一种用于衔架钢梁节点支撑的预应力钢拉杆及其张紧装置

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种用于衔架钢梁节点支撑的预应力钢拉杆及其预应力张紧装置。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

桁架是一种格构化的梁式结构，桁架常用于建筑的屋盖结构的建设，尤其是在大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中被广泛应用。钢拉杆是以优质的合金结构钢棒或不锈钢钢棒为原材料，经过锻造、机加工、热处理、表面处理等工序制作而成的高强度、高塑性、和高冲击韧性钢结构件，钢拉杆与衔架之间通过小周或螺纹连接，主要受力形式为轴向拉力，现有的建筑钢拉杆主要包括OO形钢拉杆、OU形钢拉杆、UU形钢拉杆、IO形钢拉杆等。建筑钢拉杆主要应用于张弦梁结构、柱间支撑、屋面水平支撑、斜拉结构以及吊杆体系中。然而，现有的这类建筑钢拉无法很好地适用于多层衔架中钢梁节点的连接和悬挂。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供了一种用于衔架钢梁节点支撑的预应力钢拉杆及其张紧装置，这种预应力钢拉杆能够连续贯通连接各层衔架的钢梁节点，而且具有结构体系受力新颖，节点构造特殊的优势。为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

在本发明的第一方面，公开一种用于衔架钢梁节点支撑的预应力钢拉杆，包括：拉杆、拉杆接头、套筒、缓冲筒体、托板、紧固件和垫弹性圈，其中：所述拉杆的外表面上具有螺纹，且拉杆的两端均连接有所述拉杆接头，该拉杆接头上开设有连接孔，且所述拉杆接头的宽度大于拉杆直径。所述套筒套在拉杆上，所述缓冲筒体套在套筒的外表面上。所述托板套在拉杆上，且托板位于套筒的下方，以对衔架节点形成支撑。所述紧固件套在拉杆上且两者螺纹连接，且套筒的上端和托板的下各设置一个所述紧固件。所述垫弹性圈套在拉杆上，且套筒的上端和紧固件之间以及垫弹性圈位于托板和紧固件之间均设置有一个所述垫弹性圈。

进一步地，还包括与所述连接孔配合连接的销轴组件，以便于将拉杆接头与支座节点板连接。

进一步地，所述套筒为金属材质，所述缓冲筒体和垫弹性圈均为橡胶材质，由于套筒是用于支撑钢梁节点的部位，通过设置橡胶材质的缓冲筒体和垫弹性圈不仅有助于减震，而且有助于防止节点变形。

进一步地，所述拉杆上间隔分布有若干个套筒，且套筒上套有所述缓冲筒体，套筒的两端设置有所述托板、紧固件和垫弹性圈。

进一步地，所述紧固件为螺母，其可以约束托板下移，对托板形成有效支撑，而托板可以对上方的钢梁节点提供更大面积的支撑。

进一步地，所述拉杆的表面具有一层防腐层，以提高拉杆的抗腐蚀性能。

在本发明的第二方面，公开所述预应力钢拉杆的张紧装置，包括：左支架、右支架、连接板、第一下压机构、第二下压机构、第一下压板和第二下压板，其中：所述左支架和右支架的结构相同，左支架、右支架的上部通过连接板可拆卸连接后形成“口”字形支架，且左支架、右支架的上部对接处具有开口，以便于拉杆进入，左支架、右支架的下部对接端面上均具有凹槽，以便于放入支座。所述第一下压机构、第二下压机构分别竖向设置在左支架、右支架中，且第一下压机构、第二下压机构左、右对称。所述第一下压板固定连接在第一下压机构的下端，第二下压板固定连接在第二下压机构的下端，且在第一下压板的左侧端面和第二下压板的右侧端面接触处开设有一个水平设置的“U”形槽，该“U”形槽的宽度大于所述拉杆的直径且小于拉杆接头的宽度。

进一步地，所述第一下压机构和第二下压机构包括液压油缸、千斤顶等中的任意一种，通过下压机构带动下压板上下运动，进而完成对拉杆的预应力连接。

进一步地，所述连接板的两端通过螺栓连接在左支架、右支架的后侧壁上，从而可以方便地将拉杆从前侧壁处的开口中放入。通过连接板的可拆卸连接使左支架和右支架临时组合在一起。

