一种带斜拉索的悬挑混凝土结构及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种带斜拉索的悬挑混凝土结构及其施工方法。

背景技术

悬挑结构在建筑中的应用非常广泛，常见的有挑檐、阳台、体育场看台顶棚、车站站台顶棚以及剧院的挑台等。而斜拉索作为一种高效的结构受力构件，通过张拉、悬吊等方式，配合悬挑结构，能够创造出大量极富创造力的建筑效果。现有的斜拉索悬挑结构施工过程中，需要通过临时支撑在浇筑对悬挑结构起支撑，并预埋斜拉索的套筒；但临时支撑卸载后，悬挑结构的发生较大变形，容易造成索力变化甚至与设计要求出现误差。

发明内容

有鉴于此，本发明公开了一种带斜拉索的悬挑混凝土结构及其施工方法，其目的在于解决带斜拉索的悬挑混凝土结构在临时支撑卸载后，拉索内力发生变化而无法调节的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带斜拉索的悬挑混凝土结构，包括建筑主体、悬挑混凝土结构以及设置于两者之间的拉索，所述拉索包括索体以及预埋于建筑主体、悬挑混凝土结构的安装座，所述安装座包括中空的基座，且基座内部区域均露出建筑主体、悬挑混凝体结构；所述基座内部同轴设置有安装套筒，所述基座内部侧壁上设置有同轴线的安装腔，所述安装套筒周侧同轴设置有若干伸入安装腔的连接盘，所述连接盘与安装腔之间设置有若干用于沿基座径向移动安装套筒的径向调节结构；所述安装套同轴设置有用于连接索体的支撑套筒，所述支撑套筒与安装套筒设置有用于调节支撑套筒垂直度的垂直调节结构；所述索体端部与对应支撑套筒连接，所述支撑套筒端部设置有用于张拉、固定索体的张拉固定装置。

在本方案中，浇筑建筑主体与悬挑结构时，将安装座预埋其中；当悬挑结构混凝土养护结束后，将临时支撑进行卸载；此时悬挑结构因应力发生变化，而导致形变，至使安装座与设计要求出现偏差；此时，通过径向调节结构沿基座径向移动安装套筒，安装套筒带动支撑套筒同步移动，从而调节支撑套筒的径向位置；再通过垂直调节结构，调节支撑套筒相对安装套筒的垂直度，进而调节支撑套筒的垂直度，使支撑筒体位置满足设计要求，再进行索体安装以及张拉；本方案即能纠正因应力变化而导致斜拉索索力变化出现的偏差，同时也能弥补基座安装失误所产生的误差。

进一步，所述径向调节结构包括伸缩结构的连接件，所述连接件一端与连接盘侧壁铰接，所述连接件的另一端则固定有连接轴，所述连接轴上下端与安装腔转动连接，所述连接轴端部设置有限位齿轮；所述安装腔内同轴设置有与所有连接轴滑动连接的环形块，所述环形块的内径大于安装套筒的内径，所述环形块上开设有若干与限位齿轮对应的齿槽；所述基座端部开设有与安装腔连通的滑槽，所述滑槽内螺纹连接有与环形块转动连接的连杆。

当需要进行径向调节时，将通过转动连杆，连杆向上移动的同时带动环形块同步移动，使限位齿轮脱离齿槽，此时的连接轴能够相对转动，通过连接件的伸缩以及连接轴的转动，使安装套筒与连接盘能够沿基座径向移动；调节到位后，仅需反向转动连杆，连杆带动环形块复位，使限位齿轮与齿槽啮合，即可限制连接轴转动，进而通过连接件限制连接盘与安装套筒。整个径向调节过程简便快捷。

进一步，所述垂直调节结构包括球形的调节球，所述调节球上开设有同轴线的通槽，所述调节球套设固定于支撑套筒外壁；所述安装套筒内壁上开设有与调节球配合的球形腔；所述安装套筒两端均设置有环形的锁定块，所述锁定块用于锁定调节球，所述锁定块的端面与调节球外形设配；所述锁定块套设于支撑套筒上，且锁定块的内径大于支撑套筒的外径；所述安装套筒内壁上设置有若干与之平行的定位槽，所述定位槽内同轴转动连接有螺杆，所述定位槽内滑动设置有与螺杆螺纹连接的连接块，所述连接块与锁定块外壁连接。

当需要对支撑套筒进行垂直度调节时，同时正向转动螺杆，螺杆通过连接块带动锁定块远离调节球，使调节球能够转动，此时仅需偏转支撑套筒，即可调节支撑套筒的调节度；当垂直度调节到位后，反向转动螺杆，螺杆通过连接块带动锁定块靠近调节球，直至将调节球夹紧固定，限制调节球转动，从而固定支撑套筒。

