CN109507049A - 一种构件的预应力加载装置及加载方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例公开一种构件的预应力加载装置及加载方法，涉及预应力混凝土结构的老化试验研究领域，提高了构件预应力加载的可靠性。一种构件的预应力加载装置，包括张拉端锚具和固定端锚具：所述张拉端锚具包括第一锚环和第一夹片，所述第一锚环上开设有第一安装孔，所述第一夹片位于所述第一安装孔内，所述第一锚环的外侧连接有预紧钢套；所述固定端锚具包括第二锚环和第二夹片，所述第二锚环上开设有第二安装孔，所述第二夹片位于所述第二安装孔内；所述张拉端锚具和所述固定端锚具分别用于与所述构件的张拉端和固定端的预应力筋连接。本发明实施例主要用于混凝土构件的预应力加载。

Description

一种构件的预应力加载装置及加载方法
技术领域
本发明涉及预应力混凝土结构的老化试验研究领域，尤其涉及一种构件的预应力加载装置及加载方法。
背景技术
建筑物中钢筋混凝土结构即使非预应力结构，大部分也是在应力状态下工作。普通混凝土构件(长度大约在4-6米)的老化研究往往是在非应力状态下进行的，不能实际反映结构构件的真实状态。预应力混凝土结构的老化试验研究对预应力结构和普通钢筋混凝土均有参考价值。
国内预应力混凝土结构的老化试验研究近年未见较大变化，其中构件制作问题比较突出。由于试验条件和仪器设备的限制，要求构件的尺寸相对较小(长度大概为普通混凝土构件的十分之一)。对于尺寸相对较小的构件，普通的预应力加载方法加载过程中由于锚具的回缩，应力损失非常严重，很难达到预定的应力值，且加载后有效应力的大小非常难以控制，无法建立可靠的试验条件。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种构件的预应力加载装置及加载方法，提高了构件预应力加载的可靠性。
第一方面，本发明实施例一提供一种构件的预应力加载装置，包括张拉端锚具和固定端锚具：所述张拉端锚具包括第一锚环和第一夹片，所述第一锚环上开设有第一安装孔，所述第一夹片位于所述第一安装孔内，所述第一锚环的外侧连接有预紧钢套；所述固定端锚具包括第二锚环和第二夹片，所述第二锚环上开设有第二安装孔，所述第二夹片位于所述第二安装孔内；所述张拉端锚具和所述固定端锚具分别用于与所述构件的张拉端和固定端的预应力筋连接。
在本发明实施例一的一可选实施方式中，所述预紧钢套套设在第一锚环的外侧且与第一锚环螺纹连接。
在本发明实施例一的一可选实施方式中，所述预应力加载装置还包括第一锚垫板和第二锚垫板；所述第一锚垫板固定在所述构件的张拉端，所述第一锚垫板上开设有第一通孔，所述构件张拉端的预应力筋通过所述第一通孔穿出所述第一锚垫板；所述第二锚垫板固定在所述构件的固定端，所述第二锚垫板上开设有第二通孔，所述构件固定端的预应力筋通过所述第二通孔穿出所述第二锚垫板。
在本发明实施例一的一可选实施方式中，所述预应力加载装置还包括用于与所述构件的预应力筋连接的第一张拉设备和第二张拉设备。
第二方面，本发明实施例二提供一种构件的预应力加载方法，包括：将张拉端锚具和固定端锚具分别安装在所述构件的张拉端和固定端；通过第一张拉设备对构件的预应力筋进行初步张拉；经过初步张拉后，通过第二张拉设备对预应力筋进行二次张拉，并将拉力值张拉到预设拉力值；拧动预紧钢套，使预紧钢套拧紧在张拉端锚垫板上；第二张拉设备卸载拉力；在第二张拉设备上对构件的预应力筋进行再次张拉、拧紧、卸载。
在本发明实施例二的一可选实施方式中，所述通过第一张拉设备对构件的预应力筋进行初步张拉包括：所述第一张拉设备为预应力张拉设备，预应力张拉设备对构件进行初步张拉，转动张拉端锚具的预紧钢套，使预紧钢套和锚垫板接触。
