CN104264544B - 先张法轨道板预张千斤顶以及利用其对轨道板预应力螺纹钢筋进行张拉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轨道板张拉设备及方法，特别是指一种先张法轨道板预张千斤顶以及利用其对轨道板预应力螺纹钢筋进行张拉的方法。包括设于缸套内，且套装配合的活塞以及内筒，缸套通过管路与油泵连接；还包括由箱体、第一液压马达、小齿轮、内六方套筒齿轮等组成的固定螺母旋转机构；由第二液压马达、支撑座、螺纹拉杆等组成的预应力筋锁紧机构。通过采用准备连接、连接到位、张拉到位、锚固到位、回顶到位、退出连接等工序实现了预应力螺纹钢筋的预张拉，本发明解决了现有技术存在的精度差、劳动强度大等问题。具有能够大幅度提高施工质量及工效，施工精度高等优点。

Description

先张法轨道板预张千斤顶以及利用其对轨道板预应力螺纹钢筋进行张拉的方法

技术领域

本发明属于轨道板张拉设备及方法，特别是指一种先张法轨道板预张千斤顶以及利用其对轨道板预应力螺纹钢筋进行张拉的方法。

背景技术

在轨道板预应力施工领域，轨道板张拉一般采用先张法，即先对预应力螺纹钢筋进行张拉，张拉完毕再浇注混凝土。张拉需要预张和终张两个步骤完成。在预应力螺纹钢筋一端逐根进行预张拉，按照施工图纸或技术规范要求将其张拉到规定值，直至每个轨道板上的预应力筋都预张完毕。在另一端进行终张拉,终张拉采用整体张拉，整体张拉即是所有的螺纹钢筋分别单独用螺杆及螺母与移动横梁连接在一起，移动横梁的另一端与千斤顶拉杆靠螺母锁固连接，根据各个施工单位施工工艺的不同，终张端千斤顶台数或多或少，千斤顶通过四个拉杆与移动横梁连接。千斤顶固定在混凝土钢结构上。张拉时，千斤顶活塞伸出，拉杆穿过混凝土钢结构带动移动横梁移动，则与移动横梁连接在一起的螺纹钢筋此时也同步动作，实现对预应力螺纹钢筋的张拉。

目前的施工方法中，预张端普遍采用手动扳手、冲击扳手、简单拧动固定螺母或用自制的简易工装进行螺母的锁定，仅凭人工感知预张是否到位，无法保证预张力的准确数值，有的也采用扭矩扳手进行预初张拉，仅凭每次扭矩数值的一致性确定张拉力。终张拉采取整体张拉，预张不准确，就会导致终张的数据不一致，终张拉按照预张不到位的进行张拉，那些到位的就会超张拉；若按照预张到位的进行张拉，终张拉就会由于预张不到位或者是超张拉而导致同样结果，造成预应力筋的早期疲劳，危及轨道板的使用寿命。有效预应力大的钢筋承受了本应由所有预应力筋承受的力，这样有效预应力大的钢筋在使用阶段逐渐屈服，致使轨道板内部会发生预应力筋预应力不足或过度的情况，致使轨道板内部预应力不均，轨道板上部火车震动会把震动力传输给轨道板，加速了轨道板内部受力的不均匀，轨道板寿命大大降低。给轨道板在以后的使用过程中埋下了安全隐患，甚至会发生火车倾翻等事故。

用冲击扳手作业虽能拧紧螺母，但存在如下问题：一是对人体反冲击力度较大，对人体经常性的进行冲击，操作人员操作时会感到不适，产生不必要的伤亡事故。二是操作人员需要搬着扳手工作，由于扳手质量较大，劳动强度大，效率低下。三是不能反映张拉数据，只能凭感觉进行操作。以上情况都表明冲击扳手不适合用于轨道板的预张作业。

扭矩扳手是能够输出和设定扭矩的一种螺栓紧固工具，用扭矩数值换算张拉力数值，受摩擦力大小、螺母表面的不平度，螺母表面热处理硬度等影响很大，每次换算出的张拉力不是一个固定值，数值偏小，数值之间误差很大，严重超过了张拉力精度要求。

人工用手动扳手施工的方法操作工序繁杂，受人为因素影响,预应力张拉值普遍不足，出现误操作率高，人员的施工强度大、施工效率低下等问题。

现迫切需要研制一种轨道板预张端用的千斤顶及张拉方法，实现预应力螺纹钢筋的快速自动张拉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种先张法轨道板预张千斤顶以及利用其对轨道板预应力螺纹钢筋进行张拉的方法，能够实现对预应力螺纹钢筋进行快速自动张拉，有效保证张拉精度要求。

