技术领域
[0001] 本
发明是关于
桥梁拉索产品技术的改进，具体来讲就是关于在
斜拉桥、矮塔斜拉桥主塔上的分丝管型索鞍(Saddle)上安装球面万向(Ball Joint Cardan) 夹片式锚具进行抗滑和锚固的技术。通过球面锚具对拉索
钢绞线进行各自独立的锚固，其拉索钢绞线各自独立地分散穿过索鞍的圆形钢管，从而消除拉索钢绞线成束同时穿过索鞍时产生的拉索钢绞线之间的压应
力和摩擦疲劳现象(Fretting Fatigue)，本发明主张的技术即为利用球面
万向节的原理，配以夹片式锚具进行拉索抗滑锚固的技术及相关施工方法。本
申请要求2018年11 月26日提交的韩国
专利(专利申请号为10-2018-0147049)的权益，在此将上述申请的全部内容引用并入本文。
背景技术
[0002] 在公路桥梁及
铁路桥梁中，大量设计为斜拉桥或矮塔斜拉桥(Extradosed bridge；ED桥)的形式，斜拉桥或矮塔斜拉桥的原理是通过桥梁拉索本身与
桥面成一定
角度和顺序排列，连接桥梁主塔和桥面，并通过拉索承受桥面箱梁 (Girder)的部分重量，以及将各种动、静
载荷传递到桥塔。
[0003] 作为斜拉桥或矮塔斜拉桥的主塔上传递桥面静载荷与动载荷的拉索系统的承重部件之一，广泛使用索鞍(Saddle)的形式，这种索鞍结构安装于拉索系统锚固端的中间塔顶
位置，起到
支撑和
应力传递的作用，采用索鞍形式的拉索系统通常使用钢绞线作为斜拉索。
[0004] 图1为范例的普通矮塔斜拉桥，即ED斜拉桥的图片，图1a)为ED斜拉桥，图1b)为ED斜拉桥，以及索鞍安装在主塔位置的示意图。
[0005] 如图1a)所示，ED斜拉桥是集合了普通箱梁桥与斜拉桥优点的一种新的桥梁类型，与通常的PSC箱梁桥相比，具有更轻量化和更大跨径的特点。与通常的斜拉桥相比，拉索所受应力的变动幅度较小，桥梁主塔也可以做的很低，在跨径250～400m之间的桥梁中，其施工性及经济性要明显优于普通斜拉桥。这种ED斜拉桥的的拉索系统通常包括；拉索、索鞍和锚固具三种核心部件。另外，ED斜拉桥分为有索鞍配置和没有索鞍配置的2种类型。图2为通常普通ED斜拉桥拉索系统的结构图。
[0006] 如图2所示，ED斜拉桥的系统包括；主塔(11)，索鞍(12)，防滑锚固装 (13)，拉索(14)，锚固具(15)及桥面箱梁(16)等主要结构物。
[0007] ED斜拉桥的索鞍(12)承担的主要作用是承担将拉索(14)传递来的静载荷和动载荷传递到主塔(11)的角色，拉索(14)在传递动载荷与静载荷力的时候会在主塔(11)两侧产生不均衡的动载荷力，需要在塔端进行抗滑锚固防止拉索(14)产生滑移(Slip)现像。根据这种抗滑移锚固形式的不同，索鞍分为整体索束共同穿过较大钢管的一体型的索鞍型式和拉索钢绞线(Strand)各自穿过分离的较细独立钢管，即分丝管式索鞍型式这两种主要形式。把索鞍设计成这种分丝管形式的主要目的是为了减少主塔的劈裂应力，避免拉索钢绞线之间产生压应力和摩擦疲劳现象的发生。具体来讲，斜拉桥或ED斜拉桥的主塔上部(设计位置)
混凝土浇筑之前，将事前按照设计制作的具有一定
曲率和特定形态的索鞍先安放在设计位置，然后进行混凝土浇筑使其埋入其中，然后再后续的工序中将拉索(Cable)穿入安装，拉索穿入索鞍安装后，拉索的两端接入位于箱梁上的锚固具，然后按照设计的索力进行张拉、锚固后即完成了拉索安装的主要施工内容。
[0008] 施工时桥梁单只或成束的拉索经由上述索鞍(Saddle)钢管的内部，在主塔两侧引出，拉索的两端通过预埋在桥面箱梁上的预埋管穿过梁端的桥面后在末端安装锚固具，[0009] 图3中的a)与b)所示为；在主塔内部埋入外管(21)，为具有一定曲率要求的弧形管，这一外管(21)的端部开口处与主塔外端面一致，外管(21)的内部穿入内管(22)。
[0010] 上述的1支内管(22)内部，插入安装有数个拉索钢绞线(23)，内管(22) 内部注入防腐、防滑
灌浆材料(24)，拉索钢绞线(23)通过灌浆材料(24)相互结合成一体，通过灌浆材料(24)与拉索钢绞线(23)之间形成的