进一步，所述连接件包括固定杆以及与固定杆同轴滑动连接的移动杆，所述固定杆相反端与连接轴固定连接，所述移动杆的相反端与连接盘侧壁铰接；所述移动杆上开设有若干限位孔，所述固定杆与环形块之间均设置有U型的滑盖，所述滑盖两侧与固定杆侧壁滑动连接，所述滑盖与固定杆之间设置有支撑弹性件，所述滑盖远离连接轴的端部上设置有若干与限位孔对应的限位杆。

当进行径向调节时，通过连杆带动环形块向上移动时，环形块停止挤压滑盖，滑轨在支撑弹性件的作用下向上移动，使滑盖带动限位杆同步移动，使限位杆脱离限位孔，此时的移动杆能够相对固定杆相对滑动，让连接盘能够径向移动；调节结束后，环形块复位的同时挤压滑盖，使滑盖上的限位杆插入对应的限位孔内，限制移动杆相对固定杆滑动，即限制连接件伸缩，进而限制连接盘的移动，以此来加强连接盘的稳定性，即增加斜拉索的稳定性。

进一步，所述支撑套筒外侧球铰连接有若干斜撑杆，所述斜撑杆的另一端球铰连接有若干滑座；所述锁定块端面设置有若干朝向其轴心的凹槽，所述滑座与对应凹槽滑动连接，所述滑座与凹槽之间设置有用于限制滑座滑动的锁定销。

垂直度调节时，将锁定销缺下，支撑套筒偏转时通过斜撑杆带动滑座相对滑动；调节结束后，将锁定销复位，限制滑座，而滑座则通过斜撑杆对支撑套筒进行支撑限制，防止支撑套筒在使用过程中发生偏转，至使斜拉索的应力发生变化，影响悬挑结构的安全性。

进一步，所述调节球外壁上设置有若干锁定孔；所述锁定块内部设置有若干环形槽，所述环形槽内设置有环形的气囊，所述锁定块朝向调节球的端面上开设有若干与环形槽连通的连接孔，所述连接孔内均滑动设置有与气囊连接的锁定杆。

本方案中，当锁定块需要脱离调节球时，将气囊内的气体排出，气囊带动锁定杆脱离锁定孔，此时的调节球能够自由偏转；当锁定块夹紧固定调节球时，对气囊进行充气，气囊将锁定杆推入锁定孔内，限制调节球转动，以此来加强对调节球的固定强度，即提高对支撑套筒的固定强度。

一种带斜拉索的悬挑混凝土结构的施工方法，包括如下步骤：

1)、悬挑结构浇筑：安装临时支撑与模板，并将索体一端的基座预埋在悬挑结构内，并进行浇筑养护；同时，将索体另一端的基座安装在建筑主体内；此时，基座内部区域、固定套筒以及支撑套筒端部均露出建筑主体、悬挑混凝土结构，并对连杆进行无粘接处理；养护结束后安装索体，采用张拉固定装置对索体进行张力固定；

2)、径向调节：拆卸临时支撑，如索力发生变化则进行调节；并正向转动连杆，连杆向上移动的同时带动环形块同步移动，使限位齿轮脱离齿槽，此时的连接轴能够相对转动；而环形块向上移动时环形块停止挤压滑盖，滑轨在支撑弹性件的作用下向上移动，使滑盖带动限位杆同步移动，使限位杆脱离限位孔，此时的移动杆能够相对固定杆相对滑动；此时沿径向移动连接盘，连接盘通过固定套筒带动支撑套筒同步移动，以此来调节支撑套筒的径向位置；调节结束后，反向转动连杆，连杆带动环形块复位，使限位齿轮与齿槽啮合；环形块复位的同时挤压滑盖，使滑盖上的限位杆插入对应的限位孔内，限制移动杆相对固定杆滑动，即可限制连接盘移动，进而固定支撑套筒；

3)、垂直度调节：拆卸临时支撑后，如索力发生变化则进行调节；将气囊内的气体排出，气囊带动锁定杆脱离锁定孔，并同时正向转动所有螺杆，螺杆通过连接块带动锁定块远离调节球，使调节球能够转动，此时仅需偏转支撑套筒，即可调节支撑套筒的调节度；当垂直度调节到位后，反向转动螺杆，螺杆通过连接块带动锁定块靠近调节球，直至将调节球夹紧固定；并对气囊进行充气，气囊将锁定杆推入锁定孔内，限制调节球转动，从而固定支撑套筒；

4)、张拉固定：采用张拉固定装置对索体重新进行张力固定。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明实施例中悬挑结构的结构示意图；