本发明的整体技术构思是：

先张法轨道板预张千斤顶，包括设于缸套内，且套装配合的活塞以及内筒，缸套通过管路与油泵连接；还包括如下机构：

A、固定螺母旋转机构：包括贴合装配于缸套及内筒表面的箱体，固定于箱体上的第一液压马达，第一液压马达的旋转输出轴通过小齿轮与内六方套筒齿轮构成啮合传动副，内六方套筒齿轮的两侧通过转动构件与箱体内表面转动装配，内六方套筒齿轮前端的内六方孔与固定螺母适配，第一液压马达通过管路接油泵；

B、预应力筋锁紧机构：包括与活塞外端固定的支撑座，第二液压马达与支撑座内壁轴向滑动装配，第二液压马达通过管路接油泵，第二液压马达的旋转输出轴与螺纹拉杆的后端连接，螺纹拉杆的前端经内六方套筒齿轮后端的孔穿出，螺纹拉杆前端开设的螺纹孔与轨道板预应力螺纹钢筋适配、且与内六方套筒齿轮前端的内六方孔同轴设置。

利用预张千斤顶对轨道板预应力螺纹钢筋进行张拉的方法，包括如下工艺步骤：

a、准备连接

将轨道板预应力螺纹钢筋与固定螺母螺纹配合并外伸出固定螺母的右端，启动第二液压马达，控制螺纹拉杆向右侧移动，将固定螺母套装于内六方套筒齿轮前端的内六方孔内，移动预张千斤顶至箱体左端面与混凝土固定钢结构表面贴合；

b、连接到位

向左推动第二液压马达至螺纹拉杆与预应力螺纹钢筋的外伸端接触，马达左移动油管进油，第二液压马达带动螺纹拉杆转动，使其前端的螺纹孔与预应力螺纹钢筋的外伸出端螺纹进给至第二液压马达不能向左移动；

c、张拉到位

千斤顶出顶油管进油，活塞向右侧移动顶推第二液压马达向右移动达到所需要求，停止千斤顶出顶油管进油，进入持荷阶段；

d、锚固到位

液压马达旋进油管进油，第一液压马达通过小齿轮带动内方套齿轮转动，固定螺母转动至其贴合于混凝土钢结构表面后锁紧固定；

e、回顶到位

千斤顶回顶油管进油，活塞向左侧移动至其端面与内筒接触；回顶到位的依据是向外侧轻拉千斤顶时拉动受到到阻碍。

f、退出连接

马达右移动油管进油，第二液压马达反向旋转，使螺纹拉杆退出预应力螺纹钢筋的螺纹连接，向右侧移动预张千斤顶使内六方套筒齿轮与固定螺母脱开。

本发明的具体技术构思还有：

为保证活塞的运动，优选且较为常见的实现方式是，开设于活塞两侧的缸套上的千斤顶回顶油管、千斤顶出顶油管接油泵。

箱体作为承压结构，同时应当保证容纳小齿轮和内六方套筒齿轮等零部件，在满足结构强度需要的前提下，其结构组成可以采用多种结构形式，均不脱离本发明的实质，其中较为优选的结构形式是，所述的箱体由相对设置且固定为一体的右端盖及左端盖组成。

第一液压马达的输出轴与小齿轮的连接可以采用多种现有的机械连接方式，为便于设备的装配和维护，优选的实施方式是，第一液压马达的输出轴通过第一键与小齿轮传动配合。

为满足第一液压马达的工作需要，优选的实施方式是，第一液压马达通过液压马达旋进油管及液压马达旋出油管接油泵。

为满足第二液压马达的工作需要，优选的实施方式是，第二液压马达通过马达左移动进油管及马达右移动进油管接油泵。

为便于实现第二液压马达的装配，优选的实施方式是，第二液压马达与轴向滑动装配于支撑座内的马达座固定。

第二液压马达的输出轴与螺纹拉杆的连接可以采用多种现有的机械连接方式，为便于设备的装配和维护，优选的实施方式是，所述的第二液压马达的旋转输出轴通过第二键与螺纹拉杆的后端连接。

本发明所取得的实质性特点和显著技术进步在于：

1、本发明中的先张法轨道板预张千斤顶通过第一液压马达的旋转带动内六方套筒齿轮，代替了传统的手动扳手旋紧固定螺母，通过第二液压马达的旋转带动螺纹拉杆，代替原来的套筒手动拧上或松开预应力螺纹钢筋，大幅度提高了工效，完成一个预初张仅需1分钟(现有工艺需耗时5分钟左右)。

2、该先张法轨道板预张千斤顶与液压站配合使用，出顶压力完全直接显示，张拉系统张拉力精度达到<±1％，而手工操作精度为15％，相比现有技术有效降低了人为误差的影响，施工效率大大提高，对预应力张拉施工质量提升起到了较大的推动作用，对解决轨道板工程质量预初张不到位的通病，进一步提高预应力混凝土施工质量起到积极的作用。