摩擦力抗衡拉索
水平分力的作用。上述拉索钢绞线(23)通常使用多根钢丝扭转合股形成的钢绞线，并且以环
氧树脂涂敷的钢绞线形态居多。
[0011] 根据桥梁的结构特点，具有索鞍结构的桥梁拉索的索鞍段不但要具有抵抗桥塔两侧发生的水平不均衡分力的结构特性，还要具有防腐防护的结构特性，要避免摩擦疲劳(Fretting)现象的发生，并且整体结构能够满足多根拉中，只对其中的一根或几根拉索进行单根更换的要求。
[0012] 为抵抗水平分力和防腐而充填的填充材料在在水平应力等作用下产生裂纹时，会降低拉索的防腐能力，并导致拉索产生
腐蚀问题，产生腐蚀现象的钢绞线拉索需要予以更换。
[0013] 如上所述，外管(21)与安装在其管内的1个内管(22)的所谓双管式索鞍这种已有技术，当索鞍的防腐系统部分产生问题，需要进行单根或限于几根拉索钢绞线更换时，这种系统无法支持单根换索，而必须进行对整体索束进行更换。
[0014] 前面所述的分丝管型索鞍的情况则为；拉索钢绞线分散单独插入安装在钢管内，可以消除索鞍内部钢绞线之间因互相压迫而产生的摩擦疲劳(Fretting Fatigue)现象，显著降低对主塔结构有害的分裂应力。目前这种分丝管形态的索鞍主要有V型钢管摩擦抗滑、圆形钢管附加抗滑键(Key Tape)和圆形钢管加环氧
砂浆固定等方式。
[0015] 圆形钢管加环氧砂浆固定方式索鞍形式的索鞍段内部拉索钢绞线的高
密度聚乙烯PE防腐保护层是剥离的状态，这一段拉索钢绞线防腐灌浆的状态很难确认，并且不能进行拉索钢绞线的单根换索，所以具有较大的缺点。圆形钢管加抗滑键(Key)的索鞍形式中，抗滑键需要在主塔的前后两端进行均匀配置，实际提供的抵抗不均衡索力的载荷是对应拉索数量的一半，即只有50％的索力可以利用起来，对拉索的索力设计和拉索钢绞线的数量要求更高、更多。V钢管方式的原理是将索鞍段的拉索钢绞线的高密度聚乙烯保护层全部去除后，钢绞线的裸露部分压入钢管的V型槽内，靠产生的摩擦力进行抗滑锚固。这种索鞍的缺点是拉索钢绞线靠拉索的索力固定在槽内，当索鞍位置与梁端锚固点与设计方案产生误差时，将在索鞍出口处产生应力集中现象，从而产生疲劳破坏影响拉索寿命。另外，索鞍段内部拉索钢绞线的高密度聚乙烯PE保护层要全部剥离，降低了拉索的防腐功能，并且这一类的索鞍具有造价很高的缺点。
[0016] 综上所述，能够适应桥梁及拉索系统施工时产生的误差和克服桥梁主塔前后不均衡载荷所产生的索鞍处应力集中现象以及减少拉索疲劳，从而延长桥梁拉索寿命的索鞍和锚固抗滑装置的开发就具有很强的现实必要性。
[0017] 专利文献1，韩国登记专利号码：第10-1150352号(申请日:2010年3 月24日)，
发明名称:“索鞍结构体及张拉用拉索”；
[0018] 专利文献2，日本公开专利号码：第2011-162942号(公开日:2011年8 月25日)，发明名称:“索鞍结构体及张拉用拉索”；
[0019] 专利文献3，韩国登记专利号码：第10-1873363号(请日:2018年4月 26日)，发明名称:“永磁联动对称配置液压回路拉索减震器及利用该减震器的拉索振动控制方法”；
[0020] 专利文献4，日本登记专利号码：第4728262号(请日:2007年1月15 日)，发明名称:“索鞍结构体”；
[0021] 专利文献5，日本登记专利号码：第4663563号(申请日:2006年3月22 日)，发明名称:“桥梁一用索鞍结构”；
[0022] 专利文献6，韩国登记专利号码：第2014-146838号(公开日:2014年12 月29日)，发明名称:“桥梁主塔用索鞍及利用该种索鞍的拉索施工方法”。
发明内容
[0023] 有鉴于此，本发明提供了一种球面万向机构夹片式锚具及其施工方法，用于解决
现有技术中存在的问题。
[0024] 为了解决上述已有技术的不足之处，本发明意图解决的技术课题为；通过在斜拉桥、矮塔斜拉桥主塔上的分丝管式索鞍上安装具有球面万向节功能的防滑锚固装置，拉索钢绞线能够自动适应拉索锚固点的安装误差，通过锚固装置各自独立地插入安装在索鞍钢管中进行防滑锚固，拉索钢绞线分散安装在各自独立的圆形钢管内,消除钢绞线之间产生的压应力和摩擦疲劳现象 (Fretting Fatigue)，明显降低拉索及索鞍钢管对主塔混凝土结构施加的分裂应力。
