CN107447989B - 预应力钢筋锚固装置及锚固方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了预应力钢筋锚固装置及锚固方法，锚固装置包括内置涡轮蜗杆机构的传动箱、马达、千斤顶、撑脚和套筒，传动箱上端连接千斤顶，下端连接撑脚，套筒内置于撑脚中空腔中，套筒顶端与涡轮联结，马达输出转轴联结蜗杆，套筒底端连接套筒头，千斤顶、套筒、套筒头三者在同一中心轴线上。本发明实现机械张拉、锚固，避免手工作业的弊端，保证混凝土结构的竖向预应力满足设计要求；同时套筒与套筒头采用径向三瓣式导轨联结方式，大幅提升套筒头及锚固机构的使用寿命。

Description

预应力钢筋锚固装置及锚固方法
技术领域
本发明涉及混凝土预应力工艺领域，具体涉及一种预应力钢筋锚固装置及运用此装置实现锚固方法。
背景技术
预应力钢筋（精轧螺纹钢筋）是一种热轧成带有连续外螺纹的直条钢筋。该钢筋在任意截面处均可用带有匹配形状内螺纹的连接器或锚具进行连接或锚固。精轧螺纹钢筋广泛应用于公路、铁路大中跨桥梁等工程。它具有连接、锚固简便，粘着力强，张拉锚固安全可靠，施工方便等优点，而且节约钢筋，减少构件面积和重量。
现行的精轧螺纹钢筋张拉采用液压千斤顶张拉至设计应力时，采用扳手人工旋紧张拉槽内的锚固螺母进行锚固，锚固的扭紧力矩随意性较大。因而导致对精轧螺纹钢筋锚固及锚固过程中的应力损失常常不能有效控制, 应力损失超过规范限值，故造成一些混凝土结构的竖向预应力不能满足设计要求甚至失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种预应力钢筋锚固装置及运用此装置实现锚固方法，实现机械张拉、锚固，避免手工作业的弊端；同时套筒头带动螺母旋进时，套筒头可及时分离随螺母下移跟进，减少二者的摩擦，大幅提升套筒头及锚固机构的使用寿命。
本发明通过以下技术方案实现：
预应力钢筋锚固装置，包括内置涡轮蜗杆机构的传动箱、马达、千斤顶、撑脚和套筒，传动箱上端连接千斤顶，下端连接撑脚，套筒内置于撑脚中空腔中，套筒顶端与涡轮联结，马达输出转轴联结蜗杆，套筒底端连接套筒头，千斤顶、套筒、套筒头三者在同一中心轴线上。
本发明进一步改进方案是，所述套筒为顶段圆筒状、中下段周壁纵向间隔切割成瓣状，套筒头为底段圆筒状、中上段周壁纵向间隔切割成瓣状，套筒头的瓣状部位和套筒座的瓣状缺槽部位相互插接组合成圆筒，圆筒外设置弹性部件连接套筒、套筒头，弹性部件变形牵制套筒头下行与套筒分离、及套筒头上行与套筒复合。
本发明进一步改进方案是，弹性部件为弹簧，弹簧套装在套筒与套筒头组成的圆筒外，弹簧底端固定连接在套筒底端，套筒头顶端设有凸边，凸边卡压在弹簧顶端。
本发明更进一步改进方案是，套筒底端设有凸边，凸边周面设有螺纹，弹簧固定螺母旋接固定其上，弹簧底端固定在弹簧固定螺母上。
本发明更进一步改进方案是，套筒顶段从涡轮中心向上伸出键槽联结涡轮，且套筒伸出端插接在轴承内套中，轴承外套固定在传动箱上的轴承座上。
本发明还提供一种预应力钢筋锚固方法，采取以下步骤：
a.在混凝土施工预留的精轧螺纹张拉槽内，将锚固螺母安装在待张拉螺纹钢筋上，用连接器将螺纹钢筋顶端与上方的接长拉杆连接；
