CN105544871A - 低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系及其施工方法 - Google Patents

低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系及其施工方法 Download PDF

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Abstract

一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系，包括螺纹钢筋、张拉端螺母和锚垫板，螺旋筋，波纹管，水泥浆，固定端锚垫板和螺母，灌浆管和排气管，在精轧螺纹钢筋和张拉端螺母之间设置有带有内外螺纹的转换螺套，转换螺套的内螺纹与精轧螺纹钢筋的轧制粗牙螺纹配合，转换螺套精制的外螺纹与张拉端螺母精密配合，在装配状态下，转换螺套旋拧在精轧螺纹钢筋上；张拉端螺母通过螺纹配合旋合在转换螺套上；张拉端螺母与张拉端锚垫板贴合，张拉后将预应力通过张拉端锚垫板传递到混凝土结构中<b>。</b>利用该体系采用二次张拉工艺或者一次张拉工艺，消除了精轧螺纹钢筋轧制粗牙螺纹精度差，张拉锚固后回缩损失大且不恒定的问题，保障了预应力效果以及结构的安全性。

Description

低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种锚固体系及其施工方法，特别是一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系及其施工方法。
背景技术
在桥梁结构竖向预应力体系数、桥塔横向预应力体系等一些短缩预应力体体系常采用精轧螺纹钢筋预应力锚固体系；现有的精轧螺纹钢筋预应力锚固体系一般由精轧螺纹钢筋21、拧在精轧螺纹钢筋上的螺母17和锚垫板18组成的后张拉预应力体系，在两端锚垫板间和精轧螺纹钢筋外有波纹管20，两端锚垫板下面都放有螺旋筋19，通过张拉装置对精轧螺纹钢筋进行张拉，当张拉完成后，将螺母17拧紧，通过压浆管24和排气管23在波纹管20和精轧螺纹钢筋21间压入水泥浆22，通过锚垫板和混凝土基础阻止精轧螺纹钢筋的回缩，从而引入预应力，基本构造参见图10所示，该技术结构简单、易操作，但其主要的不足为：精轧螺纹钢筋的螺纹是工厂轧制而成的粗牙螺纹，螺纹精度较差，放张时螺纹不可避免产生较大变形，与螺母接触配合不好，导致回缩量大，且回缩不恒定，致使预应力效果很差。
发明内容
本发明的目的是提供一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系及其施工方法；该体系针对精轧螺纹钢筋轧制粗牙螺纹精度较差，致使预应力效果差的情况，提出简便可行的一种解决方案，提高结构中精轧螺纹钢筋预应力体系的锚固效果，有效控制结构中预应力大小，保证结构的安全性。
解决上述问题的技术方案是：一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系，包括精轧螺纹钢筋、张拉端螺母、张拉端锚垫板、螺旋筋、波纹管、水泥浆、固定端锚垫板、固定端螺母、灌浆管和排气管，其特征在于：在精轧螺纹钢筋和张拉端螺母之间设置有转换螺套，转换螺套设置有内外螺纹，转换螺套的内螺纹与精轧螺纹钢筋的轧制粗牙螺纹配合，转换螺套精制的外螺纹与螺母精密配合，在装配状态下，转换螺套旋拧在精轧螺纹钢筋上；张拉端螺母通过螺纹配合旋合在转换螺套上；张拉端螺母与张拉端锚垫板贴合，张拉后将预应力通过张拉端锚垫板传递到混凝土结构中；位于锚垫板下的螺纹筋和预应力孔道成形波纹管。
所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的进一步技术方案是：所述转换螺套是内外全螺纹形式的转换螺套Ⅰ。
所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的进一步技术方案或是：所述转换螺套是其上部端口设置有六角扳手位的转换螺套Ⅱ，或是其上部端口设置有扁位的转换螺套Ⅲ，或是其上设置有扭转工具插入的槽、孔的转换螺套Ⅳ或转换螺套Ⅴ。