[0025] 利用本发明的球面万向夹片式锚具及相应施工方法即可解决目前已有技术的不足之处。
[0026] 本发明意图实现的课题之一为；通过在球面锚具上加工具有一定角度的锥形(Taper)锚孔，可以使拉索钢绞线轻易地的穿过锚孔到达桥塔的另一面。利用本发明的球面万向节原理与夹片式锚具相结合的结构及相应施工方法即可实现上述功能。
[0027] 本发明意图实现的课题之一为；拉索钢绞线的主要防腐手段之一为在拉索钢绞线的表面挤敷一层高密度聚乙烯(PE)，与其它已有技术需将主塔段拉索钢绞线的聚乙烯保护层全部去除的方法不同的是，本发明球面万向夹片式锚具只需把夹片锚固段的聚乙烯保护层去掉，减少了钢绞线的裸露部位，明显降低了因去除聚乙烯(PE)保护层而使拉索防腐性能降低的现象，利用本发明的球面万向节原理与夹片式锚具相结合的结构及相应施工方法即可实现上述功能。
[0028] 课题的实现方法
[0029] 作为上述技术课题的实现方法，利用本发明球面万向夹片式锚具进行拉索的防滑和锚固时，适用于斜拉桥或矮塔斜拉桥
[0030] (ED斜拉桥)上安装使用的，贯穿主塔前后的分丝管形式索鞍；安装本发明球面万向夹片式锚具时，锚具底座的一侧与上述分丝管索鞍的端部连接，另一端加工有
螺纹；球面万向夹片式锚具的主体由上
法兰、下法兰及球面锚具构成，上述下法兰下部连接球面万向机构底座，上述下法兰和上法兰之间安装有球面锚具形成球面锚具总成；上述球面万向机构底座与上述球面锚具总成之间安装有为实现该球面锚具总成的位移而设计制作的螺纹套筒；球面万向夹片式锚具的防滑锚固部件包括了固定盘、夹片、夹片固定
弹簧及夹片压力调节
螺栓，上述夹片按照设计深度插入安装球面锚具的锚孔中，数支拉索钢绞线从中插入安装，压紧夹片即可实现抗滑锚固。
[0031] 上述固定盘、上述上法兰、上述下法兰、上述球面锚具等，通过螺栓进行连接或固定，上述分丝管索鞍将上述插入安装在其圆形钢管内拉索钢绞线传递的压应力、分裂应力分散传递给桥塔。
[0032] 拉索钢绞线正常安装在本发明球面万向夹片式锚具内，为了保持施加在拉索钢绞线上的张拉力，上述螺纹套筒与球面万向夹片式锚具底座的螺纹部结合，并利用各自螺纹部的止动螺拴孔旋入止动螺栓的方法防止螺纹套筒松动和因之产生的引起索力的变化。
[0033] 在需要对拉索钢绞线进行单根更换时，上述止动螺栓可以被拆除，将上述螺纹套筒旋转放松，即可将上述由夹片夹持处于锚固状态的拉索钢绞线脱离夹持锚固状态，从而进行拉索钢绞线的单根更换。
[0034] 上述球面锚具上，加工有固定盘连接用螺栓所用的数个螺栓孔，上述固定盘上加工有数个固定用螺栓孔，球面锚具与固定盘连接；球面万向夹片式锚具的下法兰与底座由上述螺纹套筒将连接；球面锚具的两个面上加工有数个锥形拉索钢绞线插入通孔，上述球面锚具通过上法兰和下法兰的安装组合，夹持在上下两个法兰的中间形成球面锚具的总成，拉索钢绞线通过上述锥形通孔穿过球面锚具总成。
[0035] 上述球面万向夹片式锚具具有如下特征：固定和压紧夹片为目地的固定盘；锚固各自独立的拉索钢绞线所用的，插入球面锚具锥形锚孔内一定深度的夹片；锚固拉索钢绞线前，将上述夹片张开一定角度，安装在夹片大端侧的夹片固定用弹簧；
[0036] 包括上述以锚固拉索钢绞线为目的，压迫上述夹片使其夹紧拉索钢绞线从而实现锚固防滑功能的中空压力调节螺栓。当拉索钢绞线从固定盘侧或相应球面锚具的另一侧，即桥塔的另一侧穿入时，上述夹片上的弹簧将插入在球形锚具锚孔中特定深度的夹片张开一定的角度，使钢绞线顺利穿过。
[0037] 上述拉索钢绞线可以各自独立安装的分丝管索鞍的圆形钢管内部表面与拉索钢绞线表面之间摩擦力越大越有利于拉索的抗滑及锚固，所以可以在钢管内表面涂布
摩擦材料用以增大摩擦力。
[0038] 上述拉索钢绞线在各自的外表面上有挤敷的高密度聚乙烯(PE)保护层，为了保护拉索钢绞线防腐性能的减低，可以选择只在球面万向夹片锚固的锚固点处
切除适当的拉索钢绞线PE保护层。