在本发明实施例二的一可选实施方式中，所述经过初步张拉后，通过第二张拉设备对预应力筋进行二次张拉，并将拉力值张拉到预设拉力值包括：使用钢绞线试验机，对预应力筋进行张拉到预设拉力值，使张拉端锚具的预紧钢套可以自由旋转，并使钢绞线试验机保持在该张拉状态下。
本发明实施例提供的构件的预应力加载装置及加载方法，采用后张法预应力加载，在构件的预应力加载试验中，将构件预应力筋的拉力张拉到预设值，构件内的预应力筋伸长，从而使张拉端锚具和构件的张拉端松开一定距离，这时移动所述预紧钢套，使预紧钢套卡紧在构件的张拉端，这样，预紧钢套可以减少所述构件经过一段时间后由于锚具变形和预应力筋应力松弛产生的应力损失，从而提高了构件预应力加载的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一的第一锚环的剖视图；
图2为本发明实施例一的预紧钢套的剖视图；
图3为本发明实施例一的的第一锚环主视图；
图4为本发明实施例一的预紧钢套的主视图。
具体实施方式
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中所述的构件的一种可选的制作方法如下：
S101、根据配合比进行材料称量；
S102、将称量好的材料混合后放入混凝土搅拌机中搅拌均匀；
S103、将搅拌好的混凝土放入模具中振捣；
S104、构件成型；
S105、静置出模。
实施例一
第一方面，如图1-4所示，本发明实施例一提供一种构件的预应力加载装置，包括张拉端锚具和固定端锚具：所述张拉端锚具包括第一锚环1和第一夹片，所述第一锚环1上开设有第一安装孔11，所述第一夹片位于所述第一安装孔11内，所述第一锚环1的外侧连接有预紧钢套2；所述固定端锚具包括第二锚环和第二夹片，所述第二锚环上开设有第二安装孔，所述第二夹片位于所述第二安装孔内；所述张拉端锚具和所述固定端锚具分别用于与所述构件的张拉端和固定端的预应力筋连接。
本实施例中，由于第一夹片不属于本实施例的发明点，故在图1和图3中并未显示第一夹片以及第一夹片与第一锚环的连接关系；将张拉端锚具和固定端锚具分别安装在构件的张拉端和固定端，具体如下：将构件张拉端的预应力筋穿入所述张拉端锚具的第一夹片中，并使所述张拉端锚具贴合在所述构件的张拉端；将构件固定端的预应力筋穿入所述固定端锚具的第二夹片中，并使所述固定端锚具贴合在所述构件的固定端。
本实施例采用后张法预应力加载，在构件的预应力加载试验中，将构件预应力筋的拉力张拉到预设值，构件内的预应力筋伸长，从而使张拉端锚具和构件的张拉端松开一定距离，这时移动所述预紧钢套，使预紧钢套卡紧在构件的张拉端，这样，预紧钢套可以减少所述构件经过一段时间后由于锚具变形和预应力筋应力松弛产生的应力损失，从而提高了构件预应力加载的可靠性。
本实施例中，所述张拉端锚具还包括第一螺旋筋，所述固定端锚具还包括第二螺旋筋。在制作混凝土构件时，预先将所述第一螺旋筋放置在模具的其中一端，第二螺旋筋放置在模具的另一端，然后将所述预应力筋穿过模具的两端，使所述第一螺旋筋和第二螺旋筋均套设在所述预应力筋上。
在本发明实施例一的一可选实施方式中，所述预紧钢套2套设在第一锚环1的外侧且与第一锚环1螺纹连接。
本实施例中，所述预紧钢套与第一锚环采用螺纹连接的连接方式，使预紧钢套与第一锚环之间的连接简单可靠，且便于将所述预紧钢套拧紧在所述构件的张拉端。
在本发明实施例一的一可选实施方式中，所述预应力加载装置还包括第一锚垫板和第二锚垫板；所述第一锚垫板固定在所述构件的张拉端，所述第一锚垫板上开设有第一通孔，所述构件张拉端的预应力筋通过所述第一通孔穿出所述第一锚垫板；所述第二锚垫板固定在所述构件的固定端，所述第二锚垫板上开设有第二通孔，所述构件固定端的预应力筋通过所述第二通孔穿出所述第二锚垫板。
