專利名稱：輕型張拉反射面支承結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及大型射電望遠鏡反射面結構，特別是微波通訊天線反射面結構及相關類似結構背景技術傳統的反射面支承結構為鋼剛架、鋼桁架、鋼網架或鋼網殼結構，其結構自重大、剛度大，對下部機械或結構系統作用力大，使得整個反射面系統造價高。同時傳統反射面結構節點不能調整，安裝精度低，反射面形位調整困難，幾何形狀誤差大且難以控制。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種輕型張拉結構應用于反射面支承系統中，且在張拉結構中設置可調節節點，同時在反射面板與其支承結構間設置可調節節點，形成一種易于制作安裝、易于調節、易于控制反射面工作精度的輕型反射面支承結構。
為達上述目的，本實用新型的輕型張拉反射面支承結構是一種預張拉索桿體系，結構的構件為大部分的拉索和少部分的壓桿，結構的剛度來自于張拉后的預拉力，在現代結構體系中，它的自重和建筑結構中常用的索、膜結構基本相同。
本實用新型的輕型張拉結構應用于反射面系統的支承結構之中，可大大降低結構本身的自重以及對下部機械系統的作用力；且在張拉結構中設置可調節節點，以微量調整柔性索單元的長度使其適應所需要的反射面整體結構形狀調整；同時在反射面板與其支承結構間的連接節點處設置可調節節點，以便協調調整反射面板的法向位置和反射面整體形狀，使其達到反射面整體所需要的準確位置。
本實用新型的優點是輕型張拉反射面支承結構成為一種自重輕、對下部系統作用力小、易于制作運輸和安裝、易于調節、造價經濟、工作性能可靠的新型輕型反射面結構形式。本實用新型的張拉結構重量僅為鋼網殼結構的27.5％，對下部體系的反力相對于鋼網殼結構減小了78.5％，且反射面形態調整方便，適合于大中型射電望遠鏡的反射面支承體系。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型的環斜索桿連接節點結構圖。
圖3為本實用新型的脊斜索桿連接節點結構圖。
圖4為圖3的A-A剖視圖。
圖5為本實用新型的中心索桿連接節點結構圖。
圖6為本實用新型的反射面板可調節節點結構圖。
附圖中標號說明1—剛性圈梁；2—外圈脊索；3—外圈斜拉索； 4—外圈環索；5—中圈斜拉索； 6—外圈壓桿；
7—中圈脊索； 8-中圈環索；9—內圈斜拉索；10-中圈壓桿；11—內圈脊索； 12-中心壓桿；13—環斜索桿連接節點； 13-1-拉索；13-2—帶調節螺紋索錨具； 13-3-帶調節螺紋套筒；13-4—銷軸；13-5—帶內螺紋連接壓桿節點體； 13-6—止脫銷釘；13-7—連接孔；14—脊斜索桿連接節點； 14-1—拉索；14-2—帶調節螺紋索錨具；14-3—帶調節螺紋套筒；14-4—銷軸；14-5—止脫銷釘；14-6—帶內螺紋連接壓桿節點體； 14-7—連接孔；15—中心索桿連接節點； 15-1—拉索；15-2—帶調節螺紋索錨具；15-3—帶調節螺紋套筒；15-4—銷軸；15-5—止脫銷釘；15-6—帶內螺紋連接壓桿節點體； 15-7—連接孔；16—反射面板可調節點； 16-1—反射面板固定件；16-2—反射面板；16-3—反射面板調整支架；16-4—夾緊螺母；16-5—調節螺母；16-6—固定螺桿；16-7—連接螺桿。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的結構作進一步說明請參閱圖1～6所示，圖1是大射電望遠鏡FAST(Five-hundredmeter Aperture Spherical Telescope＝500m口徑主動球面射電望遠鏡)反射面支承結構系統的一個結構分塊，圖1中分別給出了一個獨立結構塊的輕型張拉支承結構整體布置圖、結構可調節節點圖以及反射面板可調節節點。