图2为本发明实施例中拉索的结构示意图；

图3为图2中A处的放大示意图；

图4为图2中B处的放大示意图。

附图中标记如下：建筑主体1、悬挑混凝土结构2、基座3、索体4、安装套筒5、支撑套筒6、连接盘7、张拉固定装置8、连接轴9、环形块10、限位齿轮11、齿槽12、连杆13、调节球14、锁定块15、螺杆16、连接块17、固定杆18、移动杆19、限位孔20、滑盖21、支撑弹性件22、限位杆23、斜撑杆24、滑座25、锁定杆26、气囊27。

具体实施方式

如图1～4所示：

一种带斜拉索的悬挑混凝土结构，包括建筑主体1、悬挑混凝土结构2以及设置于两者之间的拉索，所述拉索包括索体4以及预埋于建筑主体1、悬挑混凝土结构2的安装座，所述安装座包括中空的基座3，且基座3内部区域均露出建筑主体1、悬挑混凝体结构；所述基座3内部同轴设置有安装套筒5，所述基座3内部侧壁上设置有同轴线的安装腔，所述安装套筒5周侧同轴设置有若干伸入安装腔的连接盘7，所述连接盘7与安装腔之间设置有若干用于沿基座3径向移动安装套筒5的径向调节结构；所述安装套同轴设置有用于连接索体4的支撑套筒6，所述支撑套筒6与安装套筒5设置有用于调节支撑套筒6垂直度的垂直调节结构；所述索体4端部与对应支撑套筒6连接，所述支撑套筒6端部设置有用于张拉、固定索体4的张拉固定装置8，张拉固定装置8对索体4进行张力固定属于本领域技术人员的常规技术手段，故未过多阐述。

在本方案中，浇筑建筑主体1与悬挑结构时，将安装座预埋其中；当悬挑结构养护结束后，将临时支撑进行卸载；此时悬挑结构因应力发生变化，而导致形变，至使安装座与设计要求出现偏差；此时，通过径向调节结构沿基座3径向移动安装套筒5，安装套筒5带动支撑套筒6同步移动，从而调节支撑套筒6的径向位置；再通过垂直调节结构，调节支撑套筒6相对安装套筒5的垂直度，进而调节支撑套筒6的垂直度，使支撑筒体位置满足设计要求，再进行索体4安装以及张拉；本方案即能纠正因应力变化而导致斜拉索索力变化出现的偏差，同时也能弥补基座3安装失误所产生的误差。

本实施例中，所述径向调节结构包括伸缩结构的连接件，所述连接件一端与连接盘7侧壁铰接，所述连接件的另一端则固定有连接轴9，所述连接轴9上下端与安装腔转动连接，所述连接轴9端部设置有限位齿轮11；所述安装腔内同轴设置有与所有连接轴9滑动连接的环形块10，所述环形块10的内径大于安装套筒5的内径，所述环形块10上开设有若干与限位齿轮11对应的齿槽12；所述基座3端部开设有与安装腔连通的滑槽，所述滑槽内螺纹连接有与环形块10转动连接的连杆13。

当需要进行径向调节时，将通过转动连杆13，连杆13向上移动的同时带动环形块10同步移动，使限位齿轮11脱离齿槽12，此时的连接轴9能够相对转动，通过连接件的伸缩以及连接轴9的转动，使安装套筒5与连接盘7能够沿基座3径向移动；调节到位后，仅需反向转动连杆13，连杆13带动环形块10复位，使限位齿轮11与齿槽12啮合，即可限制连接轴9转动，进而通过连接件限制连接盘7与安装套筒5。整个径向调节过程简便快捷。

本实施例中，所述垂直调节结构包括球形的调节球14，所述调节球14上开设有同轴线的通槽，所述调节球14套设于支撑套筒6外壁并与之焊接固定；所述安装套筒5内壁上一体成型有球形腔，所述调节球14与球形腔转动连接；所述安装套筒5两端均设置有环形的锁定块15，所述锁定块15用于锁定调节球14，所述锁定块15的端面与调节球14外形设配；所述锁定块15套设于支撑套筒6上，且锁定块15的内径大于支撑套筒6的外径；所述安装套筒5内壁上设置有若干与之平行的定位槽，所述定位槽内同轴转动连接有螺杆16，所述定位槽内滑动设置有与螺杆16螺纹连接的连接块17，所述连接块17与锁定块15外壁连接。

当需要对支撑套筒6进行垂直度调节时，同时正向转动螺杆16，螺杆16通过连接块17带动锁定块15远离调节球14，使调节球14能够转动，此时仅需偏转支撑套筒6，即可调节支撑套筒6的调节度；当垂直度调节到位后，反向转动螺杆16，螺杆16通过连接块17带动锁定块15靠近调节球14，直至将调节球14夹紧固定，限制调节球14转动，从而固定支撑套筒6。

