CN109269884A - 一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备，包括前夹式工具锚装置和带测力传感器的前卡式千斤顶；所述前夹式工具锚装置包括工具锚盘、前推板、回推板、前推套、工具夹片、回推杆、前推弹簧和回缩量探杆；所述前卡式千斤顶包括千斤顶外筒、千斤顶后挡板、千斤顶前挡板、测力传感器、限位板安装座和千斤顶活塞；所述前夹式工具锚装置套装在所述前卡式千斤顶的千斤顶活塞内。本发明在节省钢绞线的同时，还可以能通过回缩探杆检测到工具夹片的回缩量，从而可以提高张拉功效和张拉控制精度。

Description

一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备

技术领域

本发明涉及桥梁预应力张拉试验领域，具体涉及一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备。

背景技术

传统预应力桥梁张拉使用的千斤顶为穿心式千斤顶，其在工作时，钢绞线、工作锚和工作夹片在张拉完成后，将被封装在预应力构件中；超出工作夹片的钢绞线在封装前，将在工作夹片之外留5～10mm，其余的均被切除，被切除下来的钢绞线被当成废钢处理，一个铁路梁场完成整个工程浪费钢绞线可达100多万元。

为了减少钢绞线的浪费，各张拉设备供应商提出了多种节省钢绞线预留量的张拉千斤顶方案(前夹式千斤顶)，所有的方案中有一个共同特点就是使工具锚和工具夹片陷入到千斤顶内部，减少从工作锚到工具锚之间的间距，从而实现减少钢绞线预留量的效果。

但是，预应力张拉过程中一般通过控制张拉力和钢绞线的伸长量来确定张拉是否满足要求。传统张拉力测量时通过检测千斤顶标定，将油压转换成力进行张拉力控制，而钢绞线伸长量时通过检测千斤顶活塞的外伸量和工具夹片的回缩量之差确定钢绞线的伸长量。显然将工具锚和工具夹片陷入到千斤顶内部的做法，将无法检测到工具夹片的回缩量。

在公路预应力张拉中由于对上述张拉力的检测和钢绞线伸长量的检测要求不高，所以，目前的一些前夹式千斤顶还是被广泛使用。但是,由于铁路预应力张拉，尤其是高铁建设中，对张拉力的检测和控制，以及对钢绞线伸长量的检测都要求更高。因此，目前铁路预应力张拉中在没有解决检测工具夹片回缩量的情况下，必须使用传统的张拉千斤顶。对于那些不能检测夹片回缩量的前夹式千斤顶不准使用。另外，由于用油压检测张拉力的测力方案，也由于在使用中误差较大(0.5％～1.0％)，铁路张拉中也开始规定必须用测力传感器进行张拉力的检测。

基于上述要求，目前铁路智能张拉设备是在千斤顶和加长套之间增加了一个测力传感器，用于检测张拉力。这样显然又增加了钢绞线的预留量，导致钢绞线更多的浪费。

为了能节省钢绞线，很多人对传统穿心式千斤顶的改进设计了一种新型结构——前夹(卡)式千斤顶。根据目前前夹式千斤顶的工具锚夹紧装置的安装位置的不同可以将前夹式千斤顶分为两类，一类是工具锚夹紧装置安装到缸体上，另一类是前夹式夹紧装置安装在后塞杆上。

夹紧装置的安放到内油缸上面，测力传感器安装到活塞杆上，这种结构主要有两个弊端，其一是活塞杆会延轴向移动和环向旋转从而导致测力传感器的电缆线被绞断，其二是是缸体内筒原本只有油压载荷的，又增加了延轴向的拉力，而且受力方式导致前端有很大的应力集中。

前夹式夹紧装置安装到活塞杆上面能够很好地节省钢绞线，以及适应钢绞线的旋转问题——夹紧装置随活塞一起转动

上述方案中均是使用油压检测张拉力，同时也无法检测工具夹片的回缩量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备，既可以节约钢绞线，也可以检测出工具夹片的回缩量。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备，包括前夹式工具锚装置和带测力传感器的前卡式千斤顶；

