一种支座柔性锚固系统.pdf

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1、10申请公布号CN102817315A43申请公布日20121212CN102817315ACN102817315A21申请号201210160468822申请日20120522E01D19/0420060171申请人北京交通大学地址100044北京市海淀区西直门外上园村3号72发明人朱尔玉张东朱力王冰伟74专利代理机构北京市商泰律师事务所11255代理人李鸿华54发明名称一种支座柔性锚固系统57摘要一种支座柔性锚固系统,涉及跨座式单轨交通系统中轨道梁受拉支座和桥墩盖梁之间的锚固连接，解决了支座锚固螺栓运营中脆性断裂失效的问题。一种支座柔性锚固系统，该系统的柔性件（1）穿过锚箱（6）后,其两端。

2、分别与下部锚座（2）和上部锚头（3）锚固连接；或该系统的柔性件穿过锚箱后,其两端分别与下部锚座和上部锚头（8）锚固连接；或该系统的柔性件穿过锚管（7）后，其两端分别与左部锚头（4）和右部锚头（5）锚固连接；或该系统的柔性件穿过锚管后，其两端分别与左部锚头（9）和右部锚头（10）锚固连接。该柔性锚固系统用于跨座式单轨交通中已有线路上发生锚固螺栓断裂失效时的更换工作和在新建线路上使用。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图6页1/1页21一种支座柔性锚固系统，其特征是该支座柔性锚固系统包括柔性件（1），下部锚座（2。

3、），上部锚头（3）和锚箱（6）；所述的柔性件（1）穿过锚箱（6）后,其两端分别与下部锚座（2）和上部锚头（3）锚固连接；或包括柔性件（1），下部锚座（2），上部锚头（8）和锚箱（6）；所述的柔性件（1）穿过锚箱（6）后,其两端分别与下部锚座（2）和上部锚头（8）锚固连接；或包括柔性件（1），左部锚头（4）,右部锚头（5）和锚管（7）；所述的柔性件（1）穿过锚管（7）后，其两端分别与左部锚头（4）和右部锚头（5）锚固连接；或包括柔性件（1），左部锚头（9）、右部锚头（10）和锚管（7）；所述的柔性件（1）穿过锚管（7）后，其两端分别与左部锚头（9）和右部锚头（10）锚固连接。2根据权利要求1所述。

4、的支座柔性锚固系统，其特征是所述的柔性件（1）为预应力钢绞线、平行钢丝束或钢丝绳。3根据权利要求1所述的支座柔性锚固系统，其特征是所述的上部锚头（3）、左部锚头（4）和右部锚头（5）由锚环（11）和夹片（12）组成，使用时夹片（12）置于锚环（11）的锥形孔中,上部锚头（3）、左部锚头（4）和右部锚头（5）结构相同；所述的上部锚头（8）、左部锚头（9）和右部锚头（10）由挤压套（13）、挤压夹片（14）和螺母（15）组成，挤压套（13）外表面设有螺纹，使用时挤压夹片（14）置于挤压套（13）的锥形孔中，螺母（15）与挤压套（13）外表面设有的螺纹连接；上部锚头（8）、左部锚头（9）和右部锚头（。

5、10）结构相同。4根据权利要求1所述的支座柔性锚固系统，其特征是所述的锚管（7）为金属管、塑料管或混凝土预留孔道。权利要求书CN102817315A1/5页3一种支座柔性锚固系统技术领域0001本发明涉及跨座式单轨交通系统中轨道梁受拉支座和桥墩盖梁之间的锚固连接。背景技术0002跨座式单轨交通系统包括上部结构轨道梁和下部结构桥墩，轨道梁和桥墩之间采用的是铸钢拉力支座，需要通过锚固螺栓固定连接。锚固螺栓的受力复杂，除安装时的预紧力外，还要承受因列车运行产生的由轨道梁通过支座传来的各种力，尤其是承受梁上荷载对支座中心的扭矩所引起的轴向拉力。0003在线路运营过程中，通过对支座锚固螺栓的例行检查发现。

6、，部分固定（或活动）支座上的锚固螺栓发生了断裂失效的现象，极大地影响了线路的正常运营和列车运行时的安全性。0004从已失效锚固螺栓的断口宏观形貌看出所有断口都有疲劳断裂特征；断口附近都没有明显的塑性变形，并且啮合较好，间隙小；断口都具有放射状条纹；断口均起源于应力集中处。故可以判定锚固螺栓的断口均为脆性断裂。从锚固螺栓的断裂情况看，断裂部位在螺栓下部螺纹退刀槽附近区域，说明退刀槽是锚固螺栓的薄弱环节。0005从锚固螺栓的材质分析，锚固螺栓为马氏体组织的1CR17NI2耐热钢，合金元素CR含量高，所以强度高、韧性好。但通过对锚固螺栓材料的失效检测发现，材料在热处理过程中，淬火与回火温度以及加热、。