本实施例中，在构件的制作过程中，将所述第一锚垫板放置在所述第一螺旋筋与所述磨具的端面之间，并使所述第一锚垫板贴合在所述磨具的端面上；将所述第二锚垫板放置在所述第二螺旋筋与所述磨具的另一个端面之间，并使所述第一锚垫板贴合在所述磨具的另一个端面上。本实施例中的第一锚垫板和第二锚垫板，在构件制作完成后，会分别固定在所述构件的张拉端和固定端，第一锚垫板和第二锚垫板方便了对构件施加预应力，改善构件端部受力，增强加固效果。
在本发明实施例一的一可选实施方式中，所述预应力加载装置还包括用于与所述构件的预应力筋连接的第一张拉设备和第二张拉设备。
本实施例中，可选的，所述第一张拉设备为预应力张拉设备，所述第二张拉设备为钢绞线试验机。
本实施例中，首先将构件张拉端的预应力筋固定在所述预应力张拉设备上，通过预应力张拉设备对构件的预应力筋进行初步张拉，此步主要是为了预加部分应力，同时使张拉端锚具和固定端锚具卡紧，使锚具在后续的应力加载后，由于变形带来的长期损失减少到最小。经初步加载后的张拉端锚具和固定端锚具，第一夹片、第二夹片和预应力筋之间已卡死，锚具已在正常工作状态下。
经过初步张拉后，将所述构件从所述预应力张拉设备上拆下，并将所述构件张拉端和固定端的钢筋分别固定在钢绞线试验机的两套夹具上；通过钢绞线试验机对预应力筋进行二次张拉，并将拉力值张拉到预设拉力值；拧动预紧钢套，使预紧钢套拧紧在张拉端锚垫板上；经过初步张拉后，远达不到要求的应力，为了进一步加载应力，使用第二张拉设备，对预应力筋的拉力张拉到预设值，构件内的预应力筋伸长，从而使张拉端锚具和锚垫板间松开一定距离，张拉端锚具的预紧钢套可以自由旋转，这时通过扳手拧动张拉端锚具外层的预紧钢套，使其和张拉端锚垫板间拧紧，并以手动拧不动为准。经过一次张拉、拧紧、卸载后，应力损失不太稳定，经过两次反复张拉、拧紧、再卸载后，应力损失值相对稳定。钢绞线卸载后力值满足试验应力大小和精度要求。
第二方面，本发明实施例二提供一种构件的预应力加载方法，包括：
S201、将张拉端锚具和固定端锚具分别安装在所述构件的张拉端和固定端；
本步骤中，将构件张拉端的预应力筋穿入所述张拉端锚具的第一夹片中，并使所述张拉端锚具贴合在所述构件的张拉端；将构件固定端的预应力筋穿入所述固定端锚具的第二夹片中，并使所述固定端锚具贴合在所述构件的固定端。
S202、通过第一张拉设备对构件的预应力筋进行初步张拉；
本步骤中，可选的，所述通过第一张拉设备对构件的预应力筋进行初步张拉包括：所述第一张拉设备为预应力张拉机，预应力张拉机对构件进行初步张拉，转动张拉端锚具的预紧钢套，使预紧钢套和锚垫板接触。
本实施例中，将所述构件张拉端的预应力筋固定在所述预应力张拉机内，通过预应力张拉机对构件的预应力筋进行初步张拉，此步主要是为了预加部分应力，同时使张拉端锚具和固定端锚具卡紧，使锚具在后续的应力加载后，由于变形带来的长期损失减少到最小。经初步加载后的张拉端锚具和固定端锚具，第一夹片、第二夹片和预应力筋之间已卡死，锚具已在正常工作状态下。
S203、经过初步张拉后，通过第二张拉设备对预应力筋进行二次张拉，并将拉力值张拉到预设拉力值；
本步骤中，可选的，所述经过初步张拉后，通过第二张拉设备对预应力筋进行二次张拉，并将拉力值张拉到预设拉力值包括：使用钢绞线试验机，对预应力筋进行张拉到预设拉力值，使张拉端锚具的预紧钢套可以自由旋转，并使钢绞线试验机保持在该张拉状态下。
S204、拧动预紧钢套，使预紧钢套拧紧在张拉端锚垫板上；
