CN108625297B - 夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及预应力施工装备，特别涉及与夹片式预应力锚具配套的施工装备，具体为夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置。解决现有的夹片式预应力锚具的张拉工具不可避免地带来钢绞线回缩量及工作夹片与钢绞线之间的滑移量的问题。该夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置，由接长限位套、夹片推柱、微型千斤顶、顶推工作套构成。本发明所述的夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置通过微型千斤顶放张前对工作夹片进行压紧，减小甚至消除难以准确测量的钢绞线回缩，减小钢绞线张拉力的损失。本发明是夹片式预应力锚具理想的配套施工装备。

Description

夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置

技术领域

本发明涉及预应力施工装备，特别涉及与夹片式预应力锚具配套的施工装备，具体为夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置。

背景技术

图1所示为夹片式预应力锚具及其张拉工具的结构示意图；夹片式预应力锚具锚固钢绞线的工作过程为：钢绞线在张拉时，工作夹片跟随钢绞线向钢绞线拉绅方向移动至限位板凹槽的底部，对钢绞线失去约束，当千斤顶将钢绞线张拉至设计控制张拉力，在回油放松钢绞线的瞬时，钢绞线弹性收缩，工作夹片跟随收缩向锚具孔内位移，随即将钢绞线锚固。此过程工作夹片回缩量大小与钢绞线直径大小成反比，所以要对应钢绞线直径选取不同槽深的限位板，以减小钢绞线回缩造成的预应力损失。

但在实际作业中存在以下问题：

（1）限位板的槽深选择没有明确的规定。限位板的作用主要是限制张拉时工作夹片的位置，具体就是限制工作夹片伸出锚具的长度。限位板槽深太小会导致工作夹片刮伤钢绞线，且可能出现实际张拉伸长量较设计伸长值偏小的情况（工作夹片与钢绞线摩擦力很大时）；而限位板槽深太大会增大张拉的回缩量（张拉完成后回千斤顶时工作夹片回缩的长度），导致钢绞线的实际拉力较设计偏小。因此限位板的槽深如何准确的确定出就十分重要，然而目前限位板槽深一般都是各个厂家根据实验及经验值确定，偏差较大，如襄阳中宏吉工程技术有限公司给出的当钢绞线直径为15.21~15.30mm范围时，建议限位板槽深为6.6±0.1mm；其他某厂家给出的槽深确定方法是当钢绞线直径为15.2mm时，对应的限位板槽深为6.8mm，钢绞线直径每增大或减小0.1mm，限位板槽深要相应增加或减小0.4mm。

（2）钢绞线回缩量测量偏小。目前钢绞线的张拉伸长量是通过测量张拉千斤顶的活塞行程同时减掉钢绞线张拉全过程的锚塞回缩量计算得出的，一般计算式为：

ΔL=ΔL1+ΔL2-b-c

式中：ΔL1——从初始拉力（桥梁施工规范规定一般为设计控制张拉力的10%~25%）至张拉设计控制拉力间的千斤顶活塞的张拉行程；

ΔL2——初始拉力时的推算伸长值（按规范规定推算求得）；

b——工具夹片回缩量；

c——工作夹片回缩量。

计算式中，默认的夹片回缩量就等于钢绞线回缩量，而实际情况与之存在一定的差异，因为钢绞线与夹片之间存在一定的滑移量，其中工具夹片因为张拉前都是人工压紧，夹片与钢绞线之间的咬合力一开始就很大，因此其两者之间的滑移量很小；而对于工作夹片，预应力张拉过程中，其会随着钢绞线向锚具锚孔的反方向移动直至顶到限位板时才停止，此时夹片与钢绞线之间的咬合力较小，当钢绞线张拉完成放张时，工作夹片会因其与钢绞线之间的咬合力随着钢绞线一起向锚具锚孔内行走达到锚固目的，但是由于放张时夹片与钢绞线之间的咬合力较小，夹片与钢绞线之间会存在一定的滑移量，且此滑移量随着限位板槽深的增大而增大。因此简单的将工作夹片回缩量等代为此处的钢绞线回缩量，将导致钢绞线的实际锚固力较设计值偏小。

