本發(fā)明屬于土木工程，具體涉及一種碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)及安裝方法。

背景技術(shù)：

1、碳纖維復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)(密度僅為鋼材的1/5，抗拉強(qiáng)度超2400mpa)、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)異性能，是高性能工程結(jié)構(gòu)材料。碳纖維平行棒索通過(guò)多根碳纖維筋平行排列并整體成型，能充分發(fā)揮材料的軸向抗拉性能，是索承橋梁(如斜拉橋、懸索橋)和空間結(jié)構(gòu)(如索網(wǎng)結(jié)構(gòu)、張弦結(jié)構(gòu))中替代傳統(tǒng)鋼索的理想材料，尤其適用于大跨度、輕量化、高耐久性工程場(chǎng)景，具有廣闊的應(yīng)用前景。

2、然而，碳纖維平行棒索的橫向連接面臨顯著技術(shù)瓶頸。由于碳纖維復(fù)合材料的橫向抗壓、抗剪以及抗彎折性能相對(duì)較弱，傳統(tǒng)夾具的橫向夾持力易導(dǎo)致纖維分層或基體損傷，索夾節(jié)點(diǎn)需特殊設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)鋼索夾具通過(guò)橫向夾持力固定于索體中部，缺乏柔性過(guò)渡設(shè)計(jì)，與碳纖維索連接時(shí)形成剛性邊界，加劇了應(yīng)力集中和疲勞問(wèn)題，不適用于碳纖維平行棒索。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，授權(quán)公告號(hào)為cn114319109b的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，公開(kāi)了一種frp構(gòu)件的粘結(jié)型夾具及其安裝方法，其雖能實(shí)現(xiàn)橫向連接，但其依賴灌漿固化工藝，需較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)周期，難以滿足施工現(xiàn)場(chǎng)快速安裝需求，嚴(yán)重制約了碳纖維平行棒索的工程應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供了一種無(wú)需粘結(jié)固化，可實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)快速安裝，提升安裝施工效率的碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)及安裝方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，包括：碳纖維平行棒索、內(nèi)襯夾塊、夾具及外緣填充塊；所述碳纖維平行棒索的外側(cè)套設(shè)有護(hù)套，所述碳纖維平行棒索在索夾節(jié)點(diǎn)中部的所述護(hù)套剝除與所述內(nèi)襯夾塊相匹配的長(zhǎng)度；所述內(nèi)襯夾塊套裝在剝除所述護(hù)套的所述碳纖維平行棒索的外側(cè)；所述外緣填充塊設(shè)置在所述內(nèi)襯夾塊與所述碳纖維平行棒索之間；所述夾具的內(nèi)部沿其軸向開(kāi)設(shè)有圓柱狀的裝配空腔，所述夾具套裝在所述內(nèi)襯夾塊的外側(cè)，所述夾具包括截面均為半圓形的上夾具及下夾具，所述上夾具與所述下夾具之間裝配連接。

3、進(jìn)一步地，所述裝配空腔具有平直段及設(shè)置在所述平直段兩端的弧面段；所述平直段兩側(cè)的所述上夾具與所述下夾具之間通過(guò)螺栓螺母可拆卸固定連接。

4、進(jìn)一步地，所述平直段具有內(nèi)平直段及設(shè)置在所述內(nèi)平直段兩端的外平直段；所述內(nèi)平直段的長(zhǎng)度與所述內(nèi)襯夾塊相匹配。

5、進(jìn)一步地，所述內(nèi)平直段為一段錐形內(nèi)腔或兩段相對(duì)稱的錐形內(nèi)腔；所述內(nèi)襯夾塊的外側(cè)與所述內(nèi)平直段的內(nèi)側(cè)相匹配。

6、進(jìn)一步地，所述弧面段具有內(nèi)弧面段及外弧面段，所述內(nèi)弧面段的曲率半徑大于所述外弧面段的曲率半徑；所述內(nèi)弧面段與所述平直段的端部相切連接，所述外弧面段與所述內(nèi)弧面段上背離所述平直段的一端相切連接。

7、進(jìn)一步地，所述碳纖維平行棒索由若干碳纖維筋呈正六邊平行并攏組成，所述碳纖維平行棒索截面的一條對(duì)角線與拉索橫向力方向垂直；所述內(nèi)襯夾塊的內(nèi)截面是與所述碳纖維平行棒索相匹配的圓角正六邊形；所述內(nèi)襯夾塊的兩端外側(cè)均設(shè)置有切角。

8、進(jìn)一步地，所述外緣填充塊設(shè)置在所述碳纖維平行棒索外圍相鄰的兩個(gè)所述碳纖維筋與所述內(nèi)襯夾塊之間。

9、進(jìn)一步地，所述夾具的兩端外側(cè)具有錐度，所述夾具外的所述護(hù)套的外側(cè)設(shè)置有外護(hù)套，所述夾具的兩端的所述外護(hù)套外側(cè)設(shè)置有柔性填充材料，所述柔性填充材料的外側(cè)套裝有過(guò)渡護(hù)套，所述過(guò)渡護(hù)套與所述夾具的端部裝配連接。