所述前夹式工具锚装置包括包括工具锚盘、前推板、回推板、前推套、工具夹片、回推杆、前推弹簧和回缩量探杆；所述工具锚盘的后端设置有所述前推板，所述工具锚盘的前端设置有所述回推板；所述工具锚盘上设有通孔；所述前推套的一端安装在所述通孔内的后端，所述前推套的另一端位于所述通孔外并与所述前推板相连；所述工具夹片安装在所述通孔内的中部，并与所述前推套位于所述通孔内的一端相连；所述回推杆的一端穿在过所述回推板上，所述回推杆的另一端穿过所述通孔的前端，并与所述工具夹片相连；所述回推板、回推杆、工具夹片、前推套和前推板上沿轴线设有供钢绞线穿过的钢绞线通孔；所述前推弹簧和回缩量探杆沿轴线同时安装在所述前推板或前推套上；

所述前卡式千斤顶包括千斤顶外筒、千斤顶后挡板、千斤顶前挡板、测力传感器、限位板安装座和千斤顶活塞；所述千斤顶后挡板密封安装在所述千斤顶外筒的后端，所述千斤顶前挡板密封安装在所述千斤顶外筒的前端，所述测力传感器的一端与所述千斤顶前挡板固定安装，所述测力传感器的另一端上固定安装有所述限位板安装座；所述千斤顶后挡板、千斤顶外筒、千斤顶前挡板、测力传感器和限位板安装座组成的一体结构沿轴向设有千斤顶活塞空腔，所述千斤顶活塞滑动且密封的安装在所述千斤顶活塞空腔内；

所述前夹式工具锚装置套装在所述前卡式千斤顶的千斤顶活塞内。

本发明的有益效果是：本发明利用铁路桥梁张拉部位有锚穴的特点，将原来安装加长套的位置用测力传感器来取代，这样就可以减少加长套占用的一部分钢绞线，从而实现节省钢绞线的目的。另外，当回推板朝向工具锚盘移动时，由回推杆推动工具夹片向工具锚盘的后端移动，工具夹片推动前推套向通孔外移动，前推套推动前推板向远离工具锚盘的方向移动，前推弹簧压缩，同时前推板带动回缩量探杆向远离工具锚盘的方向移动；当回推板在前推弹簧作用下朝向工具锚盘移动，在张拉时，由于钢绞线的拉力，使工具夹片陷入到工具锚盘中，前推板同时在前推弹簧和工具夹片的共同作用下向靠近工具锚盘方向移动，这样就能通过回缩探杆检测到工具夹片的回缩量。本发明在节省钢绞线的同时，还可以能通过回缩探杆检测到工具夹片的回缩量，从而可以提高张拉功效和张拉控制精度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述前推板的上、下两端上沿轴线均分别设有所述前推弹簧，所述前推弹簧的一端与所述前推板相连，所述前推弹簧的另一端上设有弹簧锁紧挡；所述前推板的上、下两端上沿轴线均分别设有所述回缩量探杆，所述所述回缩量探杆的一端与所述所述前推板相连，且所述回缩量探杆与所述前推弹簧并排设置。

进一步，所述前推套位于所述通孔外的一端穿过所述前推板，所述前推板的上、下两端上沿轴线均分别设有前推板锁紧挡；所述前推套的上、下两端上沿轴线均分别设有所述前推弹簧，所述前推弹簧的一端与所述前推套相连，所述前推弹簧的另一端与所述前推板相连；所述回缩量探杆垂直安装在所述前推套穿过所述前推板的一端上。

进一步，所述通孔的前端尺寸小于后端尺寸，所述工具夹片由三片分离的夹片组成，且在所述工具夹片的中部形成直径可变的所述钢绞线通孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：当工具夹片向工具锚盘的后端移动时，由于工具锚盘的通孔越靠近后端其尺寸越大，所以工具夹片的钢绞线通孔直径也随之增加，这样方便钢绞线穿入。

