CN109262498A - 适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置及方法，它解决了现有技术中施拧、卸载螺栓施工效率低的问题，具有满足不同位置螺栓施加或卸载的要求，空间灵活度高的有益效果，其方案如下：适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，包括支撑板，支撑板设置紧固件与钢构件或地面连接；第一导轨，第一导轨安装于支撑板，且第一导轨的至少一侧安装夹具有用于对螺栓夹持的夹具；第二导轨，第二导轨设于第一导轨上方，且第二导轨相对于第一导轨可实现转动，第二导轨的至少一侧同样安装夹具有用于对螺栓夹持的夹具，夹具相对于第一导轨或第二导轨活动设置并能相对于第一导轨或第二导轨被锁紧。

Description

适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置及方法

技术领域

本发明涉及螺栓预紧，特别是涉及适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置及方法。

背景技术

摩擦型高强螺栓钢结构连接杆普遍应用于土木工程领域，得益于受力可靠、施工简便。为满足特殊设计要求，异形摩擦型高强螺栓钢结构连接杆也逐步应用于实际工程。另外，摩擦型高强螺栓钢结构维修加固工程也逐渐涌现。这样以来，给高强螺栓的施拧和卸载带了不少的难度。因此，保障高强螺栓预紧力的施加、卸载成为钢结构施工顺利进行的关键技术之一。目前，钢结构高强螺栓的施拧和卸载主要存在以下四方面问题：

(1)由于不同钢构件中高强螺栓分布的差异和操作空间限制，导致施拧、卸载螺栓施工效率低；

(2)在多个高强螺栓同时旋拧或者卸载过程中，套筒间会发生微小变形，可能导致施工后的夹具无法轻易地取下；

(3)施加、卸载预紧力时，需要一端锁紧，另一端旋拧，旋拧时需要较大的扭矩，给施工人员带来了较大的挑战。另外，锁紧端也必须是工人锁紧，增加了施工成本；

(4)当钢构件较小时，例如试验用钢构件。在施加、卸载高强螺栓预紧力的过程中，扭矩扳手施加的扭力往往很大，会引起钢构件的自身转动，无法拧紧、拆卸高强螺栓。

因此，需要对适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置进行新的研究设计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，能灵活调节套筒位置，达到施加、卸载高强螺栓预紧力的夹具，以达到方便高强螺栓钢结构连接杆紧固和拆卸维修的目的。

适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置的具体方案如下：

适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，包括：

支撑板，支撑板设置紧固件与钢构件或地面连接；

第一导轨，第一导轨安装于支撑板，且第一导轨的至少一侧安装夹具有用于对钢构件螺栓夹持的夹具；

第二导轨，第二导轨设于第一导轨上方，且第二导轨相对于第一导轨可实现转动，第二导轨的至少一侧同样安装夹具有用于对钢构件螺栓夹持的夹具，且夹具相对于第一导轨或第二导轨活动设置并能相对于第一导轨或第二导轨被锁紧，以实现夹具相对与相应导轨位置的调整。

通过第一导轨设置夹具，第二导轨同样设置夹具，这样可以根据钢构件中螺栓的具体位置，来选择合适位置的夹具，且夹具可滑动设置，进一步拓宽了夹具的使用范围，适用于多种钢构件螺栓的预紧或卸载。

进一步地，所述夹具包括螺杆，螺杆套有套筒转换头，螺杆在套筒转换头的一侧设置用于夹持钢构件螺栓的螺栓套筒，螺杆在套筒内设置用于限定螺栓套筒位置的第一螺帽，螺杆在套筒转换头的另一侧设置有第二螺帽。

在使用时，第一螺帽设于螺栓套筒内设于螺杆，套筒转换头中心线处有一带内丝的螺栓孔，套筒转换头能够插在螺栓套筒之中，通过旋转第二螺帽，将螺栓套筒和套筒转换头夹紧，使得螺栓套筒不能随意转动，以在使用过程中，保持对钢构件螺栓的夹紧状态。

进一步地，所述夹具通过空心滑块安装于所述的第一导轨或第二导轨，通过空心滑块，夹具相对于第一导轨或第二导轨实现位置的调整，空心滑块套于所述的第一导轨或第二导轨，螺杆设于相应空心滑块的上方且与空心滑块固连。