本實用新型的輕型張拉反射面支承結構，包含圈梁、斜拉索、脊索、環索、壓桿、結構可調節節點體系以及反射面板調節節點體系，其特點是由剛性圈梁作為多邊形環梁、二圈以上的環索為多邊形網圈索，二個以上斜拉索的兩端分別與環索和脊索相連，脊索和環索間通過壓桿連接，各環索、斜拉索和脊索在與壓桿連接點處均通過可調節節點相連接(見圖1所示)。所述的環索，包括外圈環索4和內圈拉索8；所述的斜拉索，包括外圈斜拉索3、中圈斜拉索5和內圈斜拉索9。所述的脊索，包括外圈脊索2、中圈脊索7和內圈脊索11；所述的壓桿，包括外圈壓桿6、中圈壓桿10和中心壓桿12。所述的可調節節點，包括環斜索桿連接節點13、脊斜索桿連接節點14、中心索桿連接節點15。
所述的環斜索桿連接節點13為環索與斜拉索和壓桿之間的可調節節點，由拉索13-1、帶調節螺紋索錨具13-2、帶調節螺紋套筒13-3、銷軸13-4、帶內螺紋連接壓桿節點體13-5、止脫銷釘13-6、連接孔13-7組成(見圖2所示)。其中，具有墩頭的拉索13-1穿過帶調節螺紋索錨具13-2的孔，則拉索13-1在受拉時就不會滑出帶調節螺紋索錨具13-2；帶調節螺紋索錨具13-2與帶調節螺紋套筒13-3之間的連接為螺紋連接，并通過帶調節螺紋索錨具13-2擰入帶調節螺紋套筒13-3的深度來調節帶調節螺紋索錨具13-2到節點中心連接孔13-7的距離；帶調節螺紋套筒13-3通過銷軸13-4和帶內螺紋連接壓桿節點體13-5連接，銷軸13-4穿過帶調節螺紋套筒13-3和帶內螺紋連接壓桿節點體13-5的連接孔，使得帶調節螺紋套筒13-3和帶內螺紋連接壓桿節點體13-5均可繞銷軸13-4自由轉動，以保證鉸接的作用；止脫銷釘13-6插入銷軸13-4近端部的孔中，防止銷軸13-4從帶調節螺紋套筒13-3和帶內螺紋連接壓桿節點體13-5的孔中脫落；帶內螺紋連接壓桿節點體13-5除用銷軸13-4與帶調節螺紋套筒13-3連接外，其帶螺紋中心連接孔13-7用來連接壓桿10和固定反射面板可調節點16，壓桿10通過帶螺紋中心連接孔13-7安裝于帶內螺紋連接壓桿節點體13-5的下面，反射面板可調節點16則通過帶螺紋中心連接孔13-7安裝于帶內螺紋連接壓桿節點體13-5的上面；反射面板可調節點16的上面(圖6)，安裝望遠鏡的反射面板。
所述的脊斜索桿連接節點14為脊索、斜拉索與壓桿之間的可調節節點，由拉索14-1、帶調節螺紋索錨具14-2、帶調節螺紋套筒14-3、銷軸14-4、止脫銷釘14-5、帶內螺紋連接壓桿節點體14-6、連接孔14-7組成(見圖3、4所示)。其中，具有墩頭的拉索14-1穿過帶調節螺紋索錨具14-2的孔，則拉索14-1在受拉時就不會滑出帶調節螺紋索錨具14-2；帶調節螺紋索錨具14-2與帶調節螺紋套筒14-3之間的連接為螺紋連接，并通過帶調節螺紋索錨具14-2擰入帶調節螺紋套筒14-3的深度來調節帶調節螺紋索錨具14-2到節點中心連接孔14-7的距離；帶調節螺紋套筒14-3通過銷軸14-4和帶內螺紋連接壓桿節點體14-6連接，銷軸14-4穿過帶調節螺紋套筒14-3和帶內螺紋連接壓桿節點體14-6的連接孔，使得帶調節螺紋套筒14-3和帶內螺紋連接壓桿節點體14-6均可繞銷軸14-4自由轉動，以保證鉸接的作用；止脫銷釘14-5插入銷軸14-4近端部的孔中，防止銷軸14-4從帶調節螺紋套筒14-3和帶內螺紋連接壓桿節點體14-6的孔中脫落；帶內螺紋連接壓桿節點體14-6除用銷軸14-4與帶調節螺紋套筒14-3連接外，其帶螺紋中心連接孔14-7用來連接外圈壓桿6，外圈壓桿6通過帶螺紋中心連接孔14-7安裝于帶內螺紋連接壓桿節點體14-6的上面。