[0039] 做为达成如上所述技术课题的手段，利用本发明中的球面万向夹片式锚具及固定盘总成的拉索防滑锚固装置及其施工方法为a)在斜拉桥或矮塔斜拉桥(ED桥)的桥塔顶部配置各自分离的独立圆形钢管组态的索鞍，并使多根拉索钢绞线贯穿上述各自独立的索鞍圆形钢管；b)在上述各自独立的分离型钢管的端部安装球面万向夹片式锚具的底座，在该底座另一面的下法兰和上法兰之间安装球面锚具形成球面万向夹片式锚具；c)上述底座与上述球面万向机构之间安装提供伸缩功能为目的的螺纹套筒；d)上述球面万向锚具中的球面锚具上加工形成的拉索钢绞线插入口及插入的拉索钢绞线；e)通过中空压力调节螺栓连接在固定盘上张开一定角度的夹片，使其插入上述球面锚具锚孔中一定的深度，使拉带有聚乙烯防腐保何层的拉索索钢绞线能够无障碍穿过后；f)旋紧上述压力调节螺栓，压紧上述夹片，分别锚固夹在各自夹片中的拉索钢绞线，以此保持拉索钢绞线的索力；以及g)上述拉索钢绞线正常安装在上述夹片内后，为保持拉索索力不因外部应力产生变化，上述螺纹套筒及上述底座上分别加工形成的止动螺栓孔上安装止动螺栓。上述分离式钢管索鞍内插入安装的数根拉索钢绞线，将拉索钢绞线隔离成独自单元的圆形钢管将拉索钢绞线所承受的压应力、诱导桥塔混凝土结构产生分裂的劈裂应力进行传递和分散，以此为特征的球面万向夹片式锚具。
[0040] 在这里，上述g)阶段的止动螺栓在需要进行上述的拉索钢绞线单根更换时，可以临时拆除，然后拆除固定盘与球面锚具之间的固定螺栓，最大限度旋动放松上述螺纹套筒，使锚固拉索钢绞线的万向球形锚具移动以使夹片重新张开一定的角度从而解除锚固并进行单根拉索钢绞线的更换。
[0041] 本发明的效果：本发明产品作为一款安装在斜拉桥或矮塔斜拉桥主塔上的分丝管式索鞍和锚具，将拉索钢绞线各自独立地分散插入安装在圆形钢管内，从而使索鞍内部的拉索钢绞线相互隔离，避免了钢绞线之间的压应力和摩擦疲劳现象(Fretting Fatigue)，能显著的降低和分散桥梁主塔由于钢绞线的应力集中作用而产生的诱导主塔混凝土分裂的劈裂应力。因其具有万向节功能的锚具能够自动适应塔上索鞍和梁端锚固点产生的安装位置偏差引起的拉索径向偏移，故能消除因之产生的作用在拉索上的径向剪应力。
[0042] 本发明在球面锚具的锚孔上加工锥形(Taper)孔，使拉索钢绞线的插入安装作业非常简便。锚具底座、螺纹套筒、球面万向式锚具以及使用夹片结构的组合方式，使拉索钢绞线的插入安装作业和拉索的抗滑锚固作业变得方便易行，从而提高了作业效率。
[0043] 本发明在锚固拉索钢绞线时，只需将将拉索钢绞线表面的高密度聚乙烯 (PE)保护层处于锚固段的部分切除，不必将整个桥塔段的高密度聚乙烯全部切除，所以拉索钢绞线的防腐功能可以得到最大限度的保护。
附图说明
[0044] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0045] 图1a-1b为一般矮塔斜拉桥即ED斜拉桥的图示。
[0046] 图2为一般矮塔斜拉桥即ED斜拉桥的拉索系统的结构图。
[0047] 图3a-3b为已有技术的索鞍安装图。
[0048] 图4为本发明产品利用球面万向机构的原理，并利用夹片进行防滑锚固的球面万向夹片式锚具的结构分解图。
[0049] 图5a-5c为本发明中的球面万向夹片式锚具、分丝管型索鞍、球面万向夹片式锚具主体的结构示意图。
[0050] 图6为本发明桥面万向夹片式锚具在锚固拉索钢绞线时，在底座上安装万向夹片式锚具主体时的示意图。
[0051] 图7a至图7c为本发明球面万向夹片式锚具的主体通过螺纹套筒安装在底座上的示意图。
[0052] 图8为本发明球面万向夹片式锚具的主体安装在固定盘上的示意图。
[0053] 图9为本发明球面万向夹片式锚具的俯视示意图。
[0054] 图10为图9中标示的C-C截面图。
[0055] 图11为图10中的D区域的放大示意图。
[0056] 图12为本发明球面万向夹片式锚具在施工时的顺序图。
[0057] 图中：
[0058] 100:球面万向夹片式锚具
[0059] 110:分丝管式索鞍(Saddle)
