CN1006728B - 中间锚定装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

将预应力锚定件7包含在天花板的混凝土中，混凝土凝固后，穿过锚定件的预应力元件被加应力并由在截头锥形部分19内的夹固楔21夹紧。之后，一个管形件25及一个有夹固楔22的锚定件8被穿入预应力元件2中。穿过凸缘11、12的螺栓26将锚定件8固定在锚定件7上，使管形件贴靠在夹固楔21、22的端面24。在下阶段施工时将锚定件8包含入混凝土。混凝土凝固后，下一段的预应力元件会被预加应力至与前一段相同。这样便能将预应力元件在整个长度中被均匀拉着。

Description

本发明有关预应力混凝土的施工，具体而言，有关一种中间锚定装置，该装置通过一条从结构构件中穿过的预应力元件对结构构件，特别是通过若干施工阶段生产的混凝土天花板施加预应力。预应力元件的型式为有两个预应力锚定件，每一个锚定件至少有两个夹固楔，并有螺丝，在进行前一阶段后，并且在随后的施工阶段中，把两个预应力锚定件紧固在一起。

本发明进一步有关制造这种中间锚定装置的方法，这种锚定装置的型式是把装置的第一个预应力锚定件在前一个施工阶段中，埋在混凝土里面，在混凝土凝固后，预应力元件的各个部份便进行预加应力。

在混凝土施工中，使用了所谓“有后粘预应力”方法，其中预应力元件在外壳管中可以纵向活动并在混凝土凝固后被拉紧。然后在外壳管中留存的空间填满注入材料。这样，在预应力元件的整个长度中，预应力元件和周围的混凝土便得到粘结。这样，在发生断裂，或者锚定失效时，都可以增加保障。

除了上述“有后粘预应力”法以外，还前一种“无粘结预应力”法，用于制造混凝土天花板和其他混凝土结构方面亦越来越多。在后一种施工中，预应力元件被防止直接和混凝土接触。有一个有关灰浆油脂层包围的预应力元件，放在一根塑料管子里面。在混凝土凝固后，预应力元件被拉紧，而在它的整个长度上，在两个锚定件之间，没有任何对周围混凝土的粘结。

在这种结构中，特别是用于在若干天花板块中通过的长预应力元件时，这是一个缺点，因为假如一个天花板块受到局部损坏时，在某些情况下，和它直接毗邻的天花板也会受到影响。

还有可能在一个预应力元件在一个锚定地点失效时，其余未损坏的预应力元件就必须补偿那一个预应力元件的预应力损失，这样就必然要降低结构的这样一个部份的抵抗断裂的能力。

为了这个缘故所以要利用附加的中间锚定件，最好放在支撑件的附近，增加附近的后备力量，可以在一个端部锚定件失效时起作用，因而只有一些天花板段损坏。

这种中间锚定件的另一个优点，是随着预应力元件伸展长度的减短，能产生的应力按比例增高，从而抗断强度也相应增高。

德国专利第1，143，319号中叙述了一种被称为预应力元件接头，这种接头把两个相邻的预应力锚定件，在第二施工阶段中浇灌混凝土以前，把它们用螺栓固定在一起。这两个预应力锚定件被螺栓以至少为预应力元件中的预应力的力压在一起。因此，当把高强度的螺丝拧紧时，还没有应力的预应力元件钢丝索及紧固楔以至少是全部的预应力被压到锚锥里面去，因此，当这些元件受到拉力作用时，便不会发生滑动，而拉紧了的高强度螺丝亦不会进一步被拉长。这个先有技术领域中的中间锚定件有一些缺点：就是必须使用高强度螺栓，螺栓必须能共同抵抗预应力元件的拉力;把螺母在螺栓上拧紧时要求高度熟练的技术，并且操作必须非常仔细，因为至少有四个高强度的螺丝必须同时揎紧;最后，由于预应力元件的没有预加应力的部份在伸缩缝的范围里，所以在这里的混凝土没有施加预应力。这就是说：在使用时，恰巧就是接缝区域里的结构部份有发生爆裂的危险，因而必须按照“无粘结预应力”以外的静力标准处理。