所述的中心索桿連接節點15、由環索15-1、帶調節螺紋索錨具15-2、帶調節螺紋套筒15-3、銷軸15-4、止脫銷釘15-5、帶內螺紋連接壓桿節點體15-6、連接孔15-7組成(見圖5所示)。其中，具有墩頭的拉索15-1穿過帶調節螺紋索錨具15-2的孔，則拉索15-1在受拉時就不會滑出帶調節螺紋索錨具15-2；帶調節螺紋索錨具15-2與帶調節螺紋套筒15-3之間的連接為螺紋連接，并通過帶調節螺紋索錨具15-2擰入帶調節螺紋套筒15-3的深度來調節帶調節螺紋索錨具15-2到節點中心連接孔15-7的距離；帶調節螺紋套筒15-3通過銷軸15-4和帶內螺紋連接壓桿節點體15-6連接，銷軸15-4穿過帶調節螺紋套筒15-3和帶內螺紋連接壓桿節點體15-6的連接孔，使得帶調節螺紋套筒15-3和帶內螺紋連接壓桿節點體15-6均可繞銷軸15-4自由轉動，以保證鉸接的作用；止脫銷釘15-5插入銷軸15-4近端部的孔中，防止銷軸15-4從帶調節螺紋套筒15-3和帶內螺紋連接壓桿節點體15-6的孔中脫落；帶內螺紋連接壓桿節點體15-6除用銷軸15-4與帶調節螺紋套筒15-3連接外，其帶螺紋中心連接孔15-7用來連接中心壓桿12和固定反射面板可調節點16，中心壓桿12通過帶螺紋中心連接孔15-7安裝于帶內螺紋連接壓桿節點體15-6的下面，反射面板可調節點16通過帶螺紋中心連接孔15-7安裝于帶內螺紋連接壓桿節點體15-6的上面；在反射面板可調節點16的上面(圖6)安裝有望遠鏡的反射面板。
所述的反射面板可調節節點16，由反射面板固定件16-1、反射面板16-2、反射面板調整支架16-3、夾緊螺母16-4、調節螺母16-5、固定螺桿16-6、連接螺桿16-7組成，其中，連接螺桿16-7與結構中可調節節點連接孔13-7、14-7、15-7連接。安裝順序和連接關系為將固定螺桿16-6通過連接螺桿16-7擰入環斜索桿連接節點13的帶螺紋中心連接孔13-7(或脊斜索桿連接節點14的帶螺紋中心連接孔14-7或中心索桿連接節點15的帶螺紋中心連接孔15-7)并擰緊固定；將反射面板調整支架16-3通過其上的安裝孔與固定螺桿16-6連接并用調節螺母16-5擰緊固定；將反射面板固定件16-1放于反射面板調整支架16-3上面，根據反射面板16-2的布置方位調整反射面板固定件16-1在反射面板調整支架16-3上的位置，然后將其固接在反射面板調整支架16-3的面板上；將反射面板16-2通過螺栓連接于反射面板固定件16-1上，通過調整調節螺母16-5和夾緊螺母16-4的上下位置，調節反射面板16-2沿反射面法線方向的位置精度，待調整好后，擰緊夾緊螺母16-4，固定反射面板16-2。
在外圈環索4與外圈斜拉索3，中圈斜拉索5與外圈脊索2、中圈脊索7處形成的可調節節點(即形成環斜索桿連接節點13和脊斜索桿連接節點14)之間分別用一壓桿連接。由若干個環斜索桿連節點13和若干個脊斜索桿連接節點14形成的多個可調節節點與一中心索桿連接節點15連接，兩中心索桿連接節點之間連接一中心壓桿12。
綜上所述，本實用新型結構的張拉及調節過程如下先張拉外圈斜拉索3施加預應力使本實用新型結構具有所需的剛度，然后按需要轉動本實用新型結構各可調節節點中的帶調節螺紋索錨具13-2，微調各索的長度，使結構上達到所需的位置和形狀，使本實用新型輕型張拉反射面支承結構具有預張拉力。
