CN100519966C - 钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具 - Google Patents
钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具 Download PDFInfo
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Abstract
一种钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具，由锚环、楔块和夹片组合而成，其锚环是开口形、环缺圆筒状，沿圆筒的轴向有一锥形偏心孔，一端是大孔装配端面，另一端是小孔装配端面，自锥形偏心孔至锚环外缘最宽处开有一齿形缺口，该齿形缺口与一个同形状的齿形封口楔块相吻合，齿形封口楔块在向锥形偏心孔进深的两侧面有啮合齿，锚环的锥形偏心孔内楔入一组紧箍钢绞线的钢制夹片。本发明结构简单，施工方便，应用广泛，解决了传统钢绞线锚具必须先截断后锚固，容易使结构产生裂缝与挠度的技术问题。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种混凝土结构施工用的钢绞线锚具。
(二)背景技术
钢绞线锚具是工程中常用的施工机具，但传统锚具是闭口型，钢绞线必须先截断后锚固，从端面穿入锚环，容易使结构产生裂缝和挠曲变形。例如，在无粘结预应力混凝土结构的加固改造工程中，为满足新的使用要求，经常需在已建成的楼盖上开洞，以增大局部层高，或增设自动扶梯、竖向电梯，为此必须在施工中截断横穿洞口的预应力筋。如使用普通单孔锚具，需在楼盖开洞后先断筋释放预应力，在预应力筋截断处套装锚具后，重新张拉恢复预应力。该传统方法使楼盖在施工期间的抗裂、挠曲性能不满足原设计要求，可能使楼盖在实际荷载作用下出现裂缝。在普通钢筋混凝土结构施工中，设计经常选择施加体外预应力提高结构的抗裂度和承载力。随着建筑单体规模的不断增大，使用功能上要求不留或少留结构缝的情况有所增多，部分预应力混凝土结构的连续长度已从以往常见的几十米增大至超过百米，明显超出相关设计规范的限值要求，并导致结构中出现较多无粘结预应力筋并行搭接或交叉搭接连接、分段张拉的非连续配筋情况，由此产生了以下技术难题：
(1)当结构连续长度或平面较大、预应力配筋因过长而必须截断时，张拉施工使结构受压变形并受到墙/柱约束后，结构顶面的锚具部位将出现高拉应力区，易使结构局部因施加预应力而提前出现裂缝，或使该处的实际抗裂能力低于设计要求。
(2)在结构平面中部截断无粘结预应力筋时，目前设计上普遍采用并行搭接(梁、板上后浇带的两侧)或交叉搭接(筒仓、水池壁柱的两侧)构造，使同向相邻的各段预应力筋在结构内相继产生的轴向压应力相互抵消，使实际预应力效能发生损失。在上述情况中，传统锚具均不能满足使用要求。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具，主要解决传统钢绞线锚具先截断后锚固，容易使结构产生裂缝与挠曲变形的技术问题。
本发明的目的是这样实现的：这种钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具，由锚环、楔块和夹片组合而成，其特征在于：其锚环是开口形、环缺圆筒状，沿圆筒的轴向有一锥形偏心孔，一端是大孔装配端面，另一端是小孔装配端面，自锥形偏心孔至锚环外缘最宽处开有一齿形缺口，该齿形缺口与一个同形状的齿形封口楔块相吻合，齿形封口楔块在向锥形偏心孔进深的两侧面有啮合齿，锚环的锥形偏心孔内楔入一组紧箍钢绞线的钢制夹片。
上述齿形封口楔块上有一与钢绞线平行的锚固力测孔。
上述齿形封口楔块有对称的两个啮合齿，啮合齿的啮合面为折面形，啮合齿的根部为一斜面。
上述钢制夹片是两瓣一组、三瓣一组或四瓣一组。
上述钢制夹片外环面上有一圈凹槽。
上述锚环与齿形封口楔块之间的缝隙宽度≤0.3mm。