美国专利第4，368，607号中叙述了一种中间锚定装置，使用了两个 有附属夹固楔的预应力锚定件。随同每一个预应力锚定件的夹固楔，有一个工作组件，其中有一个围在预应力元件外面的管段，和一个围在夹固楔较大端和部份预应力锚定件的套筒。管段的外面刻有螺纹，把一个有相反方向内螺纹的管形加压构件，拧在这些工作组件的相对管段的外螺纹上。加压构件的中间部份为六角形，因而可以用板手钳把这构件绕它的纵向轴线旋转，从而使两个工作组件向外压，把夹固楔压进预应力锚定件的截头圆锥形的凹穴里去。这种先有技术领域中的中间锚定安排，组装成一个在两个锚定板之间的聚苯乙烯泡沫中的整体，从而形成一个长方形的塑料净空块，在工作组件所处的位置中，夹固楔仅部份伸到截头圆锥形凹穴里面，使它可以随后拧在各个预应力元件中。

譬如，在建造有若干段的混凝土天花板时，最好将塑料泡沫净空块放在支撑件上面，传统预应力锚定件则安装在预应力元件的两端，然后将整个天花板浇注混凝土。在混凝土凝固后，把围绕中间锚定装置的泡沫材料除去，以便接触加压构件，然后按本质上已知的方式，把预应力元件在它的整个长度上施加拉力。然后，对每一个中间锚定位置的加压构件进行操作，把夹固楔压进预应力锚定件的截头圆锥形凹槽里去，于是预应力元件的相应区域在预应力锚定件中夹固，使预应力元件不能再作纵向位移。最后，在把聚苯乙烯泡沫除去后留下的净空空间注入混凝土。

使用上面叙述的中间锚定件时，必须把塑料泡沫在混凝土凝固后除去;一旦加压构件牢实紧固后，必须把混凝土中最后形成的空孔填满，这一点涉及相当多的额外工作。加压构件的紧固必须非常仔细，因为假使紧固不充分，夹固效果不够强，中间锚定装置的效力便不大。

另外一个不利之处，是直到预加应力的操作结束以前，混凝土里的空孔还没有填满，从而造成有些地点上没有预应力。

本发明的目的，是提出一种用于预应力结构构件的改进中间锚定装 置，没有上面所提到的缺点，而能够在使用中不发生问题，并提出一种制造这种锚定装置的方法。

为了这个目的，在根据本文最前面所述及的类型的本发明的锚定装置中，改进之处包括有刚性装置，把互相有间距的两个预应力锚定件的夹固楔固定，对这个间距的要求是只有一个预应力锚定件的夹固楔，处在可以发挥完全夹固作用的位置上。

根据本发明提出的一种方法，也和本文前面提到的类型一样，预应力元件在第二个预应力锚定件里面穿过，用螺丝将此锚定件固定在埋在混凝土里的第一个预应力锚定件上，固定的方法是两个预应力锚定件的夹固楔，靠在间隔件上，螺丝拧紧程度的要求，是只需要在下一个建造阶段中浇灌混凝土时，第二预应力锚定件保持静止，而第二个预应力锚定件的夹固楔，处在夹固楔夹固位置的开始阶段，并且，在随后的建造阶段中灌注的混凝土凝固以后，预应力元件的有关部份，也和前面一个施工阶段中一样的进行预加应力。

