一种全制造技术

在碳纤维复材拉索在空间结构应用领域，本发明专利技术提供一种全

【技术实现步骤摘要】
一种全CFRP索穹顶的顶升组件


[0001]本专利技术涉及碳纤维复材拉索在空间结构应用领域，尤其涉及一种全
CFRP
索穹顶的顶升组件
。

技术介绍

[0002]预应力空间结构作为一种特殊的结构形式，因其造型美观且能满足更大跨度需求而越来越多的被应用到体育场馆
、
会展设施和交通枢纽等公共建筑中
。
在预应力空间结构众多的组成构件中，拉索是提高结构跨度
、
承载力和稳定性的关键构件
。
随着预应力空间结构工程实践数量的增多和使用年限的增长，钢索自重大
、
耐腐蚀性差
、
线膨胀系数高和受温度影响大等问题逐步显现
。
面对预应力空间结构对超大跨度和长寿命的建设需求，为其选择更为轻质
、
高强
、
耐久的建筑材料势在必行
。
碳纤维增强复合材料具有轻质高强
、
耐腐蚀性好
、
受温度影响小等特点，可以解决很多传统钢索带来的巨大问题，近些年来被广泛应用于各个领域，是土木工程界一种可以替代传统钢索应用到索穹顶结构中的新型材料
。
但是，
CFRP
拉索不易弯折
、
索体横向
(
垂直纤维方向
)
力学性能弱以及大多数锚具构造形式不便于高空张拉，索穹顶成形施工时应避免对
CFRP
索进行弯折和张拉
。
由此可见，顶升撑杆法是最适用于
CFRP
索穹顶的成形方法，但本领域研究空白
。