3、本发明脱离了手工操作的模式，整个预张过程采用自动作业模式，保证了每次张拉数据的一致性。

附图说明

本发明的附图有：

图1是本发明中先张法轨道板预张千斤顶的整体结构示意图。

图2是准备连接的先张法轨道板预张千斤顶工作示意图。

图3是连接到位的先张法轨道板预张千斤顶工作示意图。

图4是张拉到位的先张法轨道板预张千斤顶工作示意图。

图5是锚固到位的先张法轨道板预张千斤顶工作示意图。

图6是回顶到位的先张法轨道板预张千斤顶工作示意图。

图7是退出连接的先张法轨道板预张千斤顶工作示意图。

图8是采用现有采用先张法对轨道板进行张拉的布置图。

图9是图8的俯视图。

附图中的附图标记如下：

1、内六方套筒齿轮；2、左端盖；3、螺纹拉杆；4、小齿轮；5、右端盖；6、第一液压马达；7、内筒；8、活塞；9、缸套；10、支撑座；11、马达座；12、第二液压马达；13、第一键；14、液压马达旋进油管；15、液压马达旋出油管；16、第二键；17、马达左移动进油管；18、马达右移动进油管；19、千斤顶回顶油管；20、千斤顶出顶油管；21、固定螺母；22、混凝土固定钢结构；23、预应力螺纹钢筋。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例做进一步描述，但不作为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书做出的等效技术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。

本实施例的整体技术构造如图示，先张法轨道板预张千斤顶包括设于缸套9内，且套装配合的活塞8以及内筒7，缸套9通过管路与油泵连接；还包括如下机构：

A、固定螺母旋转机构：包括贴合装配于缸套9及内筒7表面的箱体，固定于箱体上的第一液压马达6，第一液压马达6的旋转输出轴通过小齿轮4与内六方套筒齿轮1构成啮合传动副，内六方套筒齿轮1的两侧通过转动轴承与箱体内表面转动装配，内六方套筒齿轮1前端的内六方孔与固定螺母21适配，第一液压马达6通过管路接油泵；

B、预应力筋锁紧机构：包括与活塞8外端固定的支撑座10，第二液压马达12与支撑座10内壁轴向滑动装配，第二液压马达12通过管路接油泵，第二液压马达12的旋转输出轴与螺纹拉杆3的后端连接，螺纹拉杆3的前端经内六方套筒齿轮1后端的孔穿出，螺纹拉杆3前端开设的螺纹孔与轨道板预应力螺纹钢筋适配、且与内六方套筒齿轮1前端的内六方孔同轴设置。

利用预张千斤顶对轨道板预应力螺纹钢筋进行张拉的方法，包括如下工艺步骤：

a、准备连接(如图2所示)

将轨道板预应力螺纹钢筋23与固定螺母21螺纹配合并外伸出固定螺母21的右端，千斤顶活塞向右侧预移动一个初始位置，启动第二液压马达12带动控制螺纹拉杆3向右侧移动至固定位置，将固定螺母21套装于内六方套筒齿轮1前端的内六方孔内，移动预张千斤顶至箱体左端面与混凝土固定钢结构22表面贴合。

b、连接到位(如图3所示)

向左推动第二液压马达12至螺纹拉杆3与预应力螺纹钢筋23的外伸端接触，马达左移动油管17进油，第二液压马达12带动螺纹拉杆3转动，使其前端的螺纹孔与预应力螺纹钢筋23的外伸出端螺纹进给至第二液压马达12不能向左移动；

c、张拉到位(如图4所示)

千斤顶出顶油管20进油，活塞8向右侧移动顶推第二液压马达12向右移动达到所需要求，停止千斤顶出顶油管20进油，进入持荷阶段；

d、锚固到位(如图5所示)

液压马达旋进油管14进油，第一液压马达6通过小齿轮4带动内方套齿轮1转动，固定螺母21转动至其贴合于混凝土钢结构22表面后锁紧固定；

e、回顶到位(如图6所示)

千斤顶回顶油管19进油，活塞8向左侧移动至其端面与内筒7接触；回顶到位的依据是向外侧轻拉千斤顶时拉动受到阻碍。

f、退出连接(如图7所示)