以目前应用最多的32m铁路简支箱梁为例分析，对于7-15.2的预应力钢束，当一端的工作夹片与钢绞线之间滑移5mm时，设计张拉应力为1350MPa的钢绞线，一束的张拉力将比设计值少约63kN；当一端滑移量为10mm时，此值约为126kN，因此钢绞线束数越多，其预应力实存拉力较设计值偏小越多。而且，对于短束，工作夹片与钢绞线之间的滑移量将对其实存拉力影响更大。

综上，现有的夹片式预应力锚具的张拉工具不可避免地带来钢绞线回缩量及工作夹片与钢绞线之间的滑移量，从而因限位板不同槽深的选择给施工带来困扰；因滑移量的存在造成钢绞线的实际锚固力较设计值偏小。

发明内容

本发明解决现有的夹片式预应力锚具的张拉工具不可避免地带来钢绞线回缩量及工作夹片与钢绞线之间的滑移量的问题，提供一种夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置，该压紧装置可在钢绞线放张前直接将工作夹片压紧，从而避免钢绞线的回缩量及滑移量的产生。

本发明是采用如下技术方案实现的：夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置，由接长限位套、夹片推柱、微型千斤顶、顶推工作套构成；

接长限位套为筒状，其一端开有工作锚具限位槽口；

夹片推柱由柱体和固定于柱体一端、沿柱体端面均布且与柱体的轴线垂直的翼片构成，柱体上沿其轴线开有与工作锚具锚孔对应的钢绞线过孔，夹片推柱的柱体未固定翼片的一端伸入接长限位套内，当翼片与接长限位套的端面接触时，柱体未固定翼片的端面即柱体的工作面与接长限位套上的工作锚具限位槽口保持距离m；

顶推工作套为筒状，其径向尺寸保证其端面能与接长限位套的端面对接，顶推工作套与接长限位套相对的端面上开有与各翼片位置对应的凹槽，凹槽的底面形成翼片限位槽口，顶推工作套与接长限位套相对的端面未开凹槽的部分形成接长限位套限位槽口，顶推工作套的筒面上设有与翼片限位槽口位置对应的微型千斤顶放置槽，微型千斤顶放置槽由两个侧板和连接于两个侧板一端的中间板围成，由两个侧板和一个中间板围成的微型千斤顶放置槽的开口朝向并对准翼片限位槽口，微型千斤顶置于微型千斤顶放置槽内；顶推工作套与接长限位套的相背端设有张拉千斤顶卡槽；

柱体的工作面与接长限位套上的工作锚具限位槽口之间的距离m，跟顶推工作套与接长限位套相对的端面上的凹槽深度之和为工作夹片随钢绞线拉伸移动的最大距离，该最大距离保证张拉时工作夹片与钢绞线无刮擦且工作夹片不脱离工作锚具孔；当翼片与接长限位套的端面接触时，柱体的工作面与接长限位套上的工作锚具限位槽口之间的距离m的最大值保证此时柱体的工作面压紧工作夹片。

本发明所述的夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置工作精确、安全，通过微型千斤顶放张前对工作夹片进行压紧，减小甚至消除难以准确测量的钢绞线回缩，减小钢绞线张拉力的损失。使用便捷、高效，通过微型千斤顶为工作夹片压紧提供动力，操作方便，稳定性高，压紧效果较好。结构合理、独特、加工制作方便，各构件之间通过限位卡槽进行限位，便于安装，同时可保证安装位置的准确。本发明是夹片式预应力锚具理想的配套施工装备。

附图说明

图1为夹片式预应力锚具及其现有张拉工具的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为接长限位套的结构示意图；

图4为夹片推柱的结构示意图；

图5为顶推工作套的结构示意图。

图中：1-工作锚具，2-接长限位套，21-工作锚具限位槽口，3-夹片推柱，31－柱体，32-翼片，33-钢绞线过孔，34-工作面，4-微型千斤顶，5-顶推工作套，51-翼片限位槽口，52-接长限位套限位槽口，53-微型千斤顶放置槽，54-张拉千斤顶卡槽，81-工具夹片，82－工具锚具，83－活塞，84－油缸，85－前端盖，86－限位板，87－工作夹片，89－锚垫板，90－螺旋筋，91－波纹管，92－钢绞线。

