专利名称：高钒圆钢丝束索索夹的制作方法在大跨度索杆梁预应力空间结构中，索系之间会产生较大的不平衡内力，这些不平衡内力需通过索夹来抵抗，而索夹抗滑能力不足容易产生索夹滑动并刻伤索体外层保护材料，索夹滑移后又将改变索系的位形，从而改变索系之间的受力状态及内力，对结构安全产生不利影响，所以索夹节点的设计是整个预应力结构体系的关键。高钒索索体材料采用了 95%锌-5%铝-混和稀土合金镀层高强度钢丝，经过捻制而成，是一种外层没有保护套的裸索，也是一种新型的预应力拉索材料。近年来，国内首次将大直径高钒圆钢丝束索应用到体育场馆的建设中，但对配套索夹的抗滑移性能缺乏专门研究，应用中存在几个技术难点需要克服。首先，在索夹夹紧索体时，索体外层圆形钢丝与索槽内壁之间的接触为线面接触关系，这对索夹的抗滑移性能极为不利，且在夹紧力作用下，钢丝表面会产生应力集中而压碎钢丝表面防腐镀层；另外，索体外层无保护套，在夹紧力作用下，索体圆形横截面容易产生变形，从而改变索体内各层钢丝受力关系，影响索体受力性能。在目前较为成熟应用的索夹节点设计构造中，增加索夹抗滑移性能的方法有索槽内置锌板或锌铝合金板、喷砂处理增大接触面摩擦系数和增大索槽与索体接触面积等方法。结合高钒圆钢丝束索索体的特点，应用以上所提方法都会存在着一定缺点，需进行一定的改进。内置锌板的方法使索夹构造上存在两道接触面(锌片与索道、锌片与索体)，提高了滑移风险，对于在室外条件下应用，其构造防腐性能也较差；索槽内喷砂无法解决圆形钢丝与索槽线面接触的问题；而增加索体接触面积，需要加长索夹长度，这样预紧所需高强螺栓数量也会增多，影响施工效率加大施工难度，且影响索夹节点的美观。
图1为本实用新型较佳实施例一的结构示意图；图2为图1的正视图；图3为图1的俯视图；图4为本实用新型较佳实施例的索夹体零件图；图5为本实用新型较佳实施例一的安装前状态抗滑移金属层结构示意图；图6为本实用新型较佳实施例一的使用状态抗滑移金属层结构示意图；图7为本实用新型较佳实施例二的结构示意图；图8为本实用新型较佳实施例三的结构示意图；图9为本实用新型较佳实施例一的外形尺寸示意图；图10为图9的局部截面示意图；[0033]图11为实用新型较佳实施例一截面受力状态示意图；图12为实用新型较佳实施例一内力分析简图；图13为图11中A-A截面的弯曲应力图；图14为实用新型较佳实施例一的试验节点详图。实施例一结合附图1-6，对本实用新型较佳实施例一做进一步详细说明。本实施例中采用的高钒圆钢丝束索体6直径为100mm，为国内首次使用的大直径高钒索。高钒圆钢丝束索索夹，包括索夹体1、连接耳板2、防腐锌层3、抗滑金属层4和高强螺栓5。索夹体I主要分成弯曲段9和平直段8，在弯曲段9部位内侧开设一索槽11，索槽11的圆弧半径与索体6外径相同。在索夹体I平直段8开设高强螺栓孔10。两块形状对称的索夹体I内侧面相对放置，索槽11扣合形成一个夹固索体6的空间，通过高强螺栓5穿过各自的螺栓孔10，将两个索夹体I连成一体来夹紧高钒圆钢丝束索索体6。在两块索夹体I平直段8之间安装时存留一定间隙，以IOmm为宜，来适应索夹在高强螺栓预拉力作用下平直段的弯曲变形。索夹体I材质为Q390GJB-Z15，直接通过机加工形成，粗糙度要求应达到Ral2.5。高强螺栓孔10的加工采取配钻工艺，确保施工时螺栓的正常穿孔。连接耳板2材质同索夹体，采用焊接方式连接到索夹上，连接耳板2孔心与索夹体I中心连线方向须与拉(压)杆受力方向一致。索夹整体在工厂进行热浸镀锌防腐处理，使得在其表面具有一个防腐锌层3。镀锌前金属表面进行喷砂处理，喷砂后表面粗糙度应达到Sa2.5，并符合《涂装前钢材表面锈蚀和除锈等级》(GB8923-88Sa)相关规定要求。在索槽11表面附上一层抗滑金属层4，抗滑金属层4材质为相对索夹体I较软的金属，一般厚度为0.5-1.0mm。本实施例中采用0.5mm铝板，铝与钢的摩擦系数为0.17，钢与钢的摩擦系数为0.15，所以采用铝板可有效的保证不平衡力的传递。高强螺栓5，用来连接两个形状对称索夹体1，通过逐渐增加高强螺栓5的预紧力来夹紧高钒圆钢丝束索索体6，预紧时应对称、分级施拧，确保预紧后螺栓整体受力的均匀性，并使抗滑移金属层4逐渐被嵌入到表层钢丝间的空隙。如图5、6为索夹索槽局部详图，其中图5为索夹高强螺栓预紧前状态，此时抗滑金属层4未发生变形，图6为高强螺栓预紧后状态，此时抗滑金属层4已经嵌入到索体表层钢丝间的空隙中，起到了保护索体的作用。根据抗滑力的要求，计算需配6个Μ27、10.9级大六角高强螺栓，预拉力F=1740kN,以此参数来确定索夹主要外形尺寸。根据《钢结构设计规范》GB 50017-2003对M27高强螺栓连接构造要求，取/=Α=45πιπι、》=80πιπι。其中m为相邻两个高强螺栓孔10的距离，h为两端边上的高强螺栓孔10至索夹左右端边的距离；/为高强螺栓孔10至上下端边的距离。本实用新型中的设计方法如下:第一步，首先确定索夹外形尺寸参数，①索夹宽度h根据索夹预拉力的要求，确定所配高强螺栓个数,本实施例中每边取3个，则η为2,再根据规范构造要求，/=A=45mm、》=80mm,即可确定索夹宽度7=2h+nm=2X (80+45) =250mm,其中m为相邻两个螺栓孔的距离,h为两端边上的螺栓孔至索夹左右端边的距离。②索槽半径r:索槽内径与索体外径取值相同，因此r=50mm。③偏心距本索夹设计思路为高强螺栓孔心应尽可能靠近索体中心，有限元参数化对比计算结果及试验验证，确定e取0.Sd, ￠/为螺栓有效直径,因此e=22mm。④索夹高度6 A索夹高度的确定主要取决于偏心距e的取值4=2 X (/+e+r)=2X(45+22+50)=234mm。第二步，将索体截面进行受力分析，由于高强螺栓的预紧力，使索夹体与索体紧贴部位产生环的效应，因而在圆周上出现拉应力，建立力平衡方程，求得弧形段最小厚度匕。取设计强度2倍安全系数，即取A = 295/2=147.5M3>a