CN102127950B - 预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置，包括夹持式锚具、锚固基座、持力螺杆和千斤顶，所述持力螺杆的前端与所述夹持式锚具固定连接，其后端依次水平穿过锚固基座、铰垫块、锚固双螺母、承顶板、锚压板和调节螺母；张拉时，所述调节螺母压紧在锚压板上，所述千斤顶顶推承顶板，所述承顶板与锚压板之间通过曲面铰接在一起并将力传递给调节螺母，最终由调节螺母对持力螺杆施加张拉力；张拉完成后，旋动锚固双螺母使铰垫块压紧在锚固基座上，所述铰垫块与锚固基座之间通过曲面接触承压。本发明结构简单，能实现夹持式锚具与片材的自动对中，进而确保片材始终纵向受拉，内部不出现横向剪应力。

Description

预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置

技术领域

本发明属于工程结构的预应力技术领域，具体涉及自动对中的预应力片材张拉锚固装置，以确保预应力片材在张拉锚固过程中仅是纵向受拉，片材内部不会出现横向剪应力。

背景技术

预应力技术，广泛应用于工业与民用建筑、桥梁工程等结构工程中，采用了预应力技术的混凝土结构在抗裂性能、刚度和耐久性等方面都会大大提高，特别是经预应力张拉的高强度纤维复合材料片材，能广泛应用于增强或加固土木工程结构（如混凝土结构、钢结构、木结构等），从而提高工程结构的承载能力，并延长其使用寿命，具有很重要的社会、经济效益。

由于片状材料本身的受力特点（如抗剪性能差），预应力张拉锚固过程中需通过调整夹持式锚具的张拉方向，确保锚具与片材间不发生横向的相对扭转（简称为“对中”），进而确保片材仅是纵向受拉，片材内部不出现横向剪应力。现有的张拉方法一般采取人工对中（即张拉前需先精确标定片材两端的锚具位置，并仔细安装锚具）或采取带专门转向装置的锚固体系。人工对中的方法效率低、精度差、对施工人员和定位仪器要求较高，施工费时费力、对中效果很难保证。带专门转向装置的锚具虽能实现对中，但其转向装置构造相对复杂，使得锚具耗材多、工艺增加、加工要求更高，生产成本增大，同时锚具安装及后期养护都会更加复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单的片材张拉锚固装置，能在片材预应力张拉和锚固过程中实现夹持式锚具与片材的自动对中，进而确保片材始终纵向受拉，内部不出现横向剪应力。

为达上述目的，本发明提供的一种预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置，包括夹持式锚具、锚固基座、持力螺杆和千斤顶，关键在于：所述持力螺杆的前端与所述夹持式锚具固定连接，其后端依次穿过锚固基座、铰垫块、锚固双螺母、承顶板、锚压板和调节螺母，所述持力螺杆的轴线位于夹持式锚具的纵向中截面上，所述锚固基座、铰垫块和承顶板上供所述持力螺杆穿过的孔均为横条孔，所述锚压板上供所述持力螺杆穿过的孔为圆孔，所述千斤顶对称地安放在所述持力螺杆的左右两侧；张拉时，所述调节螺母压紧在锚压板上，所述千斤顶顶推承顶板，所述承顶板与锚压板之间通过曲面铰接在一起并将力传递给调节螺母，最终由调节螺母对持力螺杆施加张拉力；张拉完成后，旋动锚固双螺母使铰垫块压紧在锚固基座上，所述铰垫块与锚固基座之间通过曲面接触承压。

该发明是这样工作的：片材用锚具夹持，夹持式锚具与持力螺杆连接，预应力施加通过对持力螺杆的张拉实现。张拉时，千斤顶的顶推力依次通过承顶板、锚压板、调节螺母传递给持力螺杆并对持力螺杆施加张拉力，锚固基座、铰垫块和承顶板上供持力螺杆穿过的孔设置为横条孔，以满足持力螺杆在张拉锚固过程中有足够的活动空间；承顶板与锚压板之间通过曲面铰接，使锚压板在张拉过程中可以沿承顶板的接触面转动，以确保片材始终轴向受力而不会出现横向剪应力。待张拉到指定要求后，采用锚固双螺母和铰垫块进行定向锚固，铰垫块与锚固基座间通过曲面接触承压。锚固完成后，松下调节螺母，拆取千斤顶、承顶板及锚压板以备下次张拉时使用。