进一步地，所述空心滑块设置螺栓孔，螺栓孔设于空心滑块的侧部，锁紧螺栓穿过螺栓孔限定空心滑块相对于第一导轨或第二导轨的位置。

进一步地，所述第一导轨与第二导轨之间通过第三球铰进行连接，通过第三球铰实现第二导轨相对于第一导轨的旋转运动，可实现设定范围内的调整，且第二导轨端部设置第二球铰，所述支撑板通过第一球铰与第一可伸缩件连接，支撑板还通过第四球铰与第二可伸缩件连接，第一可伸缩件、第二颗伸缩件共同与第二球铰连接，通过两个可伸缩件的伸缩来改变第二导轨在空间中的位置，在第二导轨相对于第一导轨的位置被确定后，两个可伸缩件被确定伸出长度后，第一球铰、第二球铰和第四球铰锁定，不再转动。

进一步地，所述紧固件包括至少一组磁性连接件，磁性连接件包括第一磁性座和第二磁性座，第一磁性座和第二磁性座之间通过连接杆连接，第一磁性座和第二磁性座的其中一个与所述的支撑板连接，另一个能够与钢构件连接；

且第一磁性座和第二磁性座中至少一个是开关磁铁，在需要将支撑板固定于钢构件时，磁性连接件通常为两组，确定磁性连接件的设置位置，通过开关磁铁，即可实现紧固件与钢构件和支撑板的连接。

进一步地，为了满足不同的使用需求，所述连接杆为可伸缩连接杆，具体连接杆包括多个相互内嵌的套筒，相邻的套筒之间设置螺栓以锁紧，使得装置不必固定在地面之上，这解决了由于扭力较大、试件较小或者受实地工程情况所限而难以固定的问题。

进一步地，所述支撑板表面开有凹槽以便于调整第二导轨夹具相对于第二导轨的位置，通过凹槽的设置，为调整夹具在第二导轨的位置提供了空间，便于人手进行调整，对特殊的钢构件，也提供了部分容纳空间。

和/或，所述支撑板表面设置开孔，所述紧固件为紧固螺栓，通过紧固螺栓将支撑板固定于地面或桌面，通过磁性连接件的设置，配合紧固螺栓，可拓宽整个装置的工作范围，可根据实际钢构件螺栓的需求，选择不同的紧固方式。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置的使用方法，具体步骤如下：

1)将试验件需要预紧或卸载预紧力的螺栓设于夹具，根据钢构件螺栓位置调整夹具相对于第一导轨，或夹具相对于第二导轨的位置；

2)通过紧固件将支撑板固定于钢构件或地面；

3)将夹具锁紧于第一导轨，和/或将夹具锁紧于第二导轨；

4)对钢构件螺栓进行施拧，待钢构件螺栓扭到相应的预紧力后，调整夹具，将钢构件螺栓取出。

其中，步骤1)和步骤2)的顺序可调换。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过整体结构的设置，体积小，方便携带，螺栓套筒的位置可实现调节，能够适用于多种钢构件，受高强螺栓分布的差异和操作空间限制影响小，施拧、卸载螺栓施工效率高。

2)本发明通过空心滑块的设置，方便夹具相对于对应导轨位置的调整。

3)本发明通过第一导轨和第二导轨的设置，且第二导轨相对于第一导轨可实现旋转，进一步拓宽了整体装置的应用范围，满足不同的使用需求。

4)本发明通过紧固螺栓和开关磁铁的设置，可根据钢构件的情况实现紧固螺栓固定支撑板，或者是通过开关磁铁连接支撑板和钢构件。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是从东南视角观察到的夹具整体结构图。