[0060] 120:锚具底座(Cardan Base)
[0061] 130:球面锚具总成
[0062] 140:固定盘总成
[0063] 150:固定螺栓
[0064] 160:止动螺栓(Stop Bolt)
[0065] 170:螺纹套筒
[0066] 121:螺纹部
[0067] 122:止动螺栓孔
[0068] 131:下法兰
[0069] 132:上法兰
[0070] 133:球面锚具
[0071] 141:固定盘
[0072] 143:夹片固定弹簧
[0073] 210:拉索钢绞线
[0074] 142:夹片(Wedge)
[0075] 144:压力调节螺栓
[0076] 211:拉索钢绞线导入口
具体实施方式
[0077] 本发明实施例提供了一种球面万向机构夹片式锚具及其施工方法，用于解决现有技术中存在的问题。
[0078] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0079] 为了更详细说明本发明，下面结合附图对本发明提供的一种球面万向机构夹片式锚具及其施工方法，进行具体地描述。
[0080] 为使具有本发明所属技术领域一般性常识的人通过参考下面的附图可以容易理解并实施本发明技术，对本发明进行详细的举例说明，但由于本发明存在多个组态形式，所以本发明产品的组态不限于所举的范例。在图例中，为了清楚地说明本发明的原理和结构，将与本发明的说明与阐述不必要的部分进行了省略，通过明细表将全部类似的部分，赋予了类似的符号。
[0081] 在明细表中描述某个部分“包括”了某种构成要素时，如果没有特定的反对这一主张的记载，就不是排除其构成要素，而是意味着可能追加包括这一要素。
[0082] 球面万向夹片式锚具(100)，图4为本发明拉索抗滑锚固用球面万向夹片式锚具的分解结构图，图5为本发明关联的球面万向夹片式锚具、分丝管式索鞍的图示。
[0083] 参照图4及图5，本发明拉索抗滑锚固用球面万向节片式锚具(100)包括，分丝管式索鞍(110)，球面万向机构底座(Cardan Base；120)，球面锚具总成 (130)，固定盘总成(140)，固定用螺栓(150)，止动螺栓(160)及螺纹套筒 (170)。
[0084] 如图5中的a图所示，作为将拉索钢绞线(210)分散插入安装形式的分丝管索鞍，索鞍(110)将拉索钢绞线(210)之间产生的压应力及拉索对桥梁主塔混凝土结构产生的诱导分裂应力进行无害化分散，主要安装在斜拉桥以及按塔斜拉桥(Extradosed bridge；ED桥)的桥塔上，贯通桥塔的两侧。亦即上述分丝管索鞍(110)通过将拉索钢绞各自独立地分散插入安装在索鞍圆形钢管的内部，将上述数根拉索钢绞线(210)之间产生的压应力及拉索体系对桥梁主塔混凝土结构产生的诱导分裂的劈裂应力进行分散。另外，可以在上述分丝管式索鞍(110)的圆形钢管的内表面或上述拉索钢绞线的表面涂覆一定厚度的摩擦材料增加其摩擦力。
[0085] 球面万向夹片式锚具底座(120)的一端与分丝管式索鞍(110)的端部结合，另一侧圆筒外表面加工有螺纹(121)，如图6中所图示，上述圆筒螺纹部 (121)加工有
螺纹孔(122)。
[0086] 球面锚具总成(130)主要由下法兰(131)、上法兰(132)及球面锚具(Ball Joint:133)构成，上述下法兰(131)与上述球面万向夹片式锚具主体的底座(120)相连，在上述下法兰(131)与上述上法兰(132)之间安装球面锚具(133)，形成一个整体部件。
[0087] 具体地说，如图5中的b)所图示的，上述万向夹片式锚具主体(130)的下法兰(131)上加工有数个用于固定用螺栓(150)的固定孔。螺纹套筒(170) 连接在上述底座(120)上。同时，上述球面锚具总成(130)的上法兰(132)上也具有相应固定用螺栓(150)固定时使用的数个螺纹孔。通过上述固定螺栓 (150)的连接固定作用使锚具形成整体，并通过下法兰(131)与索鞍连接。上述球面锚具总成(130)上的球面锚具(133)上加工有与拉索钢绞线导入口 (211)相对应的锥形(Taper)锚孔，并且安装在上述下法兰(131)和上述上法兰 (132)之间，与上下法兰形成一体化的部件。