关于本发明的理想实施方案，在下文中将参照附图，予以详细说明，附图内容如下：

图1是一个混凝土天花板截面的大为简化的示意图，

图2是通过本发明提出的中间锚定装置第一实施方案的一个纵向剖面，有一个预应力锚定件已经埋在混凝土中，

图3为通过图2所示的装置中的夹固楔的一个纵向剖面并附有根据第二个实施例的间隔件，

图4是沿图3中的Ⅳ-Ⅳ线的一个剖面，

图5是沿图3中的Ⅴ-Ⅴ线的一个剖面，

图6为通过图2所示的装置中的夹固楔的一个纵向剖面并附有根据第三个实施例的间隔件，

图7是在前一个施工阶段浇灌混凝土以后的一预备期中，通过中间 锚定装置的一个预应力锚定件的剖视。

图1是一个结构组件，具体为一个混凝土的天花板1，图中示出其大为简化了的剖面，可以看到在天花板1中穿过的一个预应力元件2。天花板1的端部，由图中仅视出部份的外壁3支撑。在端部外壁3之间，有立柱4，金属支撑件，或隔板，作为天花板1的辅助支撑。预应力元件2可以用钢丝索做的受拉缆索，在它的每一个端部上有一个端部预应力锚定件5。为了防止万一有一个端部预应力锚定件5松弛，或者预应力元件2断裂，而预应力在预应力元件2的全部长度上损失，最好在立柱4上面的区域中，放置所谓的中间锚定件装置6。在下文中将叙述的本发明是有关这种中间锚定装置6的设计和制造。

图2是这种中间锚定装置6的一个实施方案的纵向剖面，其中包括两个预应力锚定件7和8，也可以用它们的一个，作上面叙述过的在预应力元件2每一个端部上的端部预应力锚定件5。每一个预应力锚定件有一个支承体9，10，上面各有一个突缘11，12，径向地向外伸出，并且有相似向外伸出的支承肋13，14，与肋13，14相邻的有圆柱形延伸部份15，16。有一条放预应力元件2的通道从每一个支承体9，10中穿过，通道有在延伸部份15，16中的圆柱形部份17，18，和一个截头圆锥形份19，20。截头圆锥形部份19和20的目的，是分别容纳两个夹固楔21和两个夹固楔22。夹固楔21和22的里侧上，布置了若干锯齿形的肋23，当把夹固楔放在工作位置上时，至少嵌进预应力元件2的一部份中去，把预应力元件夹紧。

在夹固楔21和22的大端面24之间，有一个刚性管状元件25，例如一个管段。管状元件25的内径大于预应力元件2的外径，因此后者可以在前者里面自由活动。螺丝26，例如数目为四个，在有规则地围绕凸缘11和12分布的孔中穿过。螺丝26的目的将在下文中解释。

图3仅示出预应力元件2的一部份，和中间锚定装置的夹固楔21′ 和22′。夹固楔21′和22′用桥形部份27互相作刚性连接，桥形部份27起上述的管状元件25的作用。图4是通过桥形部份27的一个剖面，图5是通过夹固楔22′的一个部面，而图5是通过夹固楔22′的一个剖面。桥形部份27的安排是在组装后不和预应力元件2接触。

图6也仅示出了预应力元件2和中间锚定装置的夹固楔21及22″。夹固楔21与图2中示出的相同。而另一方面，每一个夹固楔22″有一个延伸部份28，它们的自由端的作用是靠紧夹固楔21的端面24。延伸部份28安排的要求，是在夹固楔组装后，不和预应力元件2接触。这个实施方案在上面已经叙述过的三个实施方案中，在保持各夹固楔互相之间的给定距离的功用方面，是最为有利的一个。

图7所示，是本发明提出的中间锚定装置的一个部份，在前一施工阶段中浇灌混凝土后的一个剖视图。在作这样的浇灌以前，把预应力元件2推送，从预应力锚定件7中通过，将后者用螺丝26固定在一块成形板29上，成形板仅示出了一部份，预应力锚定件7，用诸如泡沫塑料制造的填充物30，把它和成形板29隔开。在第一施工阶段中灌入的混凝土，用标图号31表示。