反射面板可調節點的調整方法為將反射面板16-2安裝于反射面板調整支架16-3上，松動夾緊螺母16-4，調整調節螺母16-5，使反射面板達到預定的高度或法向位置。
權利要求1.一種輕型張拉反射面支承結構，包含圈梁、斜拉索、脊索、環索、壓桿、結構可調節節點體系以及反射面板調節節點體系，其特征在于由剛性圈梁作為多邊形環梁，二圈以上的環索為多邊形網圈索、二個以上斜拉索的兩端分別與環索和脊索相連，脊索和環索間通過壓桿連接，各環索、斜拉索和脊索在與壓桿連接節點處均通過可調節節點相連接而形成具有預張力的輕型張拉反射面支承結構。
2.根據權利要求1所述的輕型張拉反射面支承結構，其特征在于所述的環索，包括外圈環索和內圈環索；所述的斜拉索，包括外圈斜拉索、中圈斜拉索和內圈斜拉索；所述的脊索，包括外圈脊索、中圈脊索和內圈脊索；所述的壓桿，包括外圈壓桿、中圈壓桿和中心壓桿。
3.根據權利要求1所述的輕型張拉反射面支承結構，其特征在于所述的可調節節點，包括環斜索桿連接接點，脊斜索桿連接節點和中心索桿連接節點。
4.根據權利要求1或2或3所述的輕型張拉反射面支承結構，其特征在于所述的環斜索桿連接節點為環索、斜拉索和壓桿之間的可調節節點；所述的脊斜索桿連接節點為脊索、斜拉索與壓桿之間的可調節節點；所述的中心索桿連接節點，為中心連接節點；其三種結構分別由拉索、帶調節螺紋索錨具、帶調節螺紋套筒、銷軸、帶內螺紋連接壓桿節點體、止脫銷釘和連接孔組成，其中，具有墩頭的拉索穿過帶調節螺紋索錨具的孔；帶調節螺紋索錨具與帶調節螺紋套筒之間的連接為螺紋連接；帶調節螺紋套筒通過銷軸和帶內螺紋連接壓桿節點體連接，銷軸穿過帶調節螺紋套筒和帶內螺紋連接壓桿節點體的連接孔，并由止脫銷釘插入銷軸近端部的孔中。
5.根據權利要求1所述的輕型張拉反射面支承結構，其特征在于所述的反射面板可調節節點，由反射面板固定件、反射面板、反射面板調整支架、夾緊螺母、調節螺母、固定螺桿、連接螺桿組成，其中，連接螺桿與可調節節點連接孔連接，其連接關系為將固定螺桿通過連接螺桿擰入環斜索桿連接節點的帶螺紋中心連接孔，或脊斜索桿連接節點的帶螺紋中心連接孔，或中心索桿連接節點的帶螺紋中心連接孔并擰緊固定；將反射面板調整支架通過其上的安裝孔與固定螺桿連接并用調節螺母擰緊固定；將反射面板固定件放于反射面板調整支架上面，用螺栓擰緊固定。
6.根據權利要求1或2或3所述的輕型張拉反射面支承結構，其特征在于在外圈環索與外圈斜拉索，中圈斜拉索與外、中圈脊索處形成的可調節節點分別用一壓桿連接。
7.根據權利要求1或2或3所述的輕型張拉反射面支承結構，其特征在于由若干個環斜索桿連接節點和若干個脊斜索桿連接節點形成的多個可調節節點與一中心索桿連接節點連接，兩中心可調節節點之間連接一中心壓桿。
專利摘要一種輕型張拉反射面支承結構是一種預張拉索桿體系，適用于大中型射電望遠鏡的反射面支撐體系。包含圈梁、斜拉索、脊索、環索、壓桿，其特點是由剛性圈梁作為多邊形環梁，二圈以上的環索為多邊形網圈索，二個以上斜拉索的兩端分別與環索和脊索相連，脊索和環索間通過壓桿連接，各環索、斜拉索和脊索在與壓桿連接點處均通過可調節節點相連接而形成具有預張力的輕型張拉反射面支承結構。本實用新型通過設置的可調節節點和反射面與其支承結構間設置的可調節節點，以便協調調整形狀和反射面板的法向位置，形成一種自重輕、對下部系統作用力小、易于制作安裝、易于調節、易于控制反射面工作精度的輕型張拉反射面支承結構。
文檔編號H01Q15/14GK2891323SQ20052004401
公開日2007年4月18日 申請日期2005年8月3日 優先權日2005年8月3日
發明者羅永峰, 李國強, 于慶祥, 陸燕, 南仁東, 邱育海 申請人:同濟大學