进一步，所述限位板安装座的内径小于所述千斤顶活塞前部的内径。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述限位板安装座的内径小于所述千斤顶活塞前部的外径，以便配合前夹式工具锚装置工作。

进一步，所述千斤顶后挡板密封镶嵌在所述千斤顶外筒的后端的开口中，且所述千斤顶后挡板的内、外壁上均分别设有密封圈；

所述千斤顶前挡板密封镶嵌在所述千斤顶外筒的前端的开口中，且所述千斤顶前挡板的内、外壁上均分别设有密封圈。

采用上述进一步方案的有益效果是：千斤顶前挡板和千斤顶后挡板均密封镶嵌在千斤顶外筒的前、后端的开口中，可以克服因千斤顶前、后挡板对接安装在千斤顶外筒的前、后端的外侧而造成千斤顶外筒长度增加，致使需要更长的钢绞线的问题，节省钢绞线；另外千斤顶前挡板内侧安装密封圈，这样可以使千斤顶活塞向前延伸和千斤顶前挡板内侧的密封圈形成密封面。

进一步，所述千斤顶活塞前部的外径小于所述千斤顶活塞后部的外径，所述千斤顶活塞前部与后部的连接处为与所述千斤顶外筒内部贴合的凸起结构，且所述凸起结构被所述千斤顶后挡板和千斤顶前挡板限位在所述千斤顶外筒内，所述凸起结构上设有密封圈。

采用上述进一步方案的有益效果是：千斤顶活塞的这种结构设计适应于千斤顶后挡板、千斤顶外筒、千斤顶前挡板、测力传感器和限位板安装座组成的整体结构，有利于节省钢绞线。

附图说明

图1为本发明一种桥梁预应力张拉设备中前卡式千斤顶的剖面结构示意图；

图2为本发明一种桥梁预应力张拉设备中前夹式工具锚装置的一种剖面结构示意图；

图3为本发明一种桥梁预应力张拉设备中前夹式工具锚装置的另一种剖面结构示意图；

图4为本发明一种桥梁预应力张拉设备中在安装前夹式工作锚装置前，前卡式千斤顶状态的剖面结构示意图；

图5为本发明一种桥梁预应力张拉设备的整体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、千斤顶外筒，2、千斤顶后挡板，3、千斤顶前挡板，4、测力传感器，5、限位板安装座，6、千斤顶活塞，7、密封圈；

100、工具锚盘，200、前推板，300、回推板，400、前推套，500、工具夹片，600、回推杆，700、前推弹簧，800、回缩量探杆，900、弹簧锁紧挡，1000、前推板锁紧挡。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种桥梁预应力张拉设备，包括前夹式工具锚装置和带测力传感器的前卡式千斤顶。

前卡式千斤顶的结构具体如下：

如图1所示，所述前卡式千斤顶包括千斤顶外筒1、千斤顶后挡板2、千斤顶前挡板3、测力传感器4、限位板安装座5和千斤顶活塞6；所述千斤顶后挡板2密封安装在所述千斤顶外筒1的后端，所述千斤顶前挡板3密封安装在所述千斤顶外筒1的前端，所述测力传感器4的一端与所述千斤顶前挡板3固定安装，所述测力传感器4的另一端上固定安装有所述限位板安装座5；所述千斤顶后挡板2、千斤顶外筒1、千斤顶前挡板3、测力传感器4和限位板安装座5组成的一体结构沿轴向设有千斤顶活塞空腔，所述千斤顶活塞6滑动且密封的安装在所述千斤顶活塞空腔内。