技术实现思路

[0003]为解决上述存在的问题，迫切需要针对
CFRP
索穹顶的构造形式和受力特点，研发适用于
CFRP
索穹顶的撑杆顶升方法，为此，本专利技术提供了一种全
CFRP
索穹顶的顶升组件，具体包括：
[0004]一种全
CFRP
索穹顶的顶升组件，包括：
[0005]菱形顶升框架，所述菱形顶升框架包括四个长短相同的顶升杆，四个所述顶升杆首尾依次转动连接；
[0006]顶升索，所述顶升索的两端分别安装在所述菱形顶升框架的两个顶角上，所述顶升索水平设置；
[0007]径向索连接座，所述径向索连接座安装在所述菱形顶升框架的顶部顶角上；
[0008]环索连接座，所述环索连接座安装在所述菱形顶升框架的底部顶角上；
[0009]千斤顶组件，所述千斤顶组件的两端分别安装在所述菱形顶升框架的两个顶角上，所述千斤顶组件竖直设置；
[0010]其中，当所述千斤顶组件带动所述径向索连接座和所述环索连接座竖直移动时，所述菱形顶升框架水平方向的两个对角顶点沿水平方向移动
。
[0011]优选的，所述菱形顶升框架还包括：第一销轴和第二销轴；
[0012]所述第一销轴的数量为两个，两个所述第一销轴分别安装在所述菱形顶升框架的两个竖直设置的顶角上，顶部的两个所述顶升杆的一端分别转动安装在设置在顶部的第一销轴上，底部的两个所述顶升杆的一端分别转动安装在设置在底部的第一销轴上；
[0013]所述第二销轴的数量为两个，两个所述第二销轴分别安装在所述菱形顶升框架的两个水平设置的顶角上，顶部的两个所述顶升杆的另一端分别通过同侧设置的第二销轴与底部的两个所述顶升杆的另一端转动连接；
[0014]其中，所述第一销轴的长度长于所述第二销轴
。
[0015]优选的，所述径向索连接座包括：第一柱形基座
、
上顶升杆耳板和径向索耳板；
[0016]所述第一柱形基座呈圆柱状设置；
[0017]所述上顶升杆耳板设置在所述第一柱形基座的下底面，所述上顶升杆耳板上设置有安装所述第一销轴的通孔，所述上顶升杆耳板安装在所述菱形顶升框架顶部的第一销轴上；
[0018]所述径向索耳板的数量为四个，所述径向索耳板环周设置在所述第一柱形基座的侧壁上，所述径向索耳板的板面与所述第一柱形基座的上表面呈空间垂直设置
。
[0019]优选的，所述环索连接座包括：第二柱形基座
、
环索耳板和下顶升杆耳板；
[0020]所述下顶升杆耳板设置在所述第二柱形基座的上顶面，所述环索耳板的板面与所述柱形基座的上表面呈空间平行设置；
[0021]所述下顶升杆耳板上设置用于安装所述第一销轴的通孔，所述下顶升杆耳板安装在所述菱形顶升框架底部的第一销轴上
。
[0022]优选的，所述千斤顶组件包括：顶升立柱
、
转换梁和液压千斤顶；
[0023]所述转换梁的数量为两个，一个所述转换梁设置在所述顶升索与所述菱形顶升框架的顶部顶角之间，另一个所述转换梁设置在所述顶升索与所述菱形顶升框架的底部顶角之间；
[0024]所述液压千斤顶的数量为两个，两个所述液压千斤顶的伸缩端设置在所述顶升索下方的所述转换梁的上表面上，两个所述液压千斤顶的油泵端与所述顶升索上方的所述转换梁的下表面连接，两个所述液压千斤顶分别设置在所述顶升索的两侧；
[0025]所述顶升立柱的数量为四个，其中，设置在所述顶升索上方的两个所述顶升立柱的一端安装在所述转换梁的上表面，设置在所述顶升索上方的两个所述顶升立柱的另一端安装在所述菱形顶升框架顶部的第一销轴上，设置在所述顶升索下方的两个所述顶升立柱的一端安装在所述转换梁的下表面，设置在所述顶升索下方的两个所述顶升立柱的另一端安装在所述菱形顶升框架底部的第一销轴上
。
[0026]优选的，在所述顶升立柱上且远离所述转换梁的一端设置
U
型槽，所述
U
型槽卡接在套筒上；
[0027]所述套筒包括筒身和两个环形肋，两个所述环形肋与所述筒身同轴设置，两个所述环形肋之间的空隙用于安装所述
U
型槽，所述筒身的一端部设置连接口，所述第一销轴插入所述连接口内，其中，所述筒身与所述第一销轴同轴设置
。
[0028]优选的，所述液压千斤顶与上方的所述转换梁和下方的所述转换梁分别通过螺栓固定
。
[0029]优选的，所述径向索耳板处的铰接转动方向为竖直方向；
[0030]所述环索耳板处的铰接转动方向为水平方向，
[0031]所述上
、
下顶升杆耳板处的铰接转动方向为竖直方向
。
[0032]优选的，所述径向索连接座和所述环索连接座上连接的索件为
CFRP
拉索
。
[0033]优选的，所述顶升索的材质为碳纤维复合材料
。
[0034]上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0035]通过将本顶升系统中的顶升机构替代撑杆，避免了对环索和斜索的张拉，进而可以将不便于张拉的锚具形式应用到
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种全
CFRP
索穹顶的顶升组件，其特征在于，包括：菱形顶升框架，所述菱形顶升框架包括四个长短相同的顶升杆，四个所述顶升杆首尾依次转动连接；顶升索，所述顶升索的两端分别安装在所述菱形顶升框架的两个顶角上，所述顶升索水平设置；径向索连接座，所述径向索连接座安装在所述菱形顶升框架的顶部顶角上；环索连接座，所述环索连接座安装在所述菱形顶升框架的底部顶角上；千斤顶组件，所述千斤顶组件的两端分别安装在所述菱形顶升框架的两个顶角上，所述千斤顶组件竖直设置；其中，当所述千斤顶组件带动所述径向索连接座和所述环索连接座竖直方向移动时，所述菱形顶升框架在水平方向的两个对角的顶点沿水平方向移动
。2.
根据权利要求1所述的全
CFRP
索穹顶的顶升组件，其特征在于，所述菱形顶升框架还包括：第一销轴和第二销轴；所述第一销轴的数量为两个，两个所述第一销轴分别安装在所述菱形顶升框架的两个竖直设置的顶角上，顶部的两个所述顶升杆的一端分别转动安装在设置在顶部的第一销轴上，底部的两个所述顶升杆的一端分别转动安装在设置在底部的第一销轴上；所述第二销轴的数量为两个，两个所述第二销轴分别安装在所述菱形顶升框架的两个水平设置的顶角上，顶部的两个所述顶升杆的另一端分别通过同侧设置的第二销轴与底部的两个所述顶升杆的另一端转动连接；其中，所述第一销轴的长度长于所述第二销轴
。3.
根据权利要求2所述的全
CFRP
索穹顶的顶升组件，其特征在于，所述径向索连接座包括：第一柱形基座
、
上顶升杆耳板和径向索耳板；所述第一柱形基座呈圆柱状设置；所述上顶升杆耳板设置在所述第一柱形基座的下底面，所述上顶升杆耳板上设置有所述第一销轴通孔，所述上顶升杆耳板安装在所述菱形顶升框架顶部的第一销轴上；所述径向索耳板的数量为四个，所述径向索耳板环周设置在所述第一柱形基座的侧壁上，所述径向索耳板的板面与所述第一柱形基座的上表面呈空间垂直设置
。4.
根据权利要求3所述的全
CFRP
索穹顶的顶升组件，其特征在于，所述环索连接座包括：第二柱形基座
、
环索耳板和下顶升杆耳板；所述下顶升杆耳板设置在所述第二柱形基座的上底面，所述下顶升杆耳板上设置用于安装所述第一销轴的通孔，所述下顶升杆耳板安装在所述菱形顶升框架底部的第一销轴上
。5.
根据权利要求4所述的全
CFRP
索穹顶的顶升...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冲，刘晓刚，李剑文，岳清瑞，王安妮，黄斌，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：