10、進(jìn)一步地，所述碳纖維平行棒索為若干碳纖維筋呈缺角正六邊形平行并攏組成；所述碳纖維平行棒索的缺角處固定設(shè)置有補(bǔ)角筋。

11、碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)的安裝方法，包括以下步驟：

12、將索夾節(jié)點(diǎn)處碳纖維平行棒索外側(cè)的護(hù)套剝除與內(nèi)襯夾塊相匹配的長(zhǎng)度；

13、在剝除護(hù)套的碳纖維平行棒索的外側(cè)設(shè)置外緣填充塊；

14、在剝除護(hù)套的碳纖維平行棒索的外側(cè)安裝內(nèi)襯夾塊，在內(nèi)襯夾塊兩端相對(duì)應(yīng)的護(hù)套端部涂抹密封膠；

15、在內(nèi)襯夾塊的外側(cè)安裝夾具，使內(nèi)襯夾塊位于夾具中間位置，將上夾具與下夾具之間裝配固定，使夾具夾持在索夾節(jié)點(diǎn)處的碳纖維平行棒索外側(cè)；

16、在上夾具與下夾具之間的縫隙中填充密封膠；

17、根據(jù)需求在夾具外的護(hù)套外側(cè)設(shè)置外護(hù)套，外護(hù)套延伸至夾具的端部；

18、在夾具兩端設(shè)置柔性填充材料，柔性填充材料的外側(cè)套裝過(guò)渡護(hù)套，將過(guò)渡護(hù)套與夾具之間固定連接。

19、本發(fā)明的有益效果：

20、(1)本發(fā)明中，上夾具與所述下夾具之間通過(guò)裝配連接的方式，將內(nèi)襯夾塊抱夾固定在護(hù)套之間的碳纖維平行棒索外側(cè)，無(wú)需粘結(jié)固化，可實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)快速安裝，提升安裝施工效率；

21、(2)護(hù)套在夾具的中部斷開(kāi)，斷開(kāi)部分的碳纖維平行棒索的外側(cè)套裝有內(nèi)襯夾塊，通過(guò)內(nèi)襯夾塊提供可靠的橫向抗壓性能和抗滑移性能；

22、(3)通過(guò)內(nèi)襯夾塊與護(hù)套在平直段過(guò)渡、弧面段轉(zhuǎn)角、內(nèi)襯夾塊切角等多種措施，減小碳纖維平行棒索在索夾節(jié)點(diǎn)處轉(zhuǎn)角的彎折應(yīng)力和應(yīng)力集中，改善碳纖維平行棒索的彎折性能；

23、(4)內(nèi)襯夾塊與索體碳纖維筋之間設(shè)置外緣填充塊，增大與碳纖維筋的接觸面積，一方面減小碳纖維筋承受的橫向壓應(yīng)力，提高碳纖維平行棒索抗橫向力性能，另一方面也有利于提高索夾節(jié)點(diǎn)的抗滑移承載力。

技術(shù)特征：

1.一種碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，其特征在于：所述裝配空腔具有平直段及設(shè)置在所述平直段兩端的弧面段；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，其特征在于：所述平直段具有內(nèi)平直段及設(shè)置在所述內(nèi)平直段兩端的外平直段；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，其特征在于：所述內(nèi)平直段為一段錐形內(nèi)腔或兩段相對(duì)稱的錐形內(nèi)腔；所述內(nèi)襯夾塊的外側(cè)與所述內(nèi)平直段的內(nèi)側(cè)相匹配。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，其特征在于：所述弧面段具有內(nèi)弧面段及外弧面段，所述內(nèi)弧面段的曲率半徑大于所述外弧面段的曲率半徑；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，其特征在于：所述碳纖維平行棒索由若干碳纖維筋呈正六邊平行并攏組成，所述碳纖維平行棒索截面的一條對(duì)角線與拉索橫向力方向垂直；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，其特征在于：所述外緣填充塊設(shè)置在所述碳纖維平行棒索外圍相鄰的兩個(gè)所述碳纖維筋與所述內(nèi)襯夾塊之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，其特征在于：所述夾具的兩端外側(cè)具有錐度，所述夾具外的所述護(hù)套的外側(cè)設(shè)置有外護(hù)套，所述夾具的兩端的所述外護(hù)套外側(cè)設(shè)置有柔性填充材料，所述柔性填充材料的外側(cè)套裝有過(guò)渡護(hù)套，所述過(guò)渡護(hù)套與所述夾具的端部裝配連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，其特征在于：所述碳纖維平行棒索為若干碳纖維筋呈缺角正六邊形平行并攏組成；所述碳纖維平行棒索的缺角處固定設(shè)置有補(bǔ)角筋。

10.一種碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)的安裝方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)及安裝方法；碳纖維平行棒索耐彎折機(jī)械式索夾節(jié)點(diǎn)，包括：碳纖維平行棒索、內(nèi)襯夾塊、夾具及外緣填充塊；碳纖維平行棒索的外側(cè)套設(shè)有護(hù)套，碳纖維平行棒索在索夾節(jié)點(diǎn)中部的護(hù)套剝除與內(nèi)襯夾塊相匹配的長(zhǎng)度；內(nèi)襯夾塊套裝在剝除護(hù)套的碳纖維平行棒索的外側(cè)；外緣填充塊設(shè)置在內(nèi)襯夾塊與碳纖維平行棒索之間；夾具套裝在內(nèi)襯夾塊的外側(cè)，夾具包括截面均為半圓形的上夾具及下夾具，上夾具與下夾具之間裝配連接；本發(fā)明中，上夾具與下夾具之間通過(guò)裝配連接的方式，將內(nèi)襯夾塊抱夾固定在護(hù)套之間的碳纖維平行棒索外側(cè)，無(wú)需粘結(jié)固化，可實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)快速安裝，提升安裝施工效率。

技術(shù)研發(fā)人員：許國(guó)文,亓立剛,馬明磊,白潔,楊燕,張世陽(yáng),郭強(qiáng),張立波,陳剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)建筑第八工程局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15