在本具体实施例中：

所述限位板安装座5的内径小于所述千斤顶活塞6前部的外径。

所述千斤顶后挡板2密封镶嵌在所述千斤顶外筒1的后端的开口中，且所述千斤顶后挡板2的内、外壁上均分别设有密封圈7；所述千斤顶前挡板3密封镶嵌在所述千斤顶外筒1的前端的开口中，且所述千斤顶前挡板3的内、外壁上均分别设有密封圈7。

所述千斤顶活塞6前部的外径小于所述千斤顶活塞6后部的外径，所述千斤顶活塞6前部与后部的连接处为与所述千斤顶外筒1内部贴合的凸起结构，且所述凸起结构被所述千斤顶后挡板2和千斤顶前挡板3限位在所述千斤顶外筒1内，所述凸起结构上设有密封圈7。

本发明一种桥梁预应力张拉设备中的前卡式千斤顶利用铁路桥梁张拉部位有锚穴的特点，将原来安装加长套的位置用测力传感器来取代，这样就可以减少加长套占用的一部分钢绞线，从而实现节省钢绞线的目的。同时将原来安装在千斤顶活塞6内侧密封圈安装在千斤顶前挡板3内侧，使千斤顶活塞6向前延伸和千斤顶前挡板3内侧的密封圈7形成密封面。限位板安装座5的内环直径小于向前延伸的千斤顶活塞6的内径，以便今后配合前夹式工具锚工作。

本发明这样安装测力传感器，还较将测力传感器安装在千斤顶活塞上有以下优点：

测力传感器相对于千斤顶活塞没有延环向的转动和延轴向的平移，方便测力传感器的电缆安装。

测力传感器直接安装在千斤顶前挡板上,使测力传感器固定更合理，从而有效保证测力传感器使用中的精度和稳定性。

测力传感器有效地保护了千斤顶活塞的外壁和千斤顶前挡板的密封面。

前夹式工具锚装置的结构具体如下两种：

实施例一

如图2所示，前夹式工具锚装置包括工具锚盘100、前推板200、回推板300、前推套400、工具夹片500、回推杆600、前推弹簧700和回缩量探杆800；所述工具锚盘100的后端设置有所述前推板200，所述工具锚盘100的前端设置有所述回推板300；所述工具锚盘100上设有通孔；所述前推套400的一端安装在所述通孔内的后端，所述前推套400的另一端位于所述通孔外并与所述前推板200相连；所述工具夹片500安装在所述通孔内的中部，并与所述前推套400位于所述通孔内的一端相连；所述回推杆600的一端穿在过所述回推板300上，所述回推杆600的另一端穿过所述通孔的前端，并与所述工具夹片500相连；所述回推板300、回推杆600、工具夹片500、前推套400和前推板200上沿轴线设有供钢绞线穿过的钢绞线通孔；所述前推弹簧700和回缩量探杆800沿轴线同时安装在所述前推板200上。

所述前推弹簧700和回缩量探杆800沿轴线同时安装在所述前推板200上的具体结构为：所述前推板200的上、下两端上沿轴线均分别设有所述前推弹簧700，所述前推弹簧700的一端与所述前推板200相连，所述前推弹簧700的另一端上设有弹簧锁紧挡900；所述前推板200的上、下两端上沿轴线均分别设有所述回缩量探杆800，所述所述回缩量探杆800的一端与所述所述前推板200相连，且所述回缩量探杆800与所述前推弹簧700并排设置。

在本具体实施例中：所述通孔的前端尺寸小于后端尺寸，所述工具夹片500由三片分离的夹片组成，且在所述工具夹片500的中部形成直径可变的所述钢绞线通孔。

实施例二

如图3所示，前夹式工具锚装置包括工具锚盘100、前推板200、回推板300、前推套400、工具夹片500、回推杆600、前推弹簧700和回缩量探杆800；所述工具锚盘100的后端设置有所述前推板200，所述工具锚盘100的前端设置有所述回推板300；所述工具锚盘100上设有通孔；所述前推套400的一端安装在所述通孔内的后端，所述前推套400的另一端位于所述通孔外并与所述前推板200相连；所述工具夹片500安装在所述通孔内的中部，并与所述前推套400位于所述通孔内的一端相连；所述回推杆600的一端穿在过所述回推板300上，所述回推杆600的另一端穿过所述通孔的前端，并与所述工具夹片500相连；所述回推板300、回推杆600、工具夹片500、前推套400和前推板200上沿轴线设有供钢绞线穿过的钢绞线通孔；所述前推弹簧700和回缩量探杆800沿轴线同时安装在所述前推套400上。