图2是另一方向观察到的夹具整体结构图，以便更加清晰直观的看到千斤顶以及支撑板1的构造。

图3是夹具的俯视图。

图4是滑块顶部套筒内部分解详图。

其中，1.支撑板，21.第一球铰，22.第二球铰，23.第三球铰，24.第四球铰，31.第一液压千斤顶，41.第一导轨，42.第二导轨，51.第一滑块，52.第二滑块，6.连接螺栓，71.第一螺杆，72.第二螺杆，81.第一螺栓，82.第二螺栓，9.套筒转换头，10.螺栓套筒，101.第一螺栓套筒，102.第二螺栓套筒，111.第一螺帽，112.第二螺帽，12.连接杆，131.第一磁性座，132.第二磁性座。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，包括支撑板1，支撑板1设置紧固件与钢构件或地面连接；第一导轨41，第一导轨41安装于支撑板1，且第一导轨41的至少一侧安装夹具有用于对螺栓夹持的夹具；第二导轨42，第二导轨42设于第一导轨41上方，且第二导轨42相对于第一导轨可实现转动，第二导轨42的至少一侧同样安装夹具有用于对螺栓夹持的夹具，且夹具相对于第一导轨41或第二导轨42活动设置并能相对于第一导轨41或第二导轨42被锁紧，以实现夹具相对与相应导轨位置的调整。

其中，第一导轨41为框形，第二导轨42同样为框形，或者二者为水平设置的门型。

支撑板1为钢板，四角预留带有内丝的开孔，用来固定整个装置，第一导轨41焊接于支撑板1中心线处，第一导轨41中间有一第三球铰23，第三球铰23上面连接有第二导轨42，第二导轨42可以绕第三球铰23在空间中自由转动，支撑板1抠掉1/4圆形成凹槽，这使得第二导轨活动空间更大，也适用于不同的钢构件。

第一球铰21焊接在支撑板1的边侧，第二球铰22、第四球铰24焊接在第二导轨42的边侧，第一球铰21和第二球铰22通过第一可伸缩件连接，第二球铰22和第四球铰24通过第二可伸缩件连接，第一伸缩件为第一液压千斤顶31，第二可伸缩件同样为液压千斤顶，这样做的目的是为了通过液压千斤顶的伸缩来改变第二导轨42在空间中的位置，且第二球铰22和第四球铰24在同一直线设置，且二者分别设于第二导轨的两侧，第一液压千斤顶31与凹槽分别设于第一导轨的两侧；第一滑块51、第二滑块52侧面有一个带有内丝的螺栓孔，第一螺栓81、第二螺栓82拧在相应滑块侧面的螺栓孔内，第一螺栓81扭紧之后可以固定第一滑块51，第二螺栓82扭紧之后可以固定第二滑块52。

如图4所示，第一滑块51或第二滑块52上部安装有螺杆7(第一螺杆71、第二螺杆72)、第一螺帽111、第二螺帽112、套筒转换头9、螺栓套筒10(第一螺栓套筒101、第二螺栓套筒102)，其中套筒转换头9轴向中心线处有一带内丝的螺栓孔，套筒转换头9可插在螺栓套筒10之中，套筒转换头9和第一螺栓套筒101通过螺杆连接在一起，在套筒转换头9下面有第二螺帽112，在螺栓套筒上面有第一螺帽111，第一螺帽111待套筒转换头9插入螺栓套筒10之中钢构件高强螺栓放入螺栓套筒10之前，便需要扭在螺杆7，当第一螺帽111和第二螺帽112没有拧紧之前，套筒转换头9以及螺栓套筒10可以绕螺杆7做360°旋转，当拧紧第一螺帽111和第二螺帽112后，由于套筒转换头9内部螺栓孔带有内丝，螺栓套筒10以及套筒转换头9也随之固定。

紧固件包括至少一组磁性连接件，磁性连接件包括第一磁性座和第二磁性座，第一磁性座131和第二磁性座132之间通过连接杆连接，第一磁性座和第二磁性座的其中一个与所述的支撑板连接，另一个能够与钢构件连接；和/或，所述支撑板表面设置开孔，所述紧固件为紧固螺栓，通过紧固螺栓将支撑板固定于地面或桌面。

第一磁性座131和第二磁性座132之间通过一根可伸缩的连接杆12连接，第一磁性座131通过磁力吸附在支撑板1上表面，第二磁性座132可以吸附在其他的钢结构构件表面，磁性座可以拆换，在磁性座侧面有一开关，磁性座的磁力可以通过开关来控制，当开关关掉之后，磁性座便失去磁性。

本发明还提供了适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置的使用方法，具体步骤如下：

1)将试验件需要预紧或卸载预紧力的钢构件螺栓设于螺栓套筒，根据钢构件螺栓位置通过第一滑块调整第一螺栓套筒相对于第一导轨，调整第二导轨相对于第一导轨的位置，通过第二滑块调整第二螺栓套筒相对于第二导轨的位置，并转动相应的螺栓套筒使螺栓能顺利放入螺栓套筒中；