[0088] 螺纹套筒(170)安装在上述万向夹片式锚具底座(120)及上述万向夹片式锚具主体(130)之间，通过下法兰(131)的相对运动实现锚具整体的上下伸缩功能。固定盘总成(140)由固定盘(141)、夹片(142)、夹片固定弹簧(143) 及压力调节螺栓(144)构成，上述夹片(142)部分插入安装在上法兰(132)侧的球面锚具总成(130)的锥形锚孔上，用以锚固穿过其中的拉索钢绞线。这里所指的拉索钢绞线(210)各自覆有高密度聚乙烯(PE)保护层，为了减少上述拉索钢绞线锚(210)固施工时对其防腐功能的损害，在施工时只需在锚固具的夹片(140)部位对拉索钢绞线(210)进行聚乙烯层的剥离，然后进行锚固作业。
[0089] 如图5为中的c)图中所示，上述固定盘总成(140)上的固定盘(141)上安装有可以将夹片(142)按照特定的位置及特定的深度固定在球面锚具总成(130) 上的空心螺栓。上述固定盘总成(140)上安装的夹片(142)将拉索钢绞线 (210)分别锚固之前，插入安装在球面锚具(133)的拉索钢绞线插入口(211) 中。上述固定盘总成(140)上的夹片固定用弹簧(143)将上述夹片(142)张开一定的角度后固定，并使该角度随着夹片进入锚孔的深浅而产生变化。通过调整上述固定盘总成(140)上的压力调节螺栓(144)压紧夹片(142)从而达到锚固拉索钢绞线(210)的目的。当拉索钢绞线(210)从桥塔的任意一侧穿过上述固定盘总成(140)和上述夹片(142)时，其位置形态是由上述固定夹片用弹簧(143)将夹片分开一定角度的状态，引导钢绞线顺利进入球面锚具(133)上的锚孔，而处于桥塔另一面的孔也处于能使钢绞线顺利通过的状态。
[0090] 上述固定用螺栓(150)用于上述固定盘总成(140)、固定盘(141)、上述球面夹片式锚具的上下法兰(131)的连接固定。
[0091] 止动螺栓(160)安装在上述螺纹套筒(170)和万向夹片式锚具底座(120) 螺纹部(121)上的止动螺纹孔(122)内，用于上述固定盘总成(140)上的拉索钢绞线(210)安装完成后能够保持投入的索力不因外力作用而产生变化。另一方面，在需要进行单根更换拉索钢绞线(210)的情况下，可将上述止动螺栓(160)临时拆除，拆开螺栓固定螺栓后旋转螺纹套筒(170)分离和放松固定盘总成(140)的锚固状态，然后对拉索钢绞线(210)进行个别放张和进行单根更换钢绞线索。
[0092] 已有技术的分丝管索鞍形态通常是靠分丝用钢管产生的摩擦力或在索鞍的端面设置抗滑装置来实现拉索的防滑锚固的，单根换索困难或抗衡桥塔前后不均衡力的设置不够等问题；
[0093] 本发明产品球面万向夹片式锚具(100)在安装拉索时，将拉索钢绞线 (210)插入安装在锚具中并张拉后，通过简单旋紧固定盘总成(140)上的压力调节螺栓(144)将夹片(142)更深地推入锚孔并压紧，就可以将拉索进行抗滑锚固。由于该产品安装有可以解除抗滑锚固状态的可伸缩螺纹套筒 (170)，可以轻易解决各种在施工过程中因失误和
质量问题产生的换索需求。
[0094] 图6为本发明球面万向夹片式锚具与锚具底座连接安装的部分斜视图，图7a至图7c为球面万向夹片式锚具通过连接用螺纹套筒连接安装在锚具底座上的图示,图7a及图7b为图6中标示的A-A线段方向的剖视图，图7c为图 7a中的B区域详图。
[0095] 图6中所示，本发明球面万向夹片式锚具(100)中，万向夹片式锚具底座 (120)上可以安装球面万向夹片式锚具主体(130)，而具有伸缩调整功能的螺纹套筒(170)安装在上述锚具底座(120)与球面万向夹片式锚具主体(130) 的下法兰(131)之间起到传递应力的作用。