所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的更进一步技术方案是：所述张拉端螺母与张拉端锚垫板之间的配合为平面接触、锥面接触或球面接触。
相关的另一技术方案是：一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法，其特征在于：该方法是本发明上述低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法，其特征在于：它包括以下步骤：
A、安装固定端锚具以及混凝土浇筑：在混凝土结构浇筑混凝土前，将固定端螺母、固定端锚垫板、螺旋筋、波纹管、张拉端锚垫板、灌浆管和排气管等定位、安装好，然后进行结构混凝土浇筑；
B、安装转换螺套和螺母：待结构混凝土达到强度要求后，在张拉端的精轧螺纹钢筋上拧上转换螺套和螺母，根据张拉工艺确定转换螺套和螺母的相对位置；
C、张拉：安装张拉装置进行预应力张拉，根据设计不同，选择采用为二次张拉工艺或一次张拉工艺；
D、张拉完成后，切除多余精轧螺纹钢筋，进行预应力孔道灌浆和锚头封锚作业。
所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法的进一步技术方案是：该方法的步骤C是采用一次张拉法，具体作法是：
A1、安装固定端锚具以及混凝土浇筑：在混凝土结构浇筑混凝土前，将固定端螺母、固定端锚垫板、螺旋筋、波纹管、张拉端锚垫板、灌浆管和排气管定位、安装好，然后进行结构混凝土浇筑；
B1、安装转换螺套和螺母：待结构混凝土达到强度要求后，在张拉端的精轧螺纹钢筋上拧上转换螺套和螺母，根据跟据张拉伸长值确定转换螺套和螺母的相对位置H；
C1、一次张拉：安装张拉装置进行预应力张拉，张拉时要求连接头连接在转换螺套上，张拉到位后拧动螺母与锚垫板紧贴，然后放张，拆除张拉装置；
D1、切除多余精轧螺纹钢筋和转换螺套，进行预应力孔道灌浆和锚头封锚作业。
所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法的进一步技术方案或是：该方法的步骤C是采用二次张拉法，具体作法是：
A2、安装固定端锚具以及混凝土浇筑：在混凝土结构浇筑混凝土前，将固定端螺母、固定端锚垫板、螺旋筋、波纹管、张拉端锚垫板、灌浆管和排气管定位、安装好，然后进行结构混凝土浇筑；
B2、安装转换螺套和螺母：待结构混凝土达到强度要求后，在张拉端的精轧螺纹钢筋上拧上转换螺套和螺母，根据二次张拉后回缩值大小确定转换螺套和螺母的相对位置h；
C21、第一次张拉：安装张拉装置进行预应力张拉，根据设计不同，第一次张拉时要求连接头连接在精轧螺纹钢筋，张拉到位后拧动转换螺套，带动螺母紧贴到锚垫板，然后放张；
C22、第二次张拉：切除多余精轧螺纹钢筋，安装张拉装置进行第二次张拉，要求将连接头连接在转换螺套的外螺纹上，张拉到位后拧动螺母与锚垫板紧贴，然后放张，拆除张拉装置；
D2、二次张拉完成后，进行预应力孔道灌浆和锚头封锚作业。
所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法的更进一步技术方案是：所述的转换螺套是内外全螺纹形式的转换螺套Ⅰ。
所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法的更进一步技术方案或是：所述转换螺套是其上部端口设置有六角扳手位的转换螺套Ⅱ，或是其上部端口设置有扁位的转换螺套Ⅲ，或是其上设置有扭转工具插入的槽、孔的转换螺套Ⅳ或转换螺套Ⅴ。
由于采用上述技术方案，本发明之一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系及其施工方法具有以下有益效果：
本发明之一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系在精轧螺纹钢筋和螺母间设置转换螺套，利用转换螺套内螺纹与精轧螺纹钢筋的轧制粗牙螺纹配合，转换螺套外螺纹为精制细牙螺纹，与螺母配合，采用一次张拉工艺或者二次张拉工艺，消除了精轧螺纹钢筋轧制粗牙螺纹精度差、张拉锚固后回缩损失大且不恒定的问题，保障了预应力效果，保证了结构的安全。
