[发明专利]用于碳纤维大缆悬索桥上夹持大缆的索夹

说明书

本发明涉及一种用于碳纤维大缆悬索桥上夹持大缆的索夹，包括上抱筒和下抱筒，所述上抱筒与所述下抱筒之间通过螺栓固定连接；所述上抱筒和所述下抱筒相对的面为内曲面形状，所述上抱筒的内曲面与所述下抱筒的内曲面之间形成通孔，所述通孔内夹持碳纤维大缆；所述通孔的直径自中间位置沿纵向向其两端逐渐增大，增大至通孔端部的直径与所夹持的碳纤维大缆的直径相同。本发明的用于碳纤维大缆悬索桥上夹持大缆的索夹，能够避免碳纤维大缆在端部受到过大的剪应力；索夹受到的抗滑阻力大大提高；可有效解决应力松弛问题，使碳纤维大缆始终处于稳定持久的良好受力状态；该索夹的结构简单、制作和施工方便、实用性强，适用于碳纤维大缆悬索桥上夹持大缆。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种用于碳纤维大缆悬索桥上夹持大缆的索夹。

背景技术

碳纤维索具有抗拉强度高、自重轻、耐腐蚀及低松弛等突出优点，用其取代悬索桥上常用的钢丝大缆，可大大减轻桥梁的自重，提高桥梁的承载能力，并且可以避免钢丝大缆的浸水腐蚀问题，无需进行精密的防水、防腐蚀处理。

对于超大跨径的悬索桥而言，碳纤维索是一种理想的大缆材料，但现有的用于夹持钢丝大缆的索夹通孔为平直型圆筒孔，若用其夹持碳纤维大缆，则存在很多缺陷：（1）碳纤维的横向弹性模量很小，当索夹的夹紧力较大时，碳纤维大缆的横向收缩变形较大，索夹以外的夹紧力突变为零，从而导致索夹端部（尤其是大缆最外层的索）的横向剪切应力集中，且存在小半径的弯折问题，而碳纤维索的抗剪及抗小半径弯折的能力较差，会严重削弱大缆的承载力；（2）碳纤维表面的纵向抗剪能力也较弱，若单纯依靠索夹与大缆的接触摩擦及粘结力难以承担较大的下滑分力，尤其是在更换某根吊索时，与该吊索相邻的吊索的拉力增大，下滑力变大，因此大缆需要较高的抗滑安全储备；（3）碳纤维大缆索夹的应力松弛问题较钢丝大缆索夹更为严重，抗滑力耗散较快。因此，急需开发一种适用于夹持碳纤维大缆，且夹持效率高、便于制作和组装的索夹。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于碳纤维大缆悬索桥上夹持大缆的索夹，包括上抱筒和下抱筒，所述上抱筒与所述下抱筒之间通过螺栓固定连接；所述上抱筒和所述下抱筒相对的面为内曲面形状，所述上抱筒的内曲面与所述下抱筒的内曲面之间形成通孔，所述通孔内夹持碳纤维大缆；所述通孔的直径自中间位置沿纵向向其两端逐渐增大，增大至通孔端部的直径与所夹持的碳纤维大缆的直径相同。

优选的是，所述上抱筒和所述下抱筒沿纵向的中间区域设置内曲面夹持区；所述上抱筒和所述下抱筒沿纵向的两侧边部区域设置螺栓固定区；上抱筒的螺栓固定区与其对应的下抱筒的螺栓固定区交错啮合。螺栓固定区为齿状，齿的数量可根据锁夹长度设定，至少一对。

在上述任一方案中优选的是，所述上抱筒的内曲面夹持区和所述下抱筒的内曲面夹持区分别设置内曲面。

在上述任一方案中优选的是，所述上抱筒的内曲面与所述通孔中轴线所在的纵断面的交线为圆弧线，该圆弧线由三个点确定而成，三个点为该圆弧线中间位置的点和该圆弧线两端位置的点。具体为，三个点为该圆弧线与上抱筒内曲面中间位置的相交点和该圆弧线与上抱筒内曲面两端位置的相交点。

在上述任一方案中优选的是，所述下抱筒的内曲面与所述通孔中轴线所在的纵断面的交线为圆弧线，该圆弧线由三个点确定而成，三个点为该圆弧线中间位置的点和该圆弧线两端位置的点。具体为，三个点为该圆弧线与下抱筒内曲面中间位置的相交点和该圆弧线与下抱筒内曲面两端位置的相交点。

在上述任一方案中优选的是，所述上抱筒和所述下抱筒的长度为所述碳纤维大缆直径的2-4倍。碳纤维大缆由若干根碳纤维索组成，碳纤维索的直径或碳纤维大缆的直径根据具体施工情况而定，或者根据厂家的生产规格而定。

在上述任一方案中优选的是，所述上抱筒和所述下抱筒沿纵向两端最薄处的厚度为所述碳纤维大缆直径的0.1-0.2倍。