通过转动第二螺帽，使得螺栓套筒和套筒转换头夹紧，使得螺栓套筒不能随意转动；

2)通过紧固件将支撑板固定于钢构件或地面；

3)将空心第一滑块锁紧于第一导轨，将第二滑块锁紧于第二导轨，并锁紧两组液压千斤顶长度不变，使得第二导轨位置不再发生变化，此时螺栓套筒在空间中的位置就被完全固定；

4)通过扳手对钢构件螺栓进行施拧或卸荷。

步骤1)和步骤2)顺序可更换。

在预紧力施加到目标值之后，取下装置时，由于施加预紧力时扭矩较大，使得四个螺栓套筒在空间中的相对位置发生微小改变，导致装置与钢构件不能轻易分离，此时只扭动第二螺帽，给螺栓套筒以活动空间，使得螺栓套筒以及套筒转换头可以绕螺杆转动，然后放松空心滑块侧面的螺栓，使得滑块在相应导轨上滑动，再调整液压千斤顶的长度，使导轨可以在空间中移动，这样夹具就可以顺利的从钢构件上取下。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，其特征在于，包括：

支撑板，支撑板设置紧固件与钢构件或地面连接；

第一导轨，第一导轨安装于支撑板，且第一导轨的至少一侧安装夹具有用于对钢构件螺栓夹持的夹具；

第二导轨，第二导轨设于第一导轨上方，且第二导轨相对于第一导轨可实现转动，第二导轨的至少一侧同样安装夹具有用于对钢构件螺栓夹持的夹具，夹具相对于第一导轨或第二导轨活动设置并能相对于第一导轨或第二导轨被锁紧。

2.根据权利要求1所述的适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，其特征在于，所述夹具包括螺杆，螺杆套有套筒转换头，螺杆在套筒转换头的一侧设置用于夹持所述钢构件螺栓的螺栓套筒，螺杆在套筒内设置用于限定螺栓套筒位置的第一螺帽，螺杆在套筒转换头的另一侧设置有第二螺帽。

3.根据权利要求1所述的适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，其特征在于，所述夹具通过空心滑块安装于所述的第一导轨或第二导轨。

4.根据权利要求3所述的适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，其特征在于，所述空心滑块设置螺栓孔，锁紧螺栓穿过螺栓孔限定空心滑块相对于第一导轨或第二导轨的位置。

5.根据权利要求1所述的适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，其特征在于，所述第一导轨与第二导轨之间通过第三球铰进行连接，且第二导轨端部设置第二球铰，所述支撑板通过第一球铰与第一可伸缩件连接，支撑板还通过第四球铰与第二可伸缩件连接，第一可伸缩件、第二颗伸缩件共同与第二球铰连接。

6.根据权利要求1所述的适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，其特征在于，所述紧固件包括至少一组磁性连接件，磁性连接件包括第一磁性座和第二磁性座，第一磁性座和第二磁性座之间通过连接杆连接，第一磁性座和第二磁性座的其中一个与所述的支撑板连接，另一个能够与钢构件连接；

且第一磁性座和第二磁性座中至少一个是开关磁铁。

7.根据权利要求6所述的适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，其特征在于，所述连接杆为可伸缩连接杆。

8.根据权利要求1所述的适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，其特征在于，所述支撑板表面开有凹槽以便于调整第二导轨夹具相对于第二导轨的位置。

9.根据权利要求1所述的适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置，其特征在于，所述支撑板表面设置开孔，所述紧固件为紧固螺栓。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的适用于钢构件的螺栓预紧力施加及卸载夹具装置的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)将试验件需要预紧或卸载预紧力的螺栓设于夹具，根据钢构件螺栓位置调整夹具相对于第一导轨，或夹具相对于第二导轨的位置；

2)通过紧固件将支撑板固定于钢构件或地面；

3)将夹具锁紧于第一导轨，和/或将夹具锁紧于第二导轨；

4)对钢构件螺栓进行施拧，待钢构件螺栓扭到相应的预紧力后，调整夹具，将钢构件螺栓取出。