本实施例中，所述连接件包括固定杆18以及与固定杆18同轴滑动连接的移动杆19，所述固定杆18相反端与连接轴9焊接固定，所述移动杆19的相反端与连接盘7侧壁铰接；所述移动杆19上开设有若干限位孔20，所述固定杆18与环形块10之间均设置有滑盖21，所述滑盖21的纵截面为U型，所述滑盖21两侧与固定杆18侧壁滑动连接，所述滑盖21与固定杆18之间设置有支撑弹性件22，所述滑盖21远离连接轴9的端部上设置有若干与限位孔20对应的限位杆23。

当进行径向调节时，通过连杆13带动环形块10向上移动时，环形块10停止挤压滑盖21，滑轨在支撑弹性件22的作用下向上移动，使滑盖21带动限位杆23同步移动，使限位杆23脱离限位孔20，此时的移动杆19能够相对固定杆18相对滑动，让连接盘7能够径向移动；调节结束后，环形块10复位的同时挤压滑盖21，使滑盖21上的限位杆23插入对应的限位孔20内，限制移动杆19相对固定杆18滑动，即限制连接件伸缩，进而限制连接盘7的移动，以此来加强连接盘7的稳定性，即增加斜拉索的稳定性。

本实施例中，所述支撑套筒6外侧球铰连接有若干斜撑杆24，所述斜撑杆24的另一端球铰连接有若干滑座25；所述锁定块15端面设置有若干朝向其轴心的凹槽，所述滑座25与对应凹槽滑动连接，所述滑座25与凹槽之间设置有用于限制滑座25滑动的锁定销(本领域技术人员常用技术手段，故图中未画出)。

垂直度调节时，将锁定销缺下，支撑套筒6偏转时通过斜撑杆24带动滑座25相对滑动；调节结束后，将锁定销复位，限制滑座25，而滑座25则通过斜撑杆24对支撑套筒6进行支撑限制，防止支撑套筒6在使用过程中发生偏转，至使斜拉索的应力发生变化，影响悬挑结构的安全性。

本实施例中，所述调节球14外壁上设置有若干锁定孔；所述锁定块15内部设置有若干环形槽，所述环形槽内设置有环形的气囊27，所述锁定块15朝向调节球14的端面上开设有若干与环形槽连通的连接孔，所述连接孔内均滑动设置有与气囊27连接的锁定杆26。

本方案中，当锁定块15需要脱离调节球14时，将气囊27内的气体排出，气囊27带动锁定杆26脱离锁定孔，此时的调节球14能够自由偏转；当锁定块15夹紧固定调节球14时，对气囊27进行充气，气囊27将锁定杆26推入锁定孔内，限制调节球14转动，以此来加强对调节球14的固定强度，即提高对支撑套筒6的固定强度。

一种带斜拉索的悬挑混凝土结构的施工方法，包括如下步骤：

1)、悬挑结构浇筑：安装临时支撑与模板，并将索体4一端的基座3预埋在悬挑结构内，并进行浇筑养护；同时，将索体4另一端的基座3安装在建筑主体1内；此时，基座3内部区域、固定套筒以及支撑套筒6端部均露出建筑主体1、悬挑混凝土结构2，并对连杆13进行无粘接处理；养护结束后安装索体4，采用张拉固定装置8对索体4进行张力固定；

2)、径向调节：拆卸临时支撑，如索力发生变化则进行调节；并正向转动连杆13，连杆13向上移动的同时带动环形块10同步移动，使限位齿轮11脱离齿槽12，此时的连接轴9能够相对转动；而环形块10向上移动时环形块10停止挤压滑盖21，滑轨在支撑弹性件22的作用下向上移动，使滑盖21带动限位杆23同步移动，使限位杆23脱离限位孔20，此时的移动杆19能够相对固定杆18相对滑动；此时沿径向移动连接盘7，连接盘7通过固定套筒带动支撑套筒6同步移动，以此来调节支撑套筒6的径向位置；调节结束后，反向转动连杆13，连杆13带动环形块10复位，使限位齿轮11与齿槽12啮合；环形块10复位的同时挤压滑盖21，使滑盖21上的限位杆23插入对应的限位孔20内，限制移动杆19相对固定杆18滑动，即可限制连接盘7移动，进而固定支撑套筒6；

3)、垂直度调节：拆卸临时支撑后，如索力发生变化则进行调节；将气囊27内的气体排出，气囊27带动锁定杆26脱离锁定孔，并同时正向转动所有螺杆16，螺杆16通过连接块17带动锁定块15远离调节球14，使调节球14能够转动，此时仅需偏转支撑套筒6，即可调节支撑套筒6的调节度；当垂直度调节到位后，反向转动螺杆16，螺杆16通过连接块17带动锁定块15靠近调节球14，直至将调节球14夹紧固定；并对气囊27进行充气，气囊27将锁定杆26推入锁定孔内，限制调节球14转动，从而固定支撑套筒6；

4)、张拉固定：采用张拉固定装置8对索体4重新进行张力固定。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。