进一步地，所述左支架、右支架的下部也通过所述连接板可拆卸连接，从而进一步增加左支架和右支架的稳定性。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）使用时，将本发明的这种预应力钢拉杆依次穿过各层衔架的钢梁节点处的通孔，并通过托板对钢梁节点形成支撑，钢梁下翼缘支撑在托板上的弹性垫圈上，而上翼缘通过紧固件与拉杆固定在一起，不仅实现了对各层衔架的钢梁节点的贯穿连接，而且通过托板上的弹性垫圈可以有效防止节点变形，还起到减震的作用。同时，由于弹性垫圈与其余各构件之间只能够传递法向压力和切向摩擦力，而不传递法向拉力，可以有效对钢梁节点形成支撑，尤其是用于大型科技馆等具有特殊构造的建筑设计时，能够发挥出重要的作用。经过试用后计算：整个施工过程共节省5吨（t）材料、30天工期、180人工，经济效益=5t×12000元+5000元/天×30天+300元/人工×180人工=258000元，有利于大大减少建筑垃圾的产生，使整个施工过程更加节能、环保。

（2）本发明为了将所述用于衔架钢梁节点支撑的预应力钢拉杆的下端张紧后连接在地面上的支座上，设计了一种专用的张紧装置，这种张紧装置通过设置可以临时组合的“口”字形支架，既可以满足对地面上支座的容纳，以便于和上方的拉杆接头对接，又可以实现对竖向拉杆的张紧。同时通过在下压板上设置“U”形槽，可以与拉杆实现巧妙的配合，既可以使拉杆方便地卡入“U”形槽中，又可以在下压机构的作用下实现对拉杆的张紧，最终使拉杆接头与下方的支座实现张紧连接。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例中用于衔架钢梁节点支撑的预应力钢拉杆的结构示意图。

图2为本发明实施例中用于衔架钢梁节点支撑的预应力钢拉杆与钢梁节点的连接示意图。

图3为本发明实施例中用于预应力钢拉杆张紧装置的主视图。

图4为本发明实施例中用于预应力钢拉杆张紧装置的俯视图。

图5为本发明实施例中第一下压板和第二下压板组合后的结构示意图。

上述图中标记分别代表：1-拉杆、2-拉杆接头、3-套筒、4-缓冲筒体、5-托板、6-紧固件、7-垫圈、8-连接孔、9-插销、10-H型钢梁节点、11左支架、12-右支架、13-连接板、14-第一下压机构、15-第二下压机构、16-第一下压板、17-第二下压板、18-开口、19-凹槽、20-“U”形槽、21-支座。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。现结合说明书附图和具体实施例进一步说明。

参考图1和图2，其示例了一种用于衔架钢梁节点支撑的预应力钢拉杆，其主要包括：拉杆1、拉杆接头2、套筒3、缓冲筒体4、托板5、紧固件6和垫弹性圈7，其中：

所述拉杆1为不锈钢实心杆，其外表面上具有螺纹，且拉杆1的表面具有一层防腐层，以提高拉杆的抗腐蚀性能。

所述拉杆1的两端均连接有所述拉杆接头2，该拉杆接头2上开设有连接孔8，且拉杆接头2的宽度大于拉杆1的直径。还包括与所述连接孔配合连接的销轴组件，以便于将拉杆接头2连接在固定支座上。

所述套筒3为铸铁材质的圆筒，其套在所述拉杆1上，所述缓冲筒体4为橡胶垫，其套在套筒3的外表面上。所述托板5套在拉杆1上，且托板5位于套筒3的下方，以对衔架节点形成支撑。

所述紧固件6为螺母，其套在拉杆1上且两者螺纹连接，且套筒3的上端和托板5的下各设置一个所述紧固件6。所述垫弹性圈7套在拉杆1上，且套筒3的上端和紧固件6之间以及垫弹性圈7位于托板5和紧固件6之间均设置有一个所述垫弹性圈7。紧固件6可以约束托板5下移，对托板5形成有效支撑，而托板5可以对上方的钢梁节点提供更大面积的支撑。所述拉杆1上间隔分布有若干个套筒3，且套筒3上套有所述缓冲筒体4，套筒3的两端设置有所述托板5、紧固件6和垫弹性圈7。由于套筒3是用于支撑钢梁节点的部位，通过设置橡胶材质的缓冲筒体4和垫弹性圈7不仅有助于减震，而且有助于防止节点变形。