7、保温、冷却时间控制不严，导致材料的力学性能发生高强度、高硬度、低韧性的改变。0006从部分断裂的锚固螺栓可以发现，在锚固螺栓与螺母座高度相同的位置上有明显的接触摩擦痕迹，说明锚固螺栓受到了来自螺母座的横向力作用，形成弯矩和剪切力，在冲击载荷的作用下产生断裂。0007当锚箱连接板倾斜或在轨道梁横向或纵向线形调整过程中锚固螺栓的倾斜安装，都将使锚固螺栓杆体与球面螺母座不可避免地发生接触，这必然导致横向力通过螺母座作用到锚固螺栓的杆部。锚固螺栓在剪切应力作用下，首先于上述各种缺陷处产生微裂纹，列车每次通过产生的振动和应力，促使裂纹逐渐发展，当开裂面积增大到一定程度，裂纹在此高脆性的基体中快速发展，产。

8、生脆性断裂。综合分析可以看出，锚固螺栓断裂不是拉应力引起的，而是受到了横向应力作用的结果。0008另外，所有断裂的锚固螺栓都有不同程度擦伤和锈蚀现象，故环境腐蚀也是断裂的外在原因之一。0009综合以上分析，我们可以得出结论，跨座式单轨交通系统中支座锚固螺栓断裂失效的主要原因是锚固螺栓的强度高、硬度大、脆性强，断口均为脆性断裂。锚固螺栓断裂不是拉应力引起的，而是受到了横向应力作用的结果，在列车周期性的冲击载荷的作用下产生疲劳断裂。此外环境腐蚀、材质不达标及加工制作误差等也会导致支座锚固螺栓断裂失效。说明书CN102817315A2/5页4发明内容0010本发明所要解决的技术问题是解决已有支座锚固。

9、螺栓脆性断裂失效的问题。0011本发明解决其技术问题所采用的技术方案是0012本发明为一种支座柔性锚固系统，该支座柔性锚固系统包括柔性件，下部锚座，上部锚头和锚箱；所述的柔性件穿过锚箱后,其两端分别与下部锚座和上部锚头锚固连接。0013或包括柔性件，下部锚座，上部锚头和锚箱；所述的柔性件穿过锚箱后,其两端分别与下部锚座和上部锚头锚固连接。0014或包括柔性件，左部锚头,右部锚头和锚管；所述的柔性件穿过锚管后，其两端分别与左部锚头和右部锚头锚固连接。0015或包括柔性件，左部锚头、右部锚头和锚管；所述的柔性件穿过锚管后，其两端分别与左部锚头和右部锚头锚固连接。0016所述的柔性件为预应力钢绞线、。

10、平行钢丝束或钢丝绳。0017所述的上部锚头、左部锚头和右部锚头由锚环和夹片组成，使用时夹片置于锚环的锥形孔中,上部锚头、左部锚头和右部锚头结构相同；所述的上部锚头、左部锚头和右部锚头由挤压套、挤压夹片和螺母组成，挤压套外表面设有螺纹，使用时挤压夹片置于挤压套的锥形孔中，螺母与挤压套外表面设有螺纹连接；上部锚头、左部锚头和右部锚头结构相同。所述的锚管为金属管、塑料管。0018本发明和已有技术相比所具有的有益效果本发明用一种支柔性座锚固系统代替已有的刚性锚固螺栓。这种支座柔性座锚固系统克服了锚固螺栓强度高、硬度大、脆性强，易发生脆性断裂的问题。同时，可防止锚固螺栓由于受到横向力作用，在列车周期性的。

11、冲击载荷的作用下易产生疲劳断裂的现象。这种支座柔性座锚固系统能增加轨道梁支座线形调整的范围、可以在不吊梁或不移梁的情况下完成对已失效支座锚固系统的维护和更换、提高支座锚固螺栓抗冲击、抗疲劳性能和使用寿命，降低支座锚固螺栓维护和更换费用。附图说明0019图1是实施方式一的支座柔性锚固系统使用状态示意图。0020图2是实施方式一的柔性组件示意图。0021图3是实施方式二的支座柔性锚固系统使用状态示意图。0022图4是实施方式二的柔性组件示意图。0023图5是实施方式一的上部锚头、实施方式三的左部锚头和右部锚头示意图。0024图6是实施方式一、实施方式三的锚环示意图。0025图7是实施方式一、实施方。

