一種pe索與索夾球連接性能的試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)中張拉式索桿預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)PE索連接節(jié)點(diǎn)的抗滑移性能的試驗(yàn)研究，探討在不同的拉索索力、不同的索夾球與拉索的表面處理情況下索球的抗滑承載力及滑移摩擦系數(shù)，及滑移時(shí)的最不利滑移面，為塑料護(hù)套半平行鋼絲拉索索夾球節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大跨度索桿梁預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)中，PE拉索往往采用單方向通長(zhǎng)布置的形式，上部剛性結(jié)構(gòu)與拉索之間采用索夾球的形式連接，由于剛性撐桿與拉索之間存在一定夾角，剛性撐桿軸力在索夾球部位會(huì)產(chǎn)生較大的不平衡力內(nèi)力，這些不平衡內(nèi)力需要索夾球與索體的摩擦力來(lái)抵抗，當(dāng)索夾球的抗滑移力不足時(shí)將導(dǎo)致索夾球沿著索長(zhǎng)度方向發(fā)生滑動(dòng)從而影響索系的位形，索桿體系的受力狀態(tài)以及索力將發(fā)生突變，更嚴(yán)重的情況將導(dǎo)致索夾球夾持處的拉索表面的PE護(hù)套撕裂，影響索體的防腐及結(jié)構(gòu)的整體受力性能，故確定索夾球與索體之間的抗滑移摩擦系數(shù)進(jìn)而設(shè)計(jì)合理的索夾球節(jié)點(diǎn)形式是整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵。
[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種PE索與索夾球連接性能的試驗(yàn)方法確定張拉力的變化對(duì)索夾球抗滑移力的影響程度，本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供了一種PE索與索夾球連接性能的試驗(yàn)方法，本發(fā)明可直觀地判斷出索夾球滑移時(shí)的最不利滑移面，通過(guò)力、位移曲線分析出不同索力及不同表面接觸情況下索夾球的抗滑移摩阻力，進(jìn)而推算出抗滑移摩擦系數(shù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體提供的技術(shù)方案為:本試驗(yàn)包括PE索、制動(dòng)索夾球、頂推工具端板、并聯(lián)式液壓千斤頂、試驗(yàn)索夾球、張拉試驗(yàn)機(jī)及位移計(jì)。PE索錨具兩端設(shè)置張拉試驗(yàn)機(jī)；PE索中部區(qū)域安裝試驗(yàn)索夾球及制動(dòng)索夾球；索夾球中間設(shè)置并聯(lián)式液壓千斤頂；液壓千斤頂與索夾球中間設(shè)置頂推工具端板傳遞頂推力；試驗(yàn)索夾球端部設(shè)置位移計(jì)和百分表，位移計(jì)和百分表與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接測(cè)量索夾球與PE索相對(duì)位移。
[0006]具體試驗(yàn)過(guò)程如下:步驟一:按上述進(jìn)行試驗(yàn)裝置連接；步驟二:在距離制動(dòng)索夾球及試驗(yàn)索夾球兩側(cè)各0.2m處將索體的PE護(hù)套割斷使其不連續(xù)；在索夾球與PE護(hù)套交界線及PE護(hù)套與繞包帶交界線處作一圈環(huán)形標(biāo)記線用于判斷最不利滑移面；步驟三:索體張拉，張拉完后采用游標(biāo)卡尺分別記錄不同索力下索體直徑；步驟四:采用并聯(lián)式液壓千斤頂進(jìn)行分級(jí)加載，直至索夾發(fā)生滑動(dòng)；步驟五:記錄每級(jí)加載階段索夾球位移值，通過(guò)索夾球加載力-位移曲線確定抗滑移力；步驟六:PE索外層PE護(hù)套及繞包帶剝離，裸露內(nèi)部鍍鋅鋼絲束，換以等厚的鋅銅合金板或鋁板，重復(fù)步驟三到五。