[0096] 图7a作为图6中A-A剖面图，表达的是桥梁拉索及锚固具正常安装并进行了张拉具有一定索力的情况下，锚具下法兰(131)与锚具底座(120) 之间的连接状态,图7b为图6中的A-A剖面图，当需要进行单根更换拉索钢绞线(210)时，首先拆除止动螺栓(160)和固定螺栓，旋转上述连接套筒(170) 至极限位置，将固定盘总成(140)从受力状态松弛下来，然后即可将钢绞线放张及更换特定的钢绞线。图7c为图7a中的B-B详细剖面图，如图中所示止动螺栓(160)安装在锚具底座(120)的螺纹部位的止动孔上。在这里可以保证套筒自由回转的套筒与法兰的结合部的符号定义为134。
[0097] 图8为本发明产品球面万向夹片式锚具的压力调节螺栓与夹片的安装位置侧视图。
[0098] 如图8所示，本发明球面万向夹片式锚具(100)的球面锚具总成(130) 中的球面锚具上加工有与钢绞线导入口(211)相互对应的可供钢绞线穿过的锚孔，进行拉索锚固时将拉索钢绞线(210)插入安装在其中，通过固定盘总成(140)上的装置调节夹片(142)深度，从而调整夹紧拉索钢绞线(210)的压力大小，从而达到抗滑锚固的目的。
[0099] 为了使钢绞线在正、反方向上都能顺利穿过锚固部位，在上述球面锚具 (133)上的锚孔两端都加工有锥形(Taper)形状而拉索钢绞线导入口(211) 的大小可以让带有聚乙烯保护层的钢绞线顺利通过，故拉索钢绞线(210)能毫无障碍得穿过锚固段进行安装。
[0100] 已有技术的矮塔斜拉桥即ED索鞍的基本情况是：如果在其塔上的索鞍段采用夹片式锚具进行抗滑锚固，由于索鞍段的拉索钢绞线(210)较短，当在桥梁挂索施工或后期维修养护需要进行更换拉索钢绞线(210)而对拉索进行放松
张力时，索鞍段钢绞线无法提供充分的伸长量，进而夹片很难被拉出锚孔，从而对拉索的更换造成困难。而且用超过钢绞线设计张力值的拉力去强行张拉钢绞线以期拉出夹片的话会对桥塔产生不能逆转的影响和损害。基于这样的考虑，本发明采用在球形锚具总成(130)与锚具底座(120)之间设置可以进行伸缩操作的螺纹套筒(170)方法，在必要时可以通过伸缩操作解除夹片的压力。拆除固定上述螺纹套筒(170)的止动螺栓(Stop Bolt:160)，使用专用工具(Tool)转动上述螺纹套筒(170)，使其向锚具底座(120)方向移动，必要时将其旋至螺纹部(121)的终点，将锚固夹片(142)从其夹持的拉索钢绞线 (210)上分离出一定的距离和空间，从而使更换钢绞线别变得容易。
[0101] 图9所示为本发明球面万向夹片式拉索锚具的，将锚具的固定盘和中空的压力调节螺栓相结合的俯视图，图10为图9中C-C剖面线所截取的截面图,图11为图10中所标示的D区域描述详图。图11的a)所示为钢绞线传入安装及张拉前的夹片位置及形态，图b)所示为拉索钢绞线张拉后，压紧夹片进行锚固时的位置和形态。
[0102] 如图11a所示，安装在固定盘总成(140)上的夹片(142)通过固定夹片用的弹簧(143)以特定的角度张开一定的距离后安装在其上，即如图10所示；即使拉索钢绞线(210)从相反的方向出入其中，插入过程也不存在任何障碍。钢绞线将在夹片固定弹簧(143)的支撑下夹片(142)张开一定角度和间距的形态下穿过锚固部位。
[0103] 综上所述，在本发明的产品结构中，钢绞线可以各自独立地分散穿入圆形钢管内，并无障碍穿过锚固部位，形成新形式的分丝管式索鞍，与其它已有技术分丝管索鞍一样不存在钢绞线之间的压应力和摩擦疲劳现象(Fretting Fatigue)，并且也可以大幅度减少和分散桥梁主塔上产生的诱导混凝土结构分裂的应力集中的影响。
[0104] 本申请还包括利用装有球面万向夹片式锚具的索鞍进行施工的方法。
[0105] 图12所示为利用装有球面万向夹片式锚具的索鞍进行施工的施工方法及流程。
[0106] 通过参照图12所示内容，安装有球面万向夹片式锚具的索鞍的操作流程为；首先在斜拉桥或矮塔斜拉桥(Extradosed bridge；ED桥)的桥塔上安装预制好的分丝管式索鞍(110)，然后以非紧固安装的形式预安装本发明锚具和其它附属配件后独立地将拉索钢绞线(210)分散穿过分丝管索鞍(110)(S110). 这种形式可以避免穿过上述索鞍(110)的拉索钢绞线(210)张拉作业后相互之间产生压应力并可以分散诱导桥塔混凝土分裂的劈裂应力，亦即这种形式的索鞍支持将拉索钢绞线(210)各自独立地，分散插入安装在索鞍圆形钢管内。