马达右移动油管18进油，第二液压马达12反向旋转，使螺纹拉杆3退出预应力螺纹钢筋23的螺纹连接，向右侧移动预张千斤顶使内六方套筒齿轮1与固定螺母21脱开。

开设于活塞8两侧的缸套9上千斤顶回顶油管19、千斤顶出顶油管20接油泵。

箱体由相对设置且通过螺栓固定为一体的右端盖5及左端盖2组成。

第一液压马达6的输出轴通过第一键13与小齿轮4传动配合。

第一液压马达6通过液压马达旋进油管14及液压马达旋出油管15接油泵。

第二液压马达12通过马达左移动进油管17及马达右移动进油管18接油泵。

第二液压马达12与轴向滑动装配于支撑座10内的马达座11固定。

所述的第二液压马达12的旋转输出轴通过第二键16与螺纹拉杆3的后端连接。

其余内容如前述。

Claims (7)

1.先张法轨道板预张千斤顶，包括设于缸套(9)内，且套装配合的活塞(8)以及内筒(7)，缸套(9)通过管路与油泵连接；其特征在于还包括如下机构：

A、固定螺母旋转机构：包括贴合装配于缸套(9)及内筒(7)表面的箱体，固定于箱体上的第一液压马达(6)，第一液压马达(6)的旋转输出轴通过小齿轮(4)与内六方套筒齿轮(1)构成啮合传动副，第一液压马达(6)的输出轴通过第一键(13)与小齿轮(4)传动配合，内六方套筒齿轮(1)的侧部通过转动构件与箱体内表面转动装配，内六方套筒齿轮(1)前端的内六方孔与固定螺母(21)适配，第一液压马达(6)通过管路接油泵；

B、预应力筋锁紧机构：包括与活塞(8)外端固定的支撑座(10)，第二液压马达(12)与支撑座(10)内壁轴向滑动装配，第二液压马达(12)通过管路接油泵，第二液压马达(12)的旋转输出轴与螺纹拉杆(3)的后端连接，第二液压马达(12)与轴向滑动装配于支撑座(10)内的马达座(11)固定，螺纹拉杆(3)的前端经内六方套筒齿轮(1)后端的孔穿出，螺纹拉杆(3)前端开设的螺纹孔与轨道板预应力螺纹钢筋适配、且与内六方套筒齿轮(1)前端的内六方孔同轴设置。

2.根据权利要求1所述的先张法轨道板预张千斤顶，其特征在于开设于活塞(8)两侧的缸套(9)上的千斤顶回顶油管(19)、千斤顶出顶油管(20)接油泵。

3.根据权利要求1所述的先张法轨道板预张千斤顶，其特征在于所述的箱体由相对设置且固定为一体的右端盖(5)及左端盖(2)组成。

4.根据权利要求1所述的先张法轨道板预张千斤顶，其特征在于所述的第一液压马达(6)通过液压马达旋进油管(14)及液压马达旋出油管(15)接油泵。

5.根据权利要求1中所述的先张法轨道板预张千斤顶，其特征在于所述的第二液压马达(12)通过马达左移动进油管(17)及马达右移动进油管(18)接油泵。

6.根据权利要求1所述的先张法轨道板预张千斤顶，其特征在于所述的第二液压马达(12)的旋转输出轴通过第二键(16)与螺纹拉杆(3)的后端连接。

7.利用预张千斤顶对轨道板预应力螺纹钢筋进行张拉的方法，包括如下工艺步骤：

a、准备连接

将轨道板预应力螺纹钢筋(23)与固定螺母(21)螺纹配合并外伸出固定螺母(21)的右端，启动第二液压马达(12)，控制螺纹拉杆(3)向右侧移动，将固定螺母(21)套装于内六方套筒齿轮(1)前端的内六方孔内，移动预初张千斤顶至箱体左端面与混凝土固定钢结构(22)表面贴合；

b、连接到位

向左推动第二液压马达(12)至螺纹拉杆(3)与预应力螺纹钢筋(23)的外伸端接触，马达左移动油管(17)进油，第二液压马达(12)带动螺纹拉杆(3)转动，使其前端的螺纹孔与预应力螺纹钢筋(23)的外伸出端螺纹进给至第二液压马达(12)不能向左移动；

c、张拉到位

千斤顶出顶油管(20)进油，活塞(8)向右侧移动顶推第二液压马达(12)向右移动达到所需要求，停止千斤顶出顶油管(20)进油，进入持荷阶段；

d、锚固到位

液压马达旋进油管(14)进油，第一液压马达(6)通过小齿轮(4)带动内方套齿轮(1)转动，固定螺母(21)转动至其贴合于混凝土钢结构(22)表面后锁紧固定；

e、回顶到位

千斤顶回顶油管(19)进油，活塞(8)向左侧移动至其端面与内筒(7)接触；

f、退出连接

马达右移动油管(18)进油，第二液压马达(12)反向旋转，使螺纹拉杆(3)退出预应力螺纹钢筋(23)的螺纹连接，向右侧移动预初张千斤顶使内六方套筒齿轮(1)与固定螺母(21)脱开。