使用时，将这种预应力钢拉杆依次穿过各层衔架的H型钢梁节点10处的通孔，并通过托板对钢梁节点形成支撑，钢梁下翼缘支撑在托板上的弹性垫圈上，而上翼缘通过紧固件与拉杆固定在一起，不仅实现了对各层衔架的钢梁节点的贯穿连接，而且通过托板上的弹性垫圈可以有效防止节点变形，还起到减震的作用。同时，由于弹性垫圈与其余各构件之间只能够传递法向压力和切向摩擦力，而不不传递法向拉力，可以有效对钢梁节点形成支撑。

这种预应力钢拉杆的应用改变了在结构外侧施工坡道时需搭设模架支撑体系，节省了传统方法中需要的额外框架柱，节省了大量模板和架管的租赁费用，减少了场地占用，最终的成型效果也更加美观大方。全新的钢拉杆安装、张拉工艺极大地缩短了工期。经过试用后计算：整个施工过程共节省5吨（t）材料、30天工期、180人工，经济效益=5t×12000元+5000元/天×30天+300元/人工×180人工=258000元，有利于大大减少建筑垃圾的产生，使整个施工过程更加节能、环保。

进一步地，参考图3至图5，公开一种专用于图1和图2中所述预应力钢拉杆张紧装置，包括：左支架11、右支架12、连接板13、第一下压机构14、第二下压机构15、第一下压板16和第二下压板17，其中：

所述左支架11和右支架12的结构相同的钢架，左支架11、右支架12的上部通过连接板13可拆卸连接后形成“口”字形支架，且所述连接板13的两端通过螺栓连接在左支架11、右支架12的后侧壁上，且左支架11、右支架12的上部对接处具有开口18，从而可以方便地将所述拉杆1从前侧壁处的开口18中放入，通过连接板13的可拆卸连接使左支架11和右支架12临时组合在一起。

所述左支架11、右支架12的下部对接端面上均具有凹槽19，以便于在进行组合对接时放入支座21。所述第一下压机构14、第二下压机构15分别竖向设置在左支架11、右支架12中，且第一下压机构14、第二下压机构15左、右对称。所述第一下压机构14和第二下压机构15为液压油缸，通过下压机构带动下压板上下运动，进而完成对拉杆的预应力连接。

所述第一下压板16固定连接在第一下压机构14的下端，第二下压板17固定连接在第二下压机构15的下端，且在第一下压板16的左侧端面和第二下压板17的右侧端面接触处开设有一个水平设置的“U”形槽20，该“U”形槽20的宽度大于所述拉杆1的直径且小于拉杆接头2的宽度。

在采用这种张紧装置时，先将已经固定有下压机构和下压板的左支架11、右支架12组合在一起，并采用一块连接板13与螺栓将左支架11、右支架12上部的后壁面可拆卸组合在一起，形成“口”字形支架。为了进一步增加左支架11和右支架12的稳定性，所述左支架11、右支架12的下部也通过所述连接板13和螺栓可拆卸连接。

然后将“口”字形支架吊至地面上的支座21上方，放下“口”字形支架并使支座21位于所述凹槽19中，将所述拉杆1从前侧壁处的开口18中放入，并使拉杆1进入“U”形槽20中，此时，拉杆1上端的拉杆接头2已经被固定，拉杆1下端的拉杆接头2位于支座21的上方。通过这种临时组合的“口”字形支架，既可以满足对地面上支座的容纳，以便于和上方的拉杆接头对接，又可以实现对竖向拉杆的张紧。

然后通过第一下压机构14、第二下压机构15分别带动第一下压板16、第二下压板17向下运动，下压板运动至拉杆1和拉杆接头2的连接处时，由于 “U”形槽20的宽度大于拉杆1的直径且小于拉杆接头2的宽度，导致下压板的运动受到限制，随着下压板继续向下运动进而向拉杆施加预应力，达到预定的应力值时将拉杆接头2和支座21通过销轴连接。然后第一下压机构14、第二下压机构15向上运动，完成拉杆1的预应力连接。可以看出，同时通过在下压板上设置“U”形槽20，可以与拉杆1实现巧妙的配合，既可以使拉杆1方便地卡入“U”形槽20中，又可以在下压机构的作用下实现对拉杆的张紧，最终使拉杆接头与下方的支座实现张紧连接。

需要说明的是，对于所述张紧装置，除了上述的使用方法外，也可以采用其他的使用方法与该张紧装置配合，实现对拉杆的张紧，即上述列举的使用方法并不构成为这种张紧装置特定的限制。

最后，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。