12、式三的夹片示意图。0026图8是实施方式二的上部锚头、实施方式四的左部锚头和右部锚头剖面图。0027图9是实施方式一、实施方式二的下部锚座示意图。0028图10是实施方式一、实施方式二的下部锚座纵剖面图。0029图11是实施方式一、实施方式二的下部锚座AA剖视图。0030图12是实施方式一的上部锚头、实施方式三的左部锚头和右部锚头剖面图。0031图13是实施方式三的支座柔性锚固系统使用状态示意图。说明书CN102817315A3/5页50032图14是实施方式三、实施方式四的锚管示意图。0033图15是实施方式三的柔性组件示意图。0034图16是实施方式四的支座柔性锚固系统使用状态示意图。00。

13、35图17是实施方式四的柔性组件示意图。0036图中柔性件1、下部锚座2、上部锚头3、左部锚头4、右部锚头5、锚箱6、锚管7、上部锚头8、左部锚头9、右部锚头10、锚环11、夹片12、挤压套13、挤压夹片14、螺母15。具体实施方式0037结合附图对本发明作进一步说明0038实施方式一0039一种支座柔性锚固系统，如图1所示，该支座柔性锚固系统包括柔性件1，下部锚座2，上部锚头3和锚箱6；所述的柔性件1穿过锚箱6后,其两端分别与下部锚座2和上部锚头3锚固连接。0040所述的柔性件1为预应力钢绞线、平行钢丝束或钢丝绳，要求具有足够的承载力以承受锚固时的预拉力及列车运行时产生的总拉力，并有足够的耐。

14、久性能。0041所述的下部锚座2为一长方体，其中心设一锥形孔，用于放置夹片，如图10所示。下部锚座应具有足够的强度、刚度和耐久性能；使用方便、便于机械加工和制作。0042所述的上部锚头3由锚环11和夹片12组成，使用时夹片12置于锚环11的锥形孔中，锚头本身应该具有足够的强度、刚度和耐久性能；应使预应力钢绞线尽可能不产生滑移、预应力损失小；使用方便、便于机械加工和制作。0043所述的锚箱6为一箱形结构，上端部设一法兰，其上均布螺栓孔，用于与基座板的连接，锚箱6的下端口封闭，并设有排水孔。锚箱应具有足够的强度、刚度和耐久性能，使用方便、便于机械加工和制作。0044该支座柔性锚固系统的具体使用步骤。

15、0045步骤一采用砂轮切割机或气割对柔性件下料1，其长度应满足千斤顶的工作长度。0046步骤二采用人工的方法将柔性1件穿过下部锚座2，用夹片12夹紧柔性件并置于下部锚座2锥形孔内，轻轻敲紧夹片12。0047步骤三将连接有柔性件1的下部锚座2穿过锚箱6连接板后进行固定，即锚箱连接板卡住下部锚座2。0048步骤四用千斤顶张拉柔性件1另一端至要求的预加力值，用上部锚头3进行锚固，然后切除锚后伸长的柔性件1。0049实施方式二0050一种支座柔性锚固系统，如图3所示，该支座柔性锚固系统包括包括柔性件1，下部锚座2，上部锚头8和锚箱6；所述的柔性件1穿过锚箱6后,其两端分别与下部锚座2和上部锚头8锚固连。

16、接。0051所述的柔性件1为预应力钢绞线、平行钢丝束或钢丝绳，要求具有足够的承载力以承受锚固时的预拉力及列车运行时产生的总拉力，并有足够的耐久性能。0052所述的下部锚座2为一长方体，其中心设一锥形孔，用于放置夹片，如图10所示。说明书CN102817315A4/5页6下部锚座应具有足够的强度、刚度和耐久性能；使用方便、便于机械加工和制作。0053所述的上部锚头8由挤压套13、挤压夹片14和螺母15组成，挤压套13外表面设有螺纹，使用时挤压夹片14置于挤压套13的锥形孔中，螺母15与挤压套13外表面设有的螺纹连接。锚头本身应该具有足够的强度、刚度和耐久性能；应使预应力钢绞线尽可能不产生滑移、预。

17、应力损失小；使用方便、便于机械加工和制作。0054所述的锚箱6为一箱形结构，上端部设一法兰，其上均布螺栓孔，用于与基座板的连接，锚箱6的下端口封闭，并设有排水孔。锚箱应具有足够的强度、刚度和耐久性能，使用方便、便于机械加工和制作。0055该支座柔性锚固系统的具体使用步骤0056步骤一采用砂轮切割机或气割对柔性件1下料，其长度应满足千斤顶的工作长度。0057步骤二采用人工的方法将柔性件穿过下部锚座2，用夹片12夹紧柔性1件并置于下部锚座2锥形孔内，轻轻敲紧夹片12。0058步骤三将连接有柔性件1的下部锚座2穿过锚箱6连接板后进行固定，即锚箱连接板卡住下部锚座2。0059步骤四用千斤顶张拉柔性件1。