上述钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具的使用方法，其特征在于使用步骤如下：
步骤1：将开口锚环的齿形缺口对着结构中的钢绞线侧面，从钢绞线的径向装入，使钢绞线位于开口锚环的锥形偏心孔内；
步骤2：将齿形封口楔块插入锚环的齿形缺口内，齿形封口楔块与锚环的齿形缺口相吻合，锚环恢复为闭环状；
步骤3：将钢制夹片从锚环大孔端面楔入锥形偏心孔，嵌于钢绞线周围，并挤紧钢绞线，实现锚固。
本发明可应用在无粘结预应力混凝土结构的加固改造工程中，使用本发明的开口锚具，对楼盖洞口边缘外露的预应力筋可先锚固再截断，完全避免局部结构应力增高、出现结构裂缝与挠度问题。
本发明可应用在普通钢筋混凝土结构施加体外预应力的施工中，使用本发明的开口锚具和开口张拉千斤顶，对较长的体外预应力筋可实现分段张拉与锚固，在提高结构的抗裂度和承载力的同时，减少体外预应力筋的接头，简化预应力筋的连接构造。
本发明也可应用在超长混凝土连续楼盖结构中，当配置通长无粘结预应力筋施工时，在后浇带部位使用开口千斤顶分段张拉、使用本发明的开口锚具分段锚固预应力筋，不会出现局部高应力区和结构裂缝与挠曲变形的问题。
本发明可应用于结构连续长度或平面较大、预应力配筋因过长的结构，使用本发明的开口锚具从钢绞线侧面装入，预应力配筋不必截断，张拉施工时不会使结构受压变形，结构顶面的锚具部位也不会出现高拉应力区，结构不会因施加预应力而提前出现裂缝。
本发明也可应用在梁板平面中部需要留出洞口的结构，例如筒仓、水池，不需要截断无粘结预应力筋，使各段预应力筋的实际预应力效能不会发生损失。
本发明的工作原理：开口型锚具利用被锚固钢绞线预应力筋的弹性回缩，带动钢制夹片与锚环锥形偏心孔之间产生相对位移，使钢制夹片外周受径向挤压，导致钢绞线被钢制夹片夹紧、实现锚固。齿形封口楔块嵌入锚环后，可约束其环向变形，使之能重新作为封闭锚环进行工作。锚固时，预应力筋承受的拉力为NP，可增加钢制夹片与锚环之间的相对位移，提高钢制夹片挤压咬紧钢绞线的程度，直致钢制夹片与锚环之间停止发生相对位移，NP达到钢绞线的极限拉力。
本发明与现有传统技术相比具有的有益效果：本发明结构简单，施工方便，应用广泛。开口锚具外形呈环缺圆筒状，锚环圆心与锚环上的锥孔圆心不重合。齿形封口楔块的齿状边缘与锚环的齿状开口相互啮合，齿形封口楔块可从锚环的大孔端面楔入，齿形封口楔块可从圆柱体锚环上用线切割工艺切割成型。齿形封口楔块上可设锚固力测孔，根据孔径变化确定被锚紧钢绞线的拉力。本发明解决了传统闭环锚具必须先截断后锚固、容易使结构产生局部应力，继而发生裂缝与挠曲变形的技术问题。
(四)附图说明
图1是本发明装配后的纵剖面的结构示意图；
图2是本发明小孔装配端面的结构示意图；
图3是本发明大孔装配端面的结构示意图：
图4是本发明齿形封口楔块从小孔端面装入开口锚环的示意图；
图5是本发明齿形封口楔块从大孔端面装入开口锚环的示意图；
图6是开口锚环的示意图；
图7是齿形封口楔块的示意图；
图8是三瓣钢制夹片组合示意图；
图9是两瓣钢制夹片组合示意图；
图10是两瓣钢制夹片组合中的单瓣钢制夹片示意图。
图中：1—锚环、2—齿形封口楔块、3—钢制夹片、4—钢绞线、5—锚固力测孔、6—塑料套管、7-啮合齿、8-凹槽、9-锥形偏心孔、10-齿形缺口、11-啮合齿根部。
(五)具体实施方式
实施例参见图1、图2、图3、图6，锚环1是开口形、环缺圆筒状，沿圆筒的轴向有一锥形偏心孔9，一端是大孔装配端面，另一端是小孔装配端面，自锥形偏心孔至锚环外缘最宽处开有一齿形缺口，该齿形缺口10与一个同形状的齿形封口楔块2相吻合，开口锚环1的高度同普通单孔夹片锚具，锚环圆心与锥孔圆心间距6.8mm，锥孔内放置夹片和钢绞线。锚环两侧端面的大、小孔径分别为28.5mm、17.5mm。在锚环·侧设对称齿状开口，用于放置齿形封口楔块，锚环与齿形封口楔块之间的缝隙宽度≤0.3mm。