b．将预应力钢筋锚固装置从套筒头开始套入接长拉杆上，撑脚垂直抵在张拉槽底壁 ，接长拉杆穿出千斤顶，在接长拉杆顶端安工具垫板和工具螺母锁紧；
c．启动千斤顶张拉螺纹钢筋至设计应力时，马达工作驱使涡轮蜗杆带动套筒及套筒头旋转，套筒头跟进螺母下行与套筒分离，弹簧变形牵制，紧固螺母后弹簧回弹牵制套筒头上行与套筒复合，完成扭矩锚固；
d． 千斤顶回油卸载，按倒序拆离锚固装置。
本发明进一步改进方案是，先在张拉槽内底壁上安装锚垫板，再将锚固螺母安装在待张拉螺纹钢筋上，套装锚固装置时撑脚垂直抵在锚垫板上。
本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：
一、本发明千斤顶张拉螺纹钢筋至设计应力时，马达工作驱使涡轮蜗杆带动套筒及套筒头旋转转紧固螺母，完成扭矩锚固，实现机械张拉、锚固，避免手工作业的弊端。
二、目前套筒与套筒头一般为整体的圆筒状，套筒头在旋进螺母时，套筒头与螺母之间的摩阻很大，如果套筒头不能及时跟进下移，这时只能靠套筒头与螺母之间产生相对滑动，加速套筒头的磨损，容易造成套筒头及锚固机构的使用寿命大幅下降，本发明套筒与套筒头采用径向三瓣式导轨联结方式，套筒头可单独纵向向下移动，及时跟进螺母，适应锚固过程中螺母旋进引起的纵向位置变化。
三、本发明在张拉时，撑脚直接与混凝土张拉槽内锚固螺母下的锚垫板顶压接触，在张拉过程中完成了锚垫板下混凝土的压缩。与通常的撑脚在混凝土张拉槽外支撑的情况相比，可有效减少锚固损失，尤其是锚垫板下混凝土存在轻微缺陷时这种撑脚与锚垫板顶压接触的方法就更具有优势。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明套筒与套筒头组合立体图。
图3为本发明套筒立体图。
图4为本发明套筒头立体图。
图5为本发明套筒头与套筒分离状态图。
图6为本发明锚固过程示意图。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明包括内置涡轮蜗杆机构的传动箱1、马达2、千斤顶3、撑脚4和套筒5，传动箱1上端连接千斤顶3，下端连接撑脚4，套筒5内置于撑脚4中空腔中，套筒5顶端与涡轮11联结，马达2输出转轴联结蜗杆12，套筒5底端连接套筒头6，千斤顶3、套筒5、套筒头6三者在同一中心轴线上。
所述套筒5为顶段圆筒状、中下段周壁纵向间隔切割成三瓣状，套筒头6为底段圆筒状、中上段周壁纵向间隔切割成三瓣状，套筒头6的瓣状部位61和套筒5的瓣状缺槽部位51相互插接组合成圆筒，圆筒外套装弹性部件7（弹簧），弹簧底端固定连接在套筒底端，套筒头6顶端设有A凸边62，A凸边62卡压在弹簧顶端，套筒5底端设有B凸边52，B凸边52周面设有螺纹，弹簧固定螺母8旋接固定其上，弹簧底端固定在弹簧固定螺母8上，套筒头6内壁端面呈多边形与螺母卡合，套筒及套筒头受驱旋转，套筒头6配合跟进螺母旋转时，套筒头6下行与套筒5分离弹簧变形压缩牵制（如图5所示），当旋进到位后弹簧回弹牵制套筒头6上行与套筒5复合。本发明套筒与套筒头采用径向三瓣式导轨联结方式，套筒头可单独及时分离随螺母下移跟进，适应锚固过程中螺母旋进引起的纵向位置变化，减少套筒头与螺母的摩擦，大幅提升套筒头及锚固机构的使用寿命。