由于上面所叙述的中间锚定装置，是用于制造“无粘结预应力”的结构构件，诸如混凝土天花板，地板，跑道，桥梁构件等等，因此从混凝土的各段中穿过的预应力元件2，外面都用一个保护套或管件（图中未示）套住。为了防此混凝土渗到预应力锚定件7的里面，设置了一个套筒32，形成了上述套或管件的端部，及圆柱形延长部份15之间的一个过渡保护部份。

在混凝土31凝固以后，把成形板29和填充件30除去。填充件留下了一个凹穴（见图2）预应力锚定件7的一部份便伸进这个凹穴里。于是夹固楔21插进从预应力锚定件7中穿过的通道的截头圆锥形部份19里去，从凝固混凝土31中穿过的预应力元件2的部份，由预加应力器件在上面 加预定值的预应力，这种器件本身已属公知，故在本文中不再作进一步叙述了。预加应力完成后夹固楔21在预应力锚定件7中达到了图2所示的位置，并防止预应力元件的相应段松弛。

然后把下一个管形元件25从预应力元件2上滑过，继而把预应力锚定件8在上面滑过，开始时没有加夹固楔22，一直到管形元件抵着夹固楔21的端面24。现在把夹固楔22插进通过预应力锚定件8的通道的截头圆锥形部份20里去，预应力锚定件8被推向已经埋在混凝土中的预应力锚定件7，直到夹固楔22的端部24靠着管形元件25，及螺丝26从预应力锚定件8的突缘12中穿过。用螺母34拧在螺丝26的端部上，但只作中度的拧紧，预应力锚定件8便和预应力锚定件7保持在共同的轴线上。螺母34的拧紧的程度，只是使所有的夹固楔21及22可以和管形元件25互相贴靠，而夹固楔22，没有被完全推进从预应力锚定件8中通过的通道的截头圆锥形部分20里去，并且在预应力元件2上，只有一个非常轻微的夹固作用。这个状态如图2所示。

在把另一个套筒32放在预应力锚定件8的延伸部份16的端部上，并用防腐蚀带35围裹预应力锚定件7和8之间的间隙后，把下一个施工阶段中需要的混凝土灌入，这时在凹穴33中也灌入混凝土。防腐蚀带35可防止混凝土渗进夹固楔21和22之间的空间里。

在下一个施工阶段中灌进的混凝土凝固后，便在预应力元件2的相应的段上，施加了上述预定数值的预应力。在预应力元件2的这个段的端部上，可以放置一个端部预应力锚定件5，或放置下一个中间锚定装置的预应力锚定件7。因为预应力锚定件8的夹固楔22在预应力元件2上几乎没有起夹固作用，所以预应力元件2的第二段上的预应力的作用，一直达到预应力元件的被夹固楔21夹紧的部份上，因此，在预应力元件2的两个端部位置之间，无论有多少个中间锚定装置，在预应力元件2的整个长度上，都有相当均匀的预应力。

即使在预应力元件2的下一个段上加预应力后，预应力锚定件7和8以及与它们关连的夹固楔仍处在它们在图2所示的位置上也就是预应力锚定件7的夹固楔21，对预应力元件2起了全部的夹固作用，然而预应力锚定件8的夹固楔22则对预应力元件2几乎完全不起夹固作用。

上面所述的中间锚定装置的一个重要优点，是在全部预应力元件2内，可以有相当均匀的预应力，甚至在中间锚定位置的附近也不例外。

假使在预应力元件2的第一段的另一端上的预应力锚定件5突然松开，或者假使预应力元件在第一段中突然折断，预应力锚定件7的夹固楔21便将被预应力元件2的其余部份中的预应力向右拉，如图2所示。这个动作便将在瞬时内，通过管形元件25，传递到预应力锚定件8的夹固楔22上，因而夹固楔22必然要被推到它们的工作位置上去，也就是被完全推到预应力锚定件8里的通道的截头圆锥形部份20里去。因此夹固楔21的夹固作用，被传递到夹固楔22上去。