所述铰垫块与锚固基座之间相接触的曲面为圆弧面或球面。

所述承顶板与锚压板之间相铰接的曲面为圆弧面。

本发明可广泛应用于已建或在建的桥梁或房屋建筑等各种工程结构的预应力施工，特别适用于对混凝土梁、板等进行体外预应力施工，其有益效果是：

1）夹持式锚具与持力螺杆之间固定连接，张拉装置在受拉时能传递的拉力更大，整体结构更为稳固；

2）传力路径直观、清楚，确保片材始终纵向受拉，内部不出现横向剪应力，预应力施加效果好且结构简单；

3）在张拉过程中自动实现夹持式锚具与片材始终保持轴线对中，简化了对中工作，提高了对中精度，且张拉装置能反复利用，使施工的成本更低、效率更高；

4）采用锚固双螺母和铰垫块相结合的定向锚固方式，锚固效果好；

5）采用简单、轻便的夹持式锚具，降低了锚具产品的材料消耗和工艺难度，生产、养护成本大大降低。

附图说明

图1  为本发明张拉时的结构示意图。

图2  为本发明锚固时的结构示意图。

图3  为本发明中承顶板与锚压板曲面铰接的形式之一。

图4  为本发明中承顶板与锚压板曲面铰接的形式之二。

图5  为本发明中承顶板与锚压板曲面铰接的形式之三。

图6  为本发明中锚固基座与铰垫块曲面接触承压的形式之一。

其中：1夹持式锚具，2锚固基座，3持力螺杆，4千斤顶，5铰垫块，6锚固双螺母，7承顶板，8锚压板，9调节螺母，10预应力片材，11转向柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示的预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉装置，由夹持式锚具1、锚固基座2，持力螺杆3，两个千斤顶4，铰垫块5，锚固双螺母6，承顶板7，锚压板8和调节螺母9组成。预应力片材10的一端由夹持式锚具1夹持固定，夹持式锚具1的上端面上焊接有一根持力螺杆3，或持力螺杆3连同夹持式锚具1一起铸造。持力螺杆3的轴线位于夹持式锚具1的纵向中截面上。持力螺杆3的前端与夹持式锚具1固定连接，持力螺杆3的后端依次穿过锚固基座2、铰垫块5、锚固双螺母6、承顶板7、锚压板8和调节螺母9。锚固基座2、铰垫块5和承顶板7上开有横条孔供持力螺杆3穿过，锚压板8上开有圆孔供持力螺杆3穿过。千斤顶4对称地安放在持力螺杆3的左右两侧，千斤顶4的轴线与持力螺杆3的轴线平行，千斤顶4的一端安放在锚固基座2上，另一端朝向承顶板7。铰垫块5朝向锚固基座2的面为圆弧面，相应地，锚固基座2上设置有与之匹配的曲率半径相同的圆弧凹面。锚压板8朝向承顶板7的面为光滑的圆弧面，相应地，承顶板7上设置有光滑的圆弧凹面，但承顶板7圆弧凹面的曲率半径要大于锚压板8圆弧面的曲率半径。

具体施工时，锚固基座2根据现场放样后安装到适当的位置。张拉前，旋调调节螺母9至压紧锚压板8，再开动千斤顶4，千斤顶4顶推承顶板7，承顶板7与锚压板8之间通过不同曲率半径的光滑圆弧面铰接在一起并将力传递给调节螺母9，并最终由调节螺母9对持力螺杆3施加张拉力；张拉完成后，旋动锚固双螺母6，使铰垫块5压紧在锚固基座2上，如图2所示，铰垫块5与锚固基座2之间通过相同曲率半径的圆弧面接触而承压。

图3—5列举了承顶板7与锚压板8的另外三种曲面铰接形式：

图3中，锚压板8朝向承顶板7的端面为平面，承顶板7朝向锚压板8的端面上设置有一个凸出的圆弧面，承顶板7与锚压板8通过这个凸出的圆弧面铰接，锚压板8可绕着承顶板7的圆弧面转动。

图4中，锚压板8朝向承顶板7的端面为平面，承顶板7朝向锚压板8的端面也为平面，在承顶板7与锚压板8单独设置两个中心轴重合的圆柱形转向柱11，承顶板7与锚压板8通过转向柱11的圆弧面铰接，锚压板8可绕着转向柱11的圆弧面转动。

图5中，锚压板8朝向承顶板7的端面为平面，承顶板7朝向锚压板8的端面也为平面，在承顶板7与锚压板8单独设置两个中心轴重合的椭圆柱形转向柱11，承顶板7与锚压板8通过转向柱11的椭圆弧面铰接，锚压板8可绕着转向柱11的椭圆弧面转动。

图6示出了锚固基座2与铰垫块5的另一种曲面接触承压形式：铰垫块5朝向锚固基座2的端面为球面，相应地，锚固基座2上设置有与之匹配的半径相同的球形凹面。

Claims (3)

1.一种预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置，包括夹持式锚具（1）、锚固基座（2）、持力螺杆（3）和千斤顶（4），其特征在于：所述持力螺杆（3）的前端与所述夹持式锚具（1）固定连接，其后端依次穿过锚固基座（2）、铰垫块（5）、锚固双螺母（6）、承顶板（7）、锚压板（8）和调节螺母（9），所述持力螺杆（3）的轴线位于夹持式锚具（1）的纵向中截面上，所述锚固基座（2）、铰垫块（5）和承顶板（7）上供所述持力螺杆（3）穿过的孔均为横条孔，所述锚压板（8）上供所述持力螺杆（3）穿过的孔为圆孔，所述千斤顶（4）对称地安放在所述持力螺杆（3）的左右两侧；张拉时，所述调节螺母（9）压紧在锚压板（8）上，所述千斤顶（4）顶推承顶板（7），所述承顶板（7）与锚压板（8）之间通过曲面铰接在一起并将力传递给调节螺母（9），最终由调节螺母（9）对持力螺杆（3）施加张拉力；张拉完成后，旋动锚固双螺母（6）使铰垫块（5）压紧在锚固基座（2）上，所述铰垫块（5）与锚固基座（2）之间通过曲面接触承压。

2.按照权利要求1所述的预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置，其特征在于：所述铰垫块（5）与锚固基座（2）之间相接触的曲面为圆弧面或球面。

3.按照权利要求1所述的预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置，其特征在于：所述承顶板（7）与锚压板（8）之间相铰接的曲面为圆弧面。

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