具体实施方式

夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置，由接长限位套2、夹片推柱3、微型千斤顶4、顶推工作套5构成；

接长限位套2为筒状，其一端开有工作锚具限位槽口21；

夹片推柱3由柱体31和固定于柱体31一端、沿柱体31端面均布且与柱体31的轴线垂直的翼片32构成，柱体31上沿其轴线开有与工作锚具锚孔对应的钢绞线过孔33，夹片推柱3的柱体31未固定翼片32的一端伸入接长限位套2内，当翼片32与接长限位套2的端面接触时，柱体31未固定翼片32的端面即柱体31的工作面34与接长限位套2上的工作锚具限位槽口21保持距离m；

顶推工作套5为筒状，其径向尺寸保证其端面能与接长限位套2的端面对接，顶推工作套5与接长限位套2相对的端面上开有与各翼片32位置对应的凹槽，凹槽的底面形成翼片限位槽口51，顶推工作套5与接长限位套2相对的端面未开凹槽的部分形成接长限位套限位槽口52，顶推工作套5的筒面上设有与翼片限位槽口51位置对应的微型千斤顶放置槽53，微型千斤顶放置槽53由两个侧板和连接于两个侧板一端的中间板围成，由两个侧板和一个中间板围成的微型千斤顶放置槽53的开口朝向并对准翼片限位槽口51，微型千斤顶4置于微型千斤顶放置槽53内；顶推工作套5与接长限位套2的相背端设有张拉千斤顶卡槽54；

柱体31的工作面34与接长限位套2上的工作锚具限位槽口21之间的距离m，跟顶推工作套5与接长限位套2相对的端面上的凹槽深度之和为工作夹片随钢绞线拉伸移动的最大距离，该最大距离保证张拉时工作夹片与钢绞线无刮擦且工作夹片不脱离工作锚具孔；当翼片32与接长限位套2的端面接触时，柱体31的工作面34与接长限位套2上的工作锚具限位槽口21之间的距离m的最大值保证此时柱体31的工作面34压紧工作夹片。

具体实施时，接长限位套2的纵向长度应根据实际张拉工程中的工作空间确定，保证后面的夹片推柱、顶推工作套、张拉千斤顶等不会与混凝土或其他构件形成冲突。夹片推柱3上的钢绞线过孔33应保证钢绞线顺利通过并不产生摩擦，同时夹片后端不能通过。接长限位套2、夹片推柱3、顶推工作套5，当三者组合完成后，夹片推柱3（翼片32）仅可纵向活动，活动量建议6mm左右。微型千斤顶4可在市场上直接购买，目前市场上有行程大约6mm，吨位大约5t的微型千斤顶可供选择。微型千斤顶4底部可焊接固定在顶推工作套5上的微型千斤顶放置槽53内，也可不固定，当工作时再放入。翼片32的朝向柱体31固定翼片一端的端面与柱体31的固定翼片一端的端面齐平，以保证装置结构的精确，减少误差。柱体31的工作面34与接长限位套2上的工作锚具限位槽口21之间的距离m为零，即柱体31的工作面34与接长限位套2上的工作锚具限位槽口21齐平，以方便加工，并确保装置的可靠运行。顶推工作套5的接长限位套限位槽口52上设有法兰，以确保与接长限位套3的对接，增加工作可靠性。夹片推柱3的翼板32为三个。

工作时，按如下顺序操作：

一、按照工作锚具1、工作夹片、接长限位套2、夹片推柱3、微型千斤顶4、顶推工作套5、张拉千斤顶的位置顺序安装各构件，利用接长限位套2前的工作锚具限位槽口21实现与工作锚具1的限位连接，利用顶推工作套5后的张拉千斤顶卡槽54实现与张拉千斤顶的限位连接。微型千斤顶4处于未伸出状态，夹片推柱3位于远离工作夹片位置处。各构件都应与相应的卡槽卡住，保持各构件中心线基本重合。