18、另一端至要求的预加力值，用上部锚头8进行锚固，然后切除锚后伸长的柔性件1。0060实施方式三0061一种支座柔性锚固系统，如图13所示，该支座柔性锚固系统包括包括柔性件1，左部锚头4,右部锚头5和锚管7；所述的柔性件1穿过锚管7后，其两端分别与左部锚头4和右部锚头5锚固连接。0062所述的柔性件1为预应力钢绞线、平行钢丝束或钢丝绳，要求具有足够的承载力以承受锚固时的预拉力及列车运行时产生的总拉力，并有足够的耐久性能。0063所述的左部锚头4和右部锚头5由锚环11和夹片12组成，使用时夹片12置于锚环11的锥形孔中，锚头本身应该具有足够的强度、刚度和耐久性能；应使预应力钢绞线尽可能不产生滑移、预。

19、应力损失小；使用方便、便于机械加工和制作。0064所述的锚管7为一U形管，其两个端口各设一法兰，法兰上均布螺栓孔，用于与基座板的连接，如图14所示。0065该支座柔性锚固系统的具体使用步骤0066步骤一采用砂轮切割机或气割对柔性件1下料，其长度应满足千斤顶的工作长度。0067步骤二采用人工或机械的方法将柔性件的一端用左部锚头4进行锚固。0068步骤三将柔性件1的另一端穿过锚管7后，用千斤顶张拉至要求的预加力值，再用右部锚头5进行锚固，然后切除锚后伸长的柔性件1。0069实施方式四0070一种支座柔性锚固系统，如图16所示，该支座柔性锚固系统包括包括柔性件1，左部锚头9、右部锚头10和锚管7；所。

20、述的柔性件1穿过锚管7后，其两端分别与左部锚头9和右部锚头10锚固连接。0071所述的柔性件1为预应力钢绞线、平行钢丝束或钢丝绳，要求具有足够的承载力说明书CN102817315A5/5页7以承受锚固时的预拉力及列车运行时产生的总拉力，并有足够的耐久性能。0072所述的左部锚头9和右部锚头10由挤压套13、挤压夹片14和螺母15组成，挤压套13外表面设有螺纹，使用时挤压夹片14置于挤压套13的锥形孔中，螺母15与挤压套13外表面设有的螺纹连接。锚头本身应该具有足够的强度、刚度和耐久性能；应使预应力钢绞线尽可能不产生滑移、预应力损失小；使用方便、便于机械加工和制作。0073所述的锚管7为一U形管。

21、，其两个端口各设一法兰，法兰上均布螺栓孔，用于与基座板的连接，如图14所示。0074该支座柔性锚固系统的具体使用步骤0075步骤一采用砂轮切割机或气割对柔性件1下料，其长度应满足千斤顶的工作长度。0076步骤二采用人工或机械的方法将柔性1的一端用左部锚头9进行锚固。0077步骤三将柔性件1的另一端穿过锚管7后，用千斤顶张拉至要求的预加力值，再用右部锚头10进行锚固，然后切除锚后伸长的柔性件。0078上述所有实施方式中，所述的上部锚头3、左部锚头4和右部锚头5由锚环11和夹片12组成，使用时夹片12置于锚环11的锥形孔中,上部锚头3、左部锚头4和右部锚头5结构相同，如图5、6、7所示。所述的上部。

22、锚头8、左部锚头9和右部锚头10由挤压套13、挤压夹片14和螺母15组成，挤压套13外表面设有螺纹，使用时挤压夹片14置于挤压套13的锥形孔中，螺母15与挤压套13外表面设有螺纹连接；上部锚头8、左部锚头9和右部锚头10结构相同，如图8所示。0079支座柔性锚固系统用于跨座式单轨交通已有线路上发生支座锚固螺栓断裂失效时的替换，或新建线路上支座单孔或双孔锚固连接时使用，见图1、图3、图13、图16。说明书CN102817315A1/6页8图1图2说明书附图CN102817315A2/6页9图3图4说明书附图CN102817315A3/6页10图5图6图7图8说明书附图CN102817315A104/6页11图9图10图11图12说明书附图CN102817315A115/6页12图13图14图15图16说明书附图CN102817315A126/6页13图17说明书附图CN102817315A13。