其次，本发明低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法简单易掌握，保证工程施工质量，具有较好的社会经济效益。
下面，结合附图和实施例对本发明之低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系及其施工方法的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明之低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系整体结构示意图；
图2-1是实施例一之转换螺套Ⅰ结构示意图；
图2-2是图2-1的左视图；
图3-1是实施例二之转换螺套Ⅱ结构示意图；
图3-2是图3-1的左视图；
图4-1是实施例二之转换螺套Ⅲ结构示意图；
图4-2是图4-1的左视图；
图5-1是实施例二之转换螺套Ⅳ结构示意图；
图5-2是图5-1的左视图；
图6-1是实施例二之转换螺套Ⅴ结构示意图；
图6-2是图6-1的左视图；
图7是张拉端螺母与锚垫板配合状态示意图；
图8是实施例三之步骤B1安装连接头、转换螺套和螺母位置状态示意图；
图9是实施例四之步骤B2步骤安装连接头、转换螺套和螺母位置示意图；
图10是实施例四之步骤C22第二次张拉安装连接头、转换螺套和螺母位置示意图；
图11是现有的精轧螺纹钢筋预应力锚固体系安装状态示意图。
图1～图10中：
1-转换螺套、11-转换螺套Ⅰ、12-转换螺套Ⅱ、13-转换螺套Ⅲ、14-转换螺套Ⅳ、
15-转换螺套Ⅴ；
2-张拉端螺母，3-张拉端锚垫板，4-螺旋筋，5-波纹管，6-精轧螺纹钢筋，7-水泥浆，8-固定端锚垫板，9-固定端螺母，10-灌浆管，101-排气管,15-张拉装置，16-连接头。
图11中：
17-螺母,18-锚垫板，19-螺旋筋，20-波纹管，21-精轧螺纹钢筋，22-水泥浆，23-排气管，24-压浆管。
H-实施例三所述一次张拉施工方法中，安装转换螺套和螺母的相对位置；
h-实施例四所述二次张拉施工方法中，安装转换螺套和螺母的相对位置。
具体实施方式
实施例一～实施例二
一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系，其基本结构如图1所示，均包括：精轧螺纹钢筋6、张拉端螺母2、张拉端锚垫板3、螺旋筋4、波纹管5、水泥浆7、固定端锚垫板8、固定端螺母9、灌浆管10和排气管101，在精轧螺纹钢筋6和张拉端螺母3之间设置有转换螺套1，转换螺套1设置有内外螺纹，转换螺套1的内螺纹与精轧螺纹钢筋6的轧制粗牙螺纹配合，转换螺套1精制的外螺纹与螺母精密配合，在装配状态下，转换螺套1旋拧在精轧螺纹钢筋上；张拉端螺母2通过螺纹配合旋合在转换螺套上；张拉端螺母2与张拉端锚垫板3贴合，张拉后将预应力通过张拉端锚垫板传递到混凝土结构中；位于锚垫板下的螺纹筋和预应力孔道成形波纹管。
根据转换套的结构不同，有几种实施方式：
实施例一：
所述转换螺套1是内外全螺纹形式的转换螺套Ⅰ11（参见图2-1、图2-2）。
实施例二：
所述转换螺套1是其上部端口设置有六角扳手位的转换螺套Ⅱ12（参见图3-1、图3-2）或是其上部端口设置有扁位的转换螺套Ⅲ13（参见图4-1、图4-2），或是其上设置有扭转工具插入的槽或孔的转换螺套Ⅳ14（参见图5-1、5-2）或转换螺套Ⅴ15（参见图6-1、图6-2），以方便拧紧转换螺套。
本发明实施例一、实施例二中，所述张拉端螺母2与张拉端锚垫板3之间的配合为可以是平面接触、锥面接触或球面接触，但以球面接触（参见图7）为最好，它便于消除钢性精轧螺纹钢筋与锚垫板安装不垂直的误差，。
实施例三～实施例四：
一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法，该方法是实施例一和实施例二所述低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法，它都包括以下步骤：
A、安装固定端锚具以及混凝土浇筑：在混凝土结构浇筑混凝土前，将固定端螺母、固定端锚垫板、螺旋筋、波纹管、张拉端锚垫板、灌浆管和排气管等定位、安装好，然后进行结构混凝土浇筑；