所述前推弹簧700和回缩量探杆800沿轴线同时安装在所述前推套400上的具体结构为：所述前推套400位于所述通孔外的一端穿过所述前推板200，所述前推板200的上、下两端上沿轴线均分别设有前推板锁紧挡1000；所述前推套400的上、下两端上沿轴线均分别设有所述前推弹簧700，所述前推弹簧700的一端与所述前推套400相连，所述前推弹簧700的另一端与所述前推板200相连；所述回缩量探杆800垂直安装在所述前推套400穿过所述前推板200的一端上。

在本具体实施例中：所述通孔的前端尺寸小于后端尺寸，所述工具夹片500由三片分离的夹片组成，且在所述工具夹片500的中部形成直径可变的所述钢绞线通孔。

在上述两个实施例中均有：当回推板朝向工具锚盘移动时，由回推杆推动工具夹片向工具锚盘的后端移动，工具夹片推动前推套向通孔外移动，前推套推动前推板向远离工具锚盘的方向移动，前推弹簧压缩，同时前推板带动回缩量探杆向远离工具锚盘的方向移动；当回推板在前推弹簧作用下朝向工具锚盘移动，在张拉时，由于钢绞线的拉力，使工具夹片陷入到工具锚盘中，前推板同时在前推弹簧和工具夹片的共同作用下向靠近工具锚盘方向移动，这样就能通过回缩探杆检测到工具夹片的回缩量。

将上述前夹式工具锚装置和带测力传感器的前卡式千斤顶配合使用，进行桥梁预应力张拉试验，在桥梁预应力张拉试验时需将所述前夹式工具锚装置套装在所述前卡式千斤顶的千斤顶活塞6内，具体试验过程如下：

1、在套装前夹式工作锚装置前，先使千斤顶活塞6向右移动，如图4所示；

2、然后将前夹式工作锚装置装入千斤顶活塞6内，锁紧弹簧锁紧挡900，如图5所示；

3、当千斤顶活塞6向左回到底时，限位板安装座的内圆面将回推板300向右移动，完成推开工具夹片500的操作；

4、在张拉开始时，千斤顶活塞6向右移动，在前推弹簧700作用下，推动工具夹片500夹紧钢绞线；

5、在回缩量探杆800端头安装一个位移传感器探头，在张拉时，即可同时检测千斤顶活塞6的伸长量和工具夹片500的回缩量，即可确定钢绞线的伸长量(钢绞线的伸长量＝千斤顶活塞伸长量-工具夹片回缩量)。

综上所述，本发明一种桥梁预应力张拉设备，既可以节约钢绞线，也可以检测出工具夹片的回缩量，从而可以提高张拉功效和张拉控制精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备，其特征在于：包括前夹式工具锚装置和带测力传感器的前卡式千斤顶；

所述前夹式工具锚装置包括工具锚盘(100)、前推板(200)、回推板(300)、前推套(400)、工具夹片(500)、回推杆(600)、前推弹簧(700)和回缩量探杆(800)；所述工具锚盘(100)的后端设置有所述前推板(200)，所述工具锚盘(100)的前端设置有所述回推板(300)；所述工具锚盘(100)上设有通孔；所述前推套(400)的一端安装在所述通孔内的后端，所述前推套(400)的另一端位于所述通孔外并与所述前推板(200)相连；所述工具夹片(500)安装在所述通孔内的中部，并与所述前推套(400)位于所述通孔内的一端相连；所述回推杆(600)的一端穿在过所述回推板(300)上，所述回推杆(600)的另一端穿过所述通孔的前端，并与所述工具夹片(500)相连；所述回推板(300)、回推杆(600)、工具夹片(500)、前推套(400)和前推板(200)上沿轴线设有供钢绞线穿过的钢绞线通孔；所述前推弹簧(700)和回缩量探杆(800)沿轴线同时安装在所述前推板(200)或前推套(400)上；