二、张拉

利用张拉千斤顶、工具锚具、工具夹片等对钢绞线进行张拉。

三、压紧夹片

钢绞线张拉到位后，保持张拉状态；使几个微型千斤顶4共同工作，对翼片32并带动夹片推柱进行顶推，从而压紧工作夹片，即压紧于工作锚具孔内。顶推工作套5上的微型千斤顶放置槽53上的侧板，实现翼片32在夹片推柱活动时的侧向限位。

四、放张

对张拉千斤顶进行回顶放张，将张拉力转移到工作夹片和工作锚具上。

五、拆卸

拆卸除工作锚具、工作夹片外的其他构件，完成一束钢绞线的张拉工作，继续下一束。

该装置可用于各类夹片式锚具的张拉，可有效解决工作夹片与钢绞线之间存在的、但不能准确测量的滑移，从而导致钢绞线预应力损失的问题，保证钢绞线的有效预应力，提高施工精度。同时该装置操作简单，适用范围广，具有非常好的推广应用前景。

Claims (5)

1.一种夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置，其特征在于由接长限位套(2)、夹片推柱(3)、微型千斤顶(4)、顶推工作套(5)构成；

接长限位套(2)为筒状，其一端开有工作锚具限位槽口(21)；

夹片推柱(3)由柱体(31)和固定于柱体(31)一端、沿柱体(31)端面均布且与柱体(31)的轴线垂直的翼片(32)构成，柱体(31)上沿其轴线开有与工作锚具锚孔对应的钢绞线过孔(33)，夹片推柱(3)的柱体(31)未固定翼片(32)的一端伸入接长限位套(2)内，当翼片(32)与接长限位套(2)的端面接触时，柱体(31)未固定翼片(32)的端面即柱体(31)的工作面(34)与接长限位套(2)上的工作锚具限位槽口(21)保持距离m；

顶推工作套(5)为筒状，其径向尺寸保证其端面能与接长限位套(2)的端面对接，顶推工作套(5)与接长限位套(2)相对的端面上开有与各翼片(32)位置对应的凹槽，凹槽的底面形成翼片限位槽口(51)，顶推工作套(5)与接长限位套(2)相对的端面未开凹槽的部分形成接长限位套限位槽口(52)，顶推工作套(5)的筒面上设有与翼片限位槽口(51)位置对应的微型千斤顶放置槽(53)，微型千斤顶放置槽(53)由两个侧板和连接于两个侧板一端的中间板围成，由两个侧板和一个中间板围成的微型千斤顶放置槽(53)的开口朝向并对准翼片限位槽口(51)，微型千斤顶(4)置于微型千斤顶放置槽(53)内；顶推工作套(5)与接长限位套(2)的相背端设有张拉千斤顶卡槽(54)；

柱体(31)的工作面(34)与接长限位套(2)上的工作锚具限位槽口(21)之间的距离m，跟顶推工作套(5)与接长限位套(2)相对的端面上的凹槽深度之和为工作夹片随钢绞线拉伸移动的最大距离，该最大距离保证张拉时工作夹片与钢绞线无刮擦且工作夹片不脱离工作锚具孔；当翼片(32)与接长限位套(2)的端面接触时，柱体(31)的工作面(34)与接长限位套(2)上的工作锚具限位槽口(21)之间的距离m的最大值保证此时柱体(31)的工作面(34)压紧工作夹片。

2.根据权利要求1所述的夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置，其特征在于翼片(32)的朝向柱体(31)固定翼片一端的端面与柱体(31)的固定翼片一端的端面齐平。

3.根据权利要求1或2所述的夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置，其特征在于柱体(31)的工作面(34)与接长限位套(2)上的工作锚具限位槽口(21)之间的距离m为零，即柱体(31)的工作面(34)与接长限位套(2)上的工作锚具限位槽口(21)齐平。

4.根据权利要求3所述的夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置，其特征在于顶推工作套(5)的接长限位套限位槽口(52)上设有法兰。

5.根据权利要求4所述的夹片式预应力锚具工作夹片压紧装置，其特征在于夹片推柱(3)的翼板(32)为三个。