套筒5顶段从涡轮中心向上伸出键槽联结涡轮，且套筒5伸出端插接在轴承内套中，轴承外套固定在传动箱上的轴承座上。轴套座支撑该结构使套筒及套筒头在旋进时更加稳定。
如图6所示，预应力钢筋张拉定扭矩锚固方法，采取以下步骤：
a.在混凝土施工预留的精轧螺纹9张拉槽10内底壁上安装锚垫板11，再将锚固螺母12安装在待张拉螺纹钢筋9上，用连接器13将螺纹钢筋9顶端与上方的接长拉杆14连接；
b．将预应力钢筋锚固装置从套筒头开始套入接长拉杆14上，撑脚4垂直抵在张拉槽底壁的垫板11上，接长拉杆14穿出千斤顶3，在接长拉杆14顶端安工具垫板15和工具螺母16锁紧；
c．启动千斤顶3张拉螺纹钢筋9至设计应力时，马达2工作驱使涡轮蜗杆带动套筒5及套筒头6旋转，套筒头6跟进螺母12下行与套筒分离，弹簧变形牵制，紧固螺母后弹簧回弹牵制套筒头上行与套筒复合，完成扭矩锚固；
d． 千斤顶回油卸载，按倒序拆离锚固装置。

Claims (3)

1.预应力钢筋锚固装置，其特征在于：包括内置涡轮蜗杆机构的传动箱（1）、马达（2）、千斤顶（3）、撑脚（4）和套筒（5），传动箱（1）上端连接千斤顶（3），下端连接撑脚（4），套筒（5）内置于撑脚（4）中空腔中，套筒（5）顶端与涡轮联结，马达（2）输出转轴联结蜗杆，套筒（5）底端连接套筒头（6），千斤顶（3）、套筒（5）、套筒头（6）三者在同一中心轴线上；
所述套筒（5）为顶段圆筒状、中下段周壁纵向间隔切割成瓣状，套筒头（6）为底段圆筒状、中上段周壁纵向间隔切割成瓣状，套筒头（6）的瓣状部位（61）和套筒（5）的瓣状缺槽部位（51）相互插接组合成圆筒，圆筒外设置弹性部件（7）连接套筒（5）、套筒头（6），弹性部件（7）变形牵制套筒头（6）下行与套筒（5）分离、及套筒头（6）上行与套筒（5）复合；
弹性部件（7）为弹簧，弹簧套装在套筒与套筒头组成的圆筒外，弹簧底端固定连接在套筒底端，套筒头顶端设有A凸边（62），A凸边(62)卡压在弹簧顶端；
套筒(5)底端设有B凸边（52），B凸边（52）周面设有螺纹，弹簧固定螺母（8）旋接固定其上，弹簧底端固定在弹簧固定螺母（8）上；
套筒（5）顶段从涡轮中心向上伸出键槽联结涡轮，且套筒（5）伸出端插接在轴承内套中，轴承外套固定在传动箱上的轴承座上。
2.预应力钢筋张拉定扭矩锚固方法，其特征在于，采取以下步骤：
a.在混凝土施工预留的精轧螺纹张拉槽内，将锚固螺母安装在待张拉螺纹钢筋上，用连接器将螺纹钢筋顶端与上方的接长拉杆连接；
b．将权利要求1所述装置从套筒头开始套入接长拉杆上，撑脚垂直抵在张拉槽底壁 ，接长拉杆穿出千斤顶，在接长拉杆顶端安装工具垫板和工具螺母锁紧；
c．启动千斤顶张拉螺纹钢筋至设计应力时，马达工作驱使涡轮蜗杆带动套筒及套筒头旋转，套筒头跟进螺母下行与套筒分离，弹簧变形牵制，紧固螺母后弹簧回弹牵制套筒头上行与套筒复合，完成扭矩锚固；
d． 千斤顶回油卸载，按倒序拆离锚固装置。
3.根据权利要求2所述的预应力钢筋张拉定扭矩锚固方法，其特征在于：先在张拉槽内底壁上安装锚垫板，再将锚固螺母安装在待张拉螺纹钢筋上，套筒锚固装置的撑脚垂直抵在锚垫板上。
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