B、安装转换螺套和螺母：待结构混凝土达到强度要求后，在张拉端的精轧螺纹钢筋上拧上转换螺套和螺母，根据张拉工艺确定转换螺套和螺母的相对位置（参见图7-图8）；
C、张拉：安装张拉装置进行预应力张拉，根据设计不同，选择采用为二次张拉工艺或一次张拉工艺；
D、张拉完成后，切除多余精轧螺纹钢筋，进行预应力孔道灌浆和锚头封锚作业。
在步骤C安装张拉装置进行预应力张拉时，根据设计不同，选择采用一次张拉工艺或二次张拉工艺，有以下两种实施方式。
实施例三：
一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法：
该方法的步骤C是采用一次张拉法，具体作法是：
A1、安装固定端锚具以及混凝土浇筑：在混凝土结构浇筑混凝土前，将固定端螺母9、固定端锚垫板8、螺旋筋4、波纹管5、张拉端锚垫板3、灌浆管10和排气管101定位、安装好，然后进行结构混凝土浇筑；
B1、安装转换螺套和螺母：待结构混凝土达到强度要求后，在张拉端的精轧螺纹钢筋上拧上转换螺套和螺母，根据跟据张拉伸长值确定转换螺套和螺母的相对位置H；（参见图8）
C1、一次张拉：安装张拉装置进行预应力张拉，张拉时要求连接头连接在转换螺套上（参见图8），张拉到位后拧动螺母与锚垫板紧贴，然后放张，拆除张拉装置；
D1、切除多余精轧螺纹钢筋和转换螺套，进行预应力孔道灌浆和锚头封锚作业。
实施例四：
一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法：
该方法的步骤C是采用二次张拉法，具体作法是：
A2、安装固定端锚具以及混凝土浇筑：在混凝土结构浇筑混凝土前，将固定端螺母9、固定端锚垫板8、螺旋筋4、波纹管5、张拉端锚垫板3、灌浆管10和排气管101定位、安装好，然后进行结构混凝土浇筑；
B2、安装转换螺套和螺母：待结构混凝土达到强度要求后，在张拉端的精轧螺纹钢筋上拧上转换螺套和螺母，根据二次张拉后回缩值大小确定转换螺套和螺母的相对位置h；（参见图9）
C21、第一次张拉：安装张拉装置进行预应力张拉，根据设计不同，第一次张拉时要求连接头连接在精轧螺纹钢筋（参见图9），张拉到位后拧动转换螺套，带动螺母紧贴到锚垫板，然后放张；
C22、第二次张拉：切除多余精轧螺纹钢筋，安装张拉装置进行第二次张拉，要求将连接头连接在转换螺套的外螺纹上（参见图10），张拉到位后拧动螺母与锚垫板紧贴，然后放张，拆除张拉装置；
D2、二次张拉完成后，进行预应力孔道灌浆和锚头封锚作业。
在实施例三和实施例四中，所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系可以是实施例一所述结构，即所述的转换螺套1是内外全螺纹形式的转换螺套Ⅰ11（参见图2-1、图2-2）；
也可以是实施例二所述的结构，即所述的转换螺套1是在转换螺套1的上部端口设置有六角扳手位的转换螺套Ⅱ12（参见图3-1、图3-2）或是其上部端口设置有扁位的转换螺套Ⅲ13（参见图4-1、图4-2），或是其上设置有扭转工具插入的槽或孔的转换螺套Ⅳ14（参见图5-1、5-2）或转换螺套Ⅴ15（参见图6-1、图6-2），以方便拧紧转换螺套。

Claims (9)

1.一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系，包括精轧螺纹钢筋（6）、张拉端螺母（2）、张拉端锚垫板（3）、螺旋筋（4）、波纹管（5）、水泥浆（7）、固定端锚垫板（8）、固定端螺母（9）、灌浆管（10）和排气管（101），其特征在于：在精轧螺纹钢筋（6）和张拉端螺母（2）之间设置有转换螺套（1），转换螺套（1）设置有内外螺纹，转换螺套（1）的内螺纹与精轧螺纹钢筋（6）的轧制粗牙螺纹配合，转换螺套（1）精制的外螺纹与螺母精密配合，在装配状态下，转换螺套（1）旋拧在精轧螺纹钢筋上；张拉端螺母（2）通过螺纹配合旋合在转换螺套上；张拉端螺母（2）与张拉端锚垫板（3）贴合，张拉后将预应力通过张拉端锚垫板传递到混凝土结构中；位于锚垫板下的螺纹筋和预应力孔道成形波纹管。
2.根据权利要求1所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系，其特征在于：所述转换螺套（1）是内外全螺纹形式的转换螺套Ⅰ（11）。
