CN110485638A - 一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具及其使用方法，锚具包括锚杯，锚杯的一端设置夹片，用于夹紧钢绞线，锚杯另一端带内螺纹，用于连接带螺纹的钢棒。通过使用该锚具可以消除夹片回缩导致的预应力损失，确保钢绞线在较短的距离内便可将预加力施加到混凝土梁体上，从而增加传统先张预应力梁的传递长度内的预应力效应。采用本发明的锚具可以解决传统先张预应力梁在端部传递长度范围内预应力效应不足的问题。

Description

一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具及其使用方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其是涉及一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具及其使用方法。

背景技术

目前先张法预应力梁的钢绞线锚固主要依靠混凝土对钢绞线的握裹，因此在预制构件的端部存在一段传递长度，在该传递长度范围内，钢绞线的应力从零逐渐增加至永存应力。传递长度主要与钢绞线的直径、放张时的预应力钢筋的有效预应力值、预应力筋的外形以及混凝土的强度等级有关（公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG 3362-2018）。对于大直径高强度预应力钢绞线该传递长度很长，约1.3m左右甚至更长。对于较大跨度的开口截面预制梁在支点附近的剪应力较大（包括剪力产生的剪应力和扭转产生的剪应力），根据主拉应力的计算公式可知，可通过增加预应力钢筋提供的预压应力来减小梁端附近的混凝土主拉应力。然而传统先张构件预应力传递长度范围内预应力效应较小，因此减小传递长度或改变钢绞线的传递方式使得钢绞线在梁端可以较快的发挥其对混凝土预压应力对减小支点附近的主拉应力有着十分重要的作用。

以跨度22m，梁高0.95m的T梁为例，梁的支座距离梁端0.3m。在支座的跨中侧0.5m范围内，T梁腹板和顶板交界处的剪应力较大。在此范围内同样存在着由钢绞线产生的正应力。由之前的分析可知，钢绞线在此范围内产生的正应力越大，则此范围内的主拉应力将越小。

解决此问题可以采用在梁端设置锚具的方法，但若采用传统的夹片锚，往往会由于夹片的回缩导致预应力无法施加到混凝土梁上。根据文献（公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG 3362-2018）可知，夹片锚的夹片回缩量在4~6mm之间，若锚具的回缩变形在混凝土硬化后再产生，则在梁端1.3m范围的钢绞线的预应力损失将达到6/1300*1.95e5=900MPa，因此必须采用特殊的锚具和施工方法，使得在混凝土硬化后的锚具变形量降到最低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具，可以极大的减小预应力钢绞线因为锚具的夹片回缩而引起的预应力损失。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具，其特征在于锚具包括锚杯，锚杯的一端设置夹片，用于夹紧钢绞线，锚杯另一端带内螺纹，用于连接带螺纹的钢棒。

进一步的，锚具的锚杯为一端较细另外一端较粗的变截面，或者两端尺寸相同的等截面。如锚杯一端较细另外一端较粗，则较粗一端设内螺纹，较细一端设置夹片。

进一步的，锚杯的断面采用圆形，或采用矩形。

进一步的，该锚具埋入梁端混凝土中，且与混凝土充分接触。

该锚具的使用方法如下：

第一步：将钢绞线插入锚板一端的夹片，并将夹片夹紧；

第二步：将带螺纹的钢棒旋入锚板一端的内螺纹；

第三步：用千斤顶牵引钢棒进行张拉；

第四步：待钢绞线张拉至控制应力后浇筑混凝土并养护，混凝土应充分包裹锚具；

第五步：满足放张要求后操作千斤顶进行放张；

第六步：放张结束后将钢棒旋出锚具；

第七步：封锚。

与现有技术相比，本发明的一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具可以极大的减小预应力钢绞线因为锚具的夹片回缩而引起的预应力损失，确保钢绞线在较短的距离内便可将预加力施加到混凝土梁体上，改善先张预应力梁的梁端预应力效应。采用本发明的锚具可以解决传统先张预应力梁在端部传递长度范围内预应力效应不足的问题。