参见图4、图5、图7，齿形封口楔块2在向锥形偏心孔进深的两侧面有啮合齿7，上述齿形封口楔块有对称的两个啮合齿7，啮合齿的啮合面至少有两个折面，本实施例有三个折面，啮合齿根部11为一斜面。齿形封口楔块2是通过线切割直接从锚环上切下的规则对称块体，外周形状密切配合锚环上的开口，安装时可分别从锚环两侧端面插入。当齿形封口楔块脱离锚环时，锚环呈“环缺状”，钢绞线可通过开口平行进入锚环；将齿形封口楔块插入锚环开口内时，锚环恢复为“闭环状”，齿形封口楔块与锚环开口部位的啮合齿7凸、凹配合，可约束锚环开口宽度的变化。齿形封口楔块2上设有锚固力测孔5，孔径与孔位根据计算与试验确定。当经过张拉的钢绞线被锚具夹片夹紧后，齿形封口楔块2受钢制夹片挤压，导致测孔直径改变，根据孔径与被锚固钢绞线拉力的对应关系(试验标定值)，可方便地判定其实际拉力。
参见图8-10，钢制夹片3的外形、尺寸、材质可与现有普通单孔锚具相同。钢制夹片3可以是一组两瓣，也可以是一组三瓣，钢制夹片外环面上有一圈凹槽8，方便用箍索嵌入凹槽内将钢绞线4箍紧。安装时，钢制夹片3可从锚环大孔装配端面插入，嵌于钢绞线4的周围，并挤紧钢绞线，钢绞线埋入端可套有塑料套管6。
钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具的使用步骤如下：
步骤1：将开口锚环的齿形缺口对着结构中的钢绞线侧面，从钢绞线的径向装入，使钢绞线位于开口锚环的锥形偏心孔内。
步骤2：将齿形封口楔块插入锚环的齿形缺口内，齿形封口楔块与锚环的齿形缺口相吻合，锚环恢复为闭环状。
步骤3：将钢制夹片从锚环大孔端面楔入锥形偏心孔，嵌于钢绞线周围，并挤紧钢绞线，实现锚固。
在浇注的混凝土达到设计强度时，再根据需要剪断钢绞线。
Claims (7)
- 【权利要求1】一种钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具，由锚环、楔块和夹片组合而成，其特征在于：其锚环是开口形、环缺圆筒状，沿圆筒的轴向有一锥形偏心孔，一端是大孔装配端面，另一端是小孔装配端面，自锥形偏心孔至锚环外缘最宽处开有一齿形缺口，该齿形缺口与一个同形状的齿形封口楔块相吻合，齿形封口楔块在向锥形偏心孔进深的两侧面有啮合齿，锚环的锥形偏心孔内楔入一组紧箍钢绞线的钢制夹片。
- 【权利要求2】根据权利要求1所述的钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具，其特征在于：上述齿形封口楔块上有一与钢绞线平行的锚固力测孔。
- 【权利要求3】根据权利要求2所述的钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具，其特征在于：上述齿形封口楔块有对称的两个啮合齿，啮合齿的啮合面为折面形，啮合齿的根部为一斜面。
- 【权利要求4】根据权利要求2所述的钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具，其特征在于：上述钢制夹片是两瓣一组、三瓣一组或四瓣一组。
- 【权利要求5】根据权利要求4所述的钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具，其特征在于：上述钢制夹片外环面上有一圈凹槽。
- 【权利要求6】根据权利要求1所述的钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具，其特征在于：上述锚环与齿形封口楔块之间的缝隙宽度≤0.3mm。
- 【权利要求7】一种权利要求1-6任意一项所述钢绞线预应力筋用齿合型单孔开口锚具的使用方法，其特征在于使用步骤如下：步骤1：将开口锚环的齿形缺口对着结构中的钢绞线侧面，从钢绞线的径向装入，使钢绞线位于开口锚环的锥形偏心孔内：步骤2：将齿形封口楔块插入锚环的齿形缺口内，齿形封口楔块与锚环的齿形缺口相吻合，锚环恢复为闭环状；步骤3：将钢制夹片从锚环大孔端面楔入锥形偏心孔，嵌于钢绞线周围，并挤紧钢绞线，实现锚固。
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