3.根据权利要求1所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系，其特征在于：所述转换螺套（1）是其上部端口设置有六角扳手位的转换螺套Ⅱ（12），或是其上部端口设置有扁位的转换螺套Ⅲ（13），或是其上设置有扭转工具插入的槽、孔的转换螺套Ⅳ（14）或转换螺套Ⅴ（15）。
4.根据权利要求1、2、3或4所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系，其特征在于：所述张拉端螺母（2）与张拉端锚垫板（3）之间的配合为平面接触、锥面接触或球面接触。
5.一种低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法，其特征在于：该方法是权利要求1所述低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法，其特征在于：它包括以下步骤：
A、安装固定端锚具以及混凝土浇筑：在混凝土结构浇筑混凝土前，将固定端螺母、固定端锚垫板、螺旋筋、波纹管、张拉端锚垫板、灌浆管和排气管等定位、安装好，然后进行结构混凝土浇筑；
B、安装转换螺套和螺母：待结构混凝土达到强度要求后，在张拉端的精轧螺纹钢筋上拧上转换螺套和螺母，根据张拉工艺确定转换螺套和螺母的相对位置；
C、张拉：安装张拉装置进行预应力张拉，根据设计不同，选择采用为二次张拉工艺或一次张拉工艺；
D、张拉完成后，切除多余精轧螺纹钢筋，进行预应力孔道灌浆和锚头封锚作业。
6.根据权利要求5所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法，其特征在于：该方法的步骤C是采用一次张拉法，具体作法是：
A1、安装固定端锚具以及混凝土浇筑：在混凝土结构浇筑混凝土前，将固定端螺母（9）、固定端锚垫板（8）、螺旋筋（4）、波纹管（5）、张拉端锚垫板（3）、灌浆管（10）和排气管（101）定位、安装好，然后进行结构混凝土浇筑；
B1、安装转换螺套和螺母：待结构混凝土达到强度要求后，在张拉端的精轧螺纹钢筋上拧上转换螺套和螺母，根据跟据张拉伸长值确定转换螺套和螺母的相对位置H；
C1、一次张拉：安装张拉装置进行预应力张拉，张拉时要求连接头连接在转换螺套上，张拉到位后拧动螺母与锚垫板紧贴，然后放张，拆除张拉装置；
D1、切除多余精轧螺纹钢筋和转换螺套，进行预应力孔道灌浆和锚头封锚作业。
7.根据权利要求5所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法，其特征在于：该方法的步骤C是采用二次张拉法，具体作法是：
A2、安装固定端锚具以及混凝土浇筑：在混凝土结构浇筑混凝土前，将固定端螺母（9）、固定端锚垫板（8）、螺旋筋（4）、波纹管（5）、张拉端锚垫板（3）、灌浆管（10）和排气管（101）定位、安装好，然后进行结构混凝土浇筑；
B2、安装转换螺套和螺母：待结构混凝土达到强度要求后，在张拉端的精轧螺纹钢筋上拧上转换螺套和螺母，根据二次张拉后回缩值大小确定转换螺套和螺母的相对位置h；
C21、第一次张拉：安装张拉装置进行预应力张拉，根据设计不同，第一次张拉时要求连接头连接在精轧螺纹钢筋，张拉到位后拧动转换螺套，带动螺母紧贴到锚垫板，然后放张；
C22、第二次张拉：切除多余精轧螺纹钢筋，安装张拉装置进行第二次张拉，要求将连接头连接在转换螺套的外螺纹上，张拉到位后拧动螺母与锚垫板紧贴，然后放张，拆除张拉装置；
D2、二次张拉完成后，进行预应力孔道灌浆和锚头封锚作业。
8.根据权利要求5、6、或7所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法，其特征在于：所述的转换螺套（1）是内外全螺纹形式的转换螺套Ⅰ（11）。
9.根据权利要求5、6、或7所述的低回缩量精轧螺纹钢筋预应力锚固体系的施工方法，其特征在于：所述转换螺套（1）是其上部端口设置有六角扳手位的转换螺套Ⅱ（12），或是其上部端口设置有扁位的转换螺套Ⅲ（13），或是其上设置有扭转工具插入的槽、孔的转换螺套Ⅳ（14）或转换螺套Ⅴ（15）。
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