本实施例中，经过初步张拉后，将所述构件从所述预应力张拉机上拆下，并将所述构件张拉端和固定端的钢筋分别固定在钢绞线试验机的两套夹具上；通过钢绞线试验机对预应力筋进行二次张拉，并将拉力值张拉到预设拉力值；拧动预紧钢套，使预紧钢套拧紧在张拉端锚垫板上；经过初步张拉后，远达不到要求的应力，为了进一步加载应力，使用第二张拉设备，对预应力筋的拉力张拉到预设值，构件内的预应力筋伸长，从而使张拉端锚具和锚垫板间松开一定距离，张拉端锚具的预紧钢套可以自由旋转，这时通过扳手拧动张拉端锚具外层的预紧钢套，使其和张拉端锚垫板间拧紧，并以手拧不动为准。
S205、第二张拉设备卸载拉力；
S206、在第二张拉设备上对构件的预应力筋进行再次张拉、拧紧、卸载。
本实施例中，经过一次张拉、拧紧、卸载后，应力损失不太稳定，经过两次反复张拉、拧紧、再卸载后，应力损失值相对稳定。钢绞线卸载后力值满足试验应力大小和精度要求。
可选的，在实际应用中，可根据实际情况合理设置反复张拉、拧紧、再卸载的次数。
本实施例一种构件的预应力加载方法，采用后张法预应力加载，在构件的预应力加载试验中，将构件预应力筋的拉力张拉到预设值，构件内的预应力筋伸长，从而使张拉端锚具和构件的张拉端松开一定距离，这时移动所述预紧钢套，使预紧钢套卡紧在构件的张拉端，这样，预紧钢套可以减少所述构件经过一段时间后由于锚具变形和预应力筋应力松弛产生的应力损失，从而提高了构件预应力加载的可靠性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种构件的预应力加载装置，其特征在于，包括张拉端锚具和固定端锚具：
所述张拉端锚具包括第一锚环和第一夹片，所述第一锚环上开设有第一安装孔，所述第一夹片位于所述第一安装孔内，所述第一锚环的外侧连接有预紧钢套；
所述固定端锚具包括第二锚环和第二夹片，所述第二锚环上开设有第二安装孔，所述第二夹片位于所述第二安装孔内；
所述张拉端锚具和所述固定端锚具分别用于与所述构件的张拉端和固定端的预应力筋连接。
2.根据权利要求1所述的构件的预应力加载装置，其特征在于：所述预紧钢套套设在第一锚环的外侧且与第一锚环螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的构件的预应力加载装置，其特征在于：还包括第一锚垫板和第二锚垫板；
所述第一锚垫板固定在所述构件的张拉端，所述第一锚垫板上开设有第一通孔，所述构件张拉端的预应力筋通过所述第一通孔穿出所述第一锚垫板；
所述第二锚垫板固定在所述构件的固定端，所述第二锚垫板上开设有第二通孔，所述构件固定端的预应力筋通过所述第二通孔穿出所述第二锚垫板。
4.根据权利要求1所述的构件的预应力加载装置，其特征在于：还包括用于与所述构件的预应力筋连接的第一张拉设备和第二张拉设备。
5.一种构件的预应力加载方法，其特征在于：将张拉端锚具和固定端锚具分别安装在所述构件的张拉端和固定端；
通过第一张拉设备对构件的预应力筋进行初步张拉；
经过初步张拉后，通过第二张拉设备对预应力筋进行二次张拉，并将拉力值张拉到预设拉力值；
拧动预紧钢套，使预紧钢套拧紧在张拉端锚垫板上；
第二张拉设备卸载拉力；
在第二张拉设备上对构件的预应力筋进行再次张拉、拧紧、卸载。
6.根据权利要求5所述的构件的预应力加载方法，其特征在于，通过第一张拉设备对构件的预应力筋进行初步张拉包括：
所述第一张拉设备为预应力张拉设备，预应力张拉设备对构件进行初步张拉，转动张拉端锚具的预紧钢套，使预紧钢套和锚垫板接触。
7.根据权利要求5所述的构件的预应力加载方法，其特征在于，所述经过初步张拉后，通过第二张拉设备对预应力筋进行二次张拉，并将拉力值张拉到预设拉力值包括：
使用钢绞线试验机，对预应力筋进行张拉到预设拉力值，使张拉端锚具的预紧钢套可以自由旋转，并使钢绞线试验机保持在该张拉状态下。
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