附图说明

图1为本发明的实施例1中的端部有锚头的先张法预应力梁的立面图；

图2为本发明的实施例1中的端部有锚头的先张法预应力梁的梁端处的断面图；

图3为本发明的实施例1中的端部有锚头的先张法预应力梁的预制过程中钢绞线放张前的施工示意图。

图4为本发明的实施例1中的本发明的锚具附近的局部放大图。

图5为本发明的实施例1中的本发明的圆形变截面锚具三维透视图。

图6为本发明的实施例1中的本发明的圆形等截面锚具三维透视图。

图7为本发明的实施例1中的本发明的矩形等截面锚具三维透视图。

图8为传统先张法和采用本发明锚具的先张法构件中梁端部附近的预应力钢绞线中的应力分布图。

图中，1-锚具，2-钢绞线，3-混凝土，4-带螺纹钢棒，5-反力柱，6-张拉横梁，7-千斤顶，8-端模，9-底模，11-锚杯，12-夹片，13-内螺纹。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种端部有锚头的先张法预应力混凝土矩形梁，梁长16m，梁宽0.3m，梁高1.0m，配置4根钢绞线，C50混凝土，其结构如图1所示。

在梁的端部设置本发明的锚具。锚具包括锚杯11，锚杯的一端设置夹片12，用于夹紧钢绞线2，锚杯另一端带内螺纹13，用于连接带螺纹钢棒4。锚具的锚杯可以采用一端粗，一端细的形状，也可以采用两端尺寸相同的形状，可以采用圆形断面，也可以采用矩形断面。

该先张法预应力预制梁的主要施工步骤如下：

第一步：根据构件长度计算出钢绞线的无应力长度，并根据计算的无应力长度切割钢绞线。

第二步：将钢绞线插入锚具较细的一端，并将夹片夹紧。

第二步：在模板中放置钢筋笼和钢绞线并定位。

第三步：将带螺纹的钢棒旋入锚具较粗的一端。

第四步：用千斤顶牵引钢棒进行张拉。

第五步：浇筑混凝土并养护，混凝土应充分包裹锚具。

第六步：满足放张要求后，构件两端同时放张。

第七步：放张结束后将钢棒旋出锚具。

第八步：预制梁起吊，存放，封锚。

以跨度22m，梁高0.95m的T梁为例，梁的支座距离梁端0.3m为例，本发明的锚具设置在距离梁端5cm左右的位置，图7中的应力分布1和应力分布2分别对应着传统先张法和采用本发明锚具的先张法构件中梁端部附近的预应力钢绞线中的应力分布。显然本发明在梁端附近的预应力效应大大提高，因此混凝土梁在梁端的主拉应力也将大大减小。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具，其特征在于锚具包括锚杯，锚杯的一端设置夹片，用于夹紧钢绞线，锚杯另一端带内螺纹，用于连接带螺纹的钢棒。

2.根据权利要求1所述的一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具，其特征在于，锚具的锚杯为一端较细另外一端较粗的变截面，或者两端尺寸相同的等截面。

3.根据权利要求1所述的一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具，其特征在于，锚杯的断面采用圆形，或采用矩形。

4.根据权利要求1所述的一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具，其特征在于，该锚具埋入梁端混凝土中，且与混凝土充分接触。

5.根据权利要求1所述的一种用于先张法预应力预制梁的梁端锚具的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：

第一步：将钢绞线插入锚板一端的夹片，并将夹片夹紧；

第二步：将带螺纹的钢棒旋入锚板一端的内螺纹；

第三步：用千斤顶牵引钢棒进行张拉；

第四步：待钢绞线张拉至控制应力后浇筑混凝土并养护，混凝土应充分包裹锚具；

第五步：满足放张要求后操作千斤顶进行放张；

第六步：放张结束后将钢棒旋出锚具；

第七步：封锚。