所述前卡式千斤顶包括千斤顶外筒(1)、千斤顶后挡板(2)、千斤顶前挡板(3)、测力传感器(4)、限位板安装座(5)和千斤顶活塞(6)；所述千斤顶后挡板(2)密封安装在所述千斤顶外筒(1)的后端，所述千斤顶前挡板(3)密封安装在所述千斤顶外筒(1)的前端，所述测力传感器(4)的一端与所述千斤顶前挡板(3)固定安装，所述测力传感器(4)的另一端上固定安装有所述限位板安装座(5)；所述千斤顶后挡板(2)、千斤顶外筒(1)、千斤顶前挡板(3)、测力传感器(4)和限位板安装座(5)组成的一体结构沿轴向设有千斤顶活塞空腔，所述千斤顶活塞(6)滑动且密封的安装在所述千斤顶活塞空腔内；

所述前夹式工具锚装置套装在所述前卡式千斤顶的千斤顶活塞(6)内。

2.根据权利要求1所述的一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备，其特征在于：所述前推板(200)的上、下两端上沿轴线均分别设有所述前推弹簧(700)，所述前推弹簧(700)的一端与所述前推板(200)相连，所述前推弹簧(700)的另一端上设有弹簧锁紧挡(900)；所述前推板(200)的上、下两端上沿轴线均分别设有所述回缩量探杆(800)，所述所述回缩量探杆(800)的一端与所述所述前推板(200)相连，且所述回缩量探杆(800)与所述前推弹簧(700)并排设置。

3.根据权利要求1所述的一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备，其特征在于：所述前推套(400)位于所述通孔外的一端穿过所述前推板(200)，所述前推板(200)的上、下两端上沿轴线均分别设有前推板锁紧挡(1000)；所述前推套(400)的上、下两端上沿轴线均分别设有所述前推弹簧(700)，所述前推弹簧(700)的一端与所述前推套(400)相连，所述前推弹簧(700)的另一端与所述前推板(200)相连；所述回缩量探杆(800)垂直安装在所述前推套(400)穿过所述前推板(200)的一端上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备，其特征在于：所述通孔的前端尺寸小于后端尺寸，所述工具夹片(500)由三片分离的夹片组成，且在所述工具夹片(500)的中部形成直径可变的所述钢绞线通孔。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备，其特征在于：所述限位板安装座(5)的内径小于所述千斤顶活塞(6)前部的内径。

6.根据权利要求1至3任一项所述的一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备，其特征在于：所述千斤顶后挡板(2)密封镶嵌在所述千斤顶外筒(1)的后端的开口中，且所述千斤顶后挡板(2)的内、外壁上均分别设有密封圈(7)；所述千斤顶前挡板(3)密封镶嵌在所述千斤顶外筒(1)的前端的开口中，且所述千斤顶前挡板(3)的内、外壁上均分别设有密封圈(7)。

7.根据权利要求1至3任一项所述的一种预应力张拉用前卡式千斤顶和工具锚设备，其特征在于：所述千斤顶活塞(6)前部的外径小于所述千斤顶活塞(6)后部的外径，所述千斤顶活塞(6)前部与后部的连接处为与所述千斤顶外筒(1)内部贴合的凸起结构，且所述凸起结构被所述千斤顶后挡板(2)和千斤顶前挡板(3)限位在所述千斤顶外筒(1)内，所述凸起结构上设有密封圈(7)。