[0007]其中，所述步驟四加載制度為:第一步:預(yù)加載，使制動(dòng)索夾球與試驗(yàn)索夾球之間的PE索處于繃緊狀態(tài)，微調(diào)頂推工具端板使其受力在同一軸線，同時(shí)讀取索夾球末端處所設(shè)百分表初讀數(shù)；第二步:分級(jí)加載，每級(jí)為20kN，每級(jí)持荷lOmin，繼續(xù)加載直至索夾發(fā)生明顯滑動(dòng)。
[0008]所述步驟三張拉力分別為0,0.1Τ、0.2Τ、0.3Τ、0.4Τ、0.5Τ (其中Τ為ΡΕ索的破斷載荷)。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
所述的張拉試驗(yàn)機(jī)與張拉控制室連接，根據(jù)試驗(yàn)要求為拉索提供不同的張拉力，PE索與張拉試驗(yàn)工作平臺(tái)平行放置。
[0010]所述的試驗(yàn)索夾球與制動(dòng)索夾球均采用高強(qiáng)螺栓的預(yù)緊力與索體連接，同時(shí)作為試驗(yàn)時(shí)的加載反力點(diǎn)，需保障制動(dòng)索夾球的抗滑移力大于試驗(yàn)索夾球，一方面通過(guò)設(shè)置兩個(gè)制動(dòng)索夾球，且索夾球之間壓實(shí)頂緊，另一方面制動(dòng)索夾球采用比試驗(yàn)索夾球大一個(gè)規(guī)格的高強(qiáng)螺栓以提供更大的預(yù)緊力。
[0011]所述與并聯(lián)式液壓千斤頂配套相連的精密壓力表需在實(shí)驗(yàn)室專業(yè)設(shè)備上進(jìn)行標(biāo)定(并聯(lián)主動(dòng)標(biāo)定)；并聯(lián)式液壓千斤頂需均勻布置在索體周圍，使傳力均勻，千斤頂數(shù)量按需配置。
[0012]所述的頂推工具端板由上下兩半組成，采用普通螺栓連接，端板每隔90度設(shè)置一塊弧形加勁板，加勁板弧形端面與索夾球貼合傳遞頂推力。
[0013]所述位移計(jì)和百分表安裝時(shí)，保證其指針滑動(dòng)方向與拉索平行，并使用打孔限位板限位其指針接觸點(diǎn)。
[0014]所述步驟六鋅銅合金板由鋅和銅按比例鑄造而成，具備一定的變形能力，保證在高強(qiáng)螺栓的預(yù)緊力作用下能與鍍鋅鋼絲束貼近咬合，可用鋁板替換。
[0015]總之，本發(fā)明試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，試驗(yàn)結(jié)果直觀，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為張弦結(jié)構(gòu)中剛性撐桿與PE索的索夾球連接節(jié)點(diǎn)；
圖2為索夾球抗滑移試驗(yàn)總裝圖；
圖3為索夾球與PE索連接節(jié)點(diǎn)斷面圖；
圖4為采用等厚鋅銅合金板或鋁板替代PE護(hù)套后索夾球連接節(jié)點(diǎn)；
圖5為頂推工具端板示意圖。
[0017]圖中:1 一剛性桿、2—?jiǎng)傂該螚U、3—索夾球、4一PE索、5—制動(dòng)索夾球、6—試驗(yàn)索夾球、7—頂推工具端板、8—并聯(lián)式液壓千斤頂、9 一張拉試驗(yàn)機(jī)、10—索夾球上半球、11 一索夾球下半球、12—高強(qiáng)螺栓、13—鍍鋅鋼絲束、14一高密度聚乙烯塑料護(hù)套(PE護(hù)套)、15—鋅銅合金板或鋁板、16—扇形頂推端板、17—頂推加勁板一、18—頂推加勁板二。
【具體實(shí)施方式】
[0018]結(jié)合附圖1-5，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]本實(shí)施例中采用的PE索4規(guī)格為Φ7Χ397，索體直徑為183mm，其中鋼絲束直徑為153mm，PE護(hù)套厚度為15mm，破斷載荷為25515KN ;PE索試驗(yàn)時(shí)的張拉力分別為0ΚΝ、2551KN、5102KN、7653KN、10204KN、12755KN ;張拉試驗(yàn)機(jī) 9 規(guī)格為 2000T。
[0020]索夾球3材質(zhì)為G20Mn5QT，鑄造完成的索夾球3經(jīng)機(jī)加工成形，粗糙度要求達(dá)到Ra ^ 50 μ m，索夾球3與PE索連接接觸內(nèi)側(cè)面采用電焊拉毛處理，高強(qiáng)螺栓孔加工采用配鉆工藝，確保施工時(shí)螺栓的正常穿孔；試驗(yàn)索夾球6外直徑為360mm，內(nèi)直徑為183mm，高強(qiáng)螺栓12規(guī)格為4M24，10.9級(jí)；制動(dòng)索夾