减情况并进行数据采集，直至高强螺栓7的紧固力衰减稳定，在反力架1的内端沿横向安装滑移支撑12，在滑移支撑12与索夹6之间安装顶托滚轴13和滑动垫片14，用于横向固定索夹6，同时能够减小对索夹抗滑承载力的影响，通过外部横向千斤顶对拉索2施加初始索力。
31.s4、安装张拉千斤顶：在拉索2远离索头支撑5的一端安装张拉千斤顶8，在张拉千斤顶8与反力架1之间安装张拉支撑9，在张拉千斤顶8的外端安装张拉螺母10进行紧固。
32.s5、调整索力：通过张拉千斤顶8对拉索2的初始索力进行调整，通过外部横向千斤顶施加正式索力，使所述正式索力达到设计索力，拉索2的弯折角度达到设计角度，维持拉索2的正式索力在设计索力下静置，直至高强螺栓7的紧固力再次衰减稳定，以考虑时间效应对索夹抗滑承载力的影响。
33.s6、安装顶推千斤顶：在反力架1上靠近张拉千斤顶11的一侧内端安装顶推千斤顶11，在顶推千斤顶11与索夹6之间安装顶推力传感器，所述顶推力传感器接入数据采集系统进行实时采集，用于实时监测顶推力值，在拉索2上安装两个位移传感器，所述位移传感器接入数据采集系统进行实时采集，分别测量索夹6主体和压板相对拉索2索体的滑移量，两个位移传感器固定在拉索2的索体上，顶针分别抵住索夹6的主体和压板，伸缩方向与索体平行。
34.s7、顶推索夹：通过顶推千斤顶11分级顶推索夹6，分级顶推索夹6之前，进行拉索张拉，以考虑拉索拉力对索夹抗滑承载力的影响，分级顶推加载采用先分级大后分级小的加载制度，当索夹6开始出现微小位移时，改成小荷载分级加载，根据对索夹抗滑移承载力的预估，选择合适的分级加载值，同步监测高强螺栓7的紧固力、顶推千斤顶11的顶推力和索夹6的滑移量，直至索夹6的滑移量迅速增长，顶推力难以继续增加，停止顶推；
35.s8、处理试验数据：根据顶推力-滑移量曲线确定索夹抗滑承载力，结合高强螺栓7
的紧固力、拉索2的索力和弯折角度，推算拉索2和索夹6间的综合摩擦系数；
36.其中，所述紧固力是高强螺栓7预紧后，经过一系列试验过程，发生应力松弛后的剩余紧固力，该紧固力是最终顶推滑移时有效夹紧索体的力。
37.以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。