假如下一段里的锚定放松，预应力元件2的前一段里的预应力，就由预应力锚定件7的已经处在夹固位置上的夹固楔21维持。

如前面已经参照图3和图6提到过，由桥形部份27刚性连接的夹固楔21′和22′，可用于代替夹固楔21及22和管形元件25;或者，最好使用夹固楔21及22″，夹固楔22″中包括延长部份28。间隔装置的这个最后一个实施方案特别有利，因为和管形间隔装置相比是比较容易组装的。

上面叙述的中间锚定装置，甚至在遇到故障时也是有作用的，例如在建造过程的继后阶段中，当加在预应力元件2上的拉力超过预定数值时。在这种情况下预应力锚定件7的夹固楔21可能稍微向右移动，如图2所示，因而降低了夹固楔21的夹固作用。然而，管形元件25，把夹固楔21的位移，转移到夹固楔22上，从而夹固楔22的夹固作用增高，其增高的程度和夹固楔21夹固作用的减低程度相当。作为一个副作用，预应力元件2又在它的整个长度上，受到均匀的拉力。假如中间锚定装置的 一侧或另一侧上出现了缺陷，夹固楔的反应便将会像上文所叙述的那样，也就是在遇到故障时，面向着受影响的区域的那些夹固楔，便必然自动进入它们的完全工作的状态。

因为螺丝26的目的，在把预应力锚定件7埋入混凝土时，是固定成形板29的位置而在组装时是固定预应力锚定件8的位置，并且使管形元件25或延长部份28贴靠在夹固楔的端面，螺丝并不承受任何大负荷，所以可以使用普通的螺丝。

Claims (5)

1、一种中间锚定装置，该装置通过一条从结构构件中穿过的预应力元件(2)对结构构件，特别是通过若干施工阶段生产的混凝土天花板施加预应力，该锚定装置有两个预应力锚定件(7，8)，每一预应力锚定件(7，8)中至少有两个夹固楔(21，22)，并有螺丝(26)以便在建造前一施工阶段完成后及进行下一个施工阶段时，把两个预应力锚定件结合在一起，其特征在于包括有刚性装置(25；27；28)，它把互相有间距的两个预应力锚定件的夹固楔(21，22)固定，这间距的要求是：只有一个预应力锚定件的夹固楔处在能够发挥它的完全夹固的作用的位置。

2、根据权利要求1所述的中间锚定装置，其特征为刚性装置是一个刚性的管形元件（25），其内径大于预应力元件的外径，因此管形元件套在预应力元件（2）的外面，并且管形元件（25）是放在两个预应力锚定件的夹固楔的相向的端面（24）之间。

3、根据权利要求1所述的中间锚定装置，其特征为刚性装置由一个预应力锚定件的夹固楔（22″）上面的延长部分（28）形成，并且上述延长部分不接触预应力元件。

4、根据权利要求1所述的中间锚定装置，其特征为刚性装置是由一个桥形部分（27）形成，将预应力锚定件的夹固楔（21′，22′）作刚性的连接，桥形部分的形式使它不和预应力元件接触。

5、一种制造权利要求1所述的中间锚定装置的方法，其步骤为把装置的第一个预应力锚定件（7）在前一个施工阶段时埋进混凝土中，然后在混凝土凝固后，对预应力元件的各个部分施加预应力，其特征在于此后，把预应力元件从里面穿过的第二个预应力锚定件（8），用螺丝（26）和埋在混凝土中的第一个预应力锚定件（7）固定，固定的方法是使两个预应力锚定件的夹固楔（21，22）贴靠间隔装置（25;27;28），上述螺丝的拧紧程度是只要求在下一个施工阶段中浇灌混凝土时，第二个预应力锚定件能静止不动，并且第二个预应力锚定件的夹固楔（22）处于夹固位置的起初阶段，在下一个施工阶段中浇注的混凝土凝固后，和预应力元件（2）相关的段，按照与前一个施工阶段的前一个段相似的方法施加预应力。

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