[0107] 下一步，将分丝管型索鞍(110)端部预装好的锚具底座(120)的固定螺栓
锁紧固定,然后将由下法兰(131)、上法兰(132)及球面锚具(133)构成的球面锚具总成队(130)固定在锚具底座(120)的螺纹侧上(S120)。这里球面锚具总成(130)上的，球面锚具(133)的锚孔两端加工有能使拉索钢绞线(210) 无障碍顺利穿过的，对应于拉索钢绞线导入口(211)锥形(Taper)锚孔。
[0108] 下一步，将上述锚具底座(120)及球面锚具总成(130)之间的螺纹套筒 (170)旋移至底部(S130)。
[0109] 下一步，将处于上述球面锚具总成(130)上的球形锚具(133)部位的拉索钢绞线(210)的聚乙烯保护层剥离，移动锚具和套筒使剥离部位处于拉索钢绞线导入口(211)的内部(S140)。
[0110] 下一步,将固定盘总成(140)上的夹片(142)旋移至适当的位置并钢绞线保护层剥离段完全进入拉索钢绞线导入口(211)，使锚具整体处于拉索钢绞线(210)保护层被剥离的位置(S150)。亦即上述夹片(142)即使拉索钢绞线在固
[0111] 定盘总成方向的相反方向插入，由于夹片固定用弹簧(143)的作用，夹片式呈一定角度张开的形态，所以钢绞线仍能以无障碍的方式顺利插入球形锚具(133)上的锚孔和拉索钢绞线导入口(211)。
[0112] 下一步，将拉索张拉至设计张力后，将固定盘总成(140)上的压力调节螺栓(144)按特定的
扭矩拧紧压迫夹片(142)进入锚孔的更深处，从而达成拉索钢绞线(210)抗滑锚固的目的(S160)。
[0113] 下一步，上述拉索钢绞线(210)正常安装在固定盘总成(140)上，使其能够保持已经投入的张拉力不因外部因素的影响产生变化。
[0114] 在上述螺纹套筒(170)、锚具底座(120)螺纹部位(121)的止动螺栓孔(122) 上，将止动螺栓(160)旋紧锁死(S170)。上述已经安装好的拉索钢绞线(210) 需要进行单根更换时，暂时拆除上述止动螺栓(160)，然后旋动螺纹套筒(170) 使其所承受的张力和固定盘总成(140)所受的张力放松，既可实施拉索钢绞线(210)的单根换得作业。
[0115] 上述拉索钢绞线(210)具有高密度聚乙烯(PE)防腐保护层，为了尽可能减少拉索钢绞线(210)防腐功能降低的结果，本专利的特点之一是不把整个索鞍段的聚乙烯保护层全部切除，而是仅切除拉索钢绞线(210)处于固定盘总成(140)前后部分的一小部分进行锚固既可。如果防腐条件允许将索鞍段的全部防腐保护层切除，那么本专利的处理方法是将索鞍(110)圆形钢管的内部或钢绞线防腐保护层切除后裸露部分涂布摩擦材料用以增加摩擦力，提高锚固性能。
[0116] 亦即，使用本发明产品时，具有高密度聚乙烯(PE)防腐层的整体拉索钢绞线(210)中，只有处于球面万向夹片式锚具段的拉索钢绞线(210)防护层需要切除，可以减少因防护层缺损而产生的防腐能力减低的问题。同时因其具有球面万向节结构的功能，可以大幅减小拉索所受的
剪切应力，从而减小拉索的疲劳损伤现象。另如前面所述，锚具底座(120)、螺纹套筒(170)、球面锚具总成(130)及固定盘总成(140)的组合结构能使拉索钢绞线(210)的穿入安装变得很容易，从而能够提高作业效率。
[0117] 前面所述的关于本发明的描述，是为了说明本发明机理的范例，具有本发明所属领域技术常识的人未经对本发明的技术思想和必要特征进行变更也能够变更为其它具体形态的结构，因此上面所描述的范例仅视为代表性事例，而且不限于所述范例。例如采用单一形态所做的各个构成要素的说明，也可以分散实施。相反地，采用分散形态所做的各个构成要素的说明也可以结合成单一形态进行实施。
[0118] 本发明通过上述描述来阐明该发明的机理，但是专利
请求范围以后面的说明为主，本专利权力请求的含义及范围，包括在均等概念下产生的所有变更、
变形的结构形态，都将包括在本专利的解读范围内。
