CN112030760A - 用于预应力混凝土结构的补张拉设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种用于预应力混凝土结构的补张拉设备，补张拉设备包括缸体、滑动板、驱动机构以及锁定机构。缸体形成有容纳腔。滑动板位于容纳腔内，预应力混凝土结构的预应力筋穿过缸体和滑动板，预应力筋与滑动板连接。驱动机构能够驱动滑动板远离预应力混凝土结构的混凝土体，以张拉预应力筋。锁定机构能够锁定滑动板。本申请实施例提供的补张拉设备，在预应力损失产生后，通过补张拉预应力筋以补偿预应力损失，从而能够更好地解决预应力损失问题。

Description

用于预应力混凝土结构的补张拉设备

技术领域

本申请涉及预应力混凝土结构技术领域，尤其涉及一种用于预应力混凝土结构的补张拉设备。

背景技术

预应力混凝土结构由于其具有安全可靠、节省材料、构件抗裂性能好、刚度大等优点，在桥梁建设中应用尤为广泛。但是在实际施工应用中，预应力混凝土结构存在预应力损失较大的问题，一旦预应力体系施工完成，后期桥梁结构使用服役阶段预应力混凝土结构所发生的预应力损失都无法规避和控制，极大地影响了在后期的使用运营中桥梁的安全性、可靠性。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种用于预应力混凝土结构的补张拉设备，能够补张拉预应力混凝土结构的预应力筋，为实现上述有益效果，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供一种用于预应力混凝土结构的补张拉设备，包括：

缸体，所述缸体形成有容纳腔；

滑动板，位于所述容纳腔内，所述预应力混凝土结构的预应力筋穿过所述缸体和所述滑动板，所述预应力筋与所述滑动板连接；

驱动机构，所述驱动机构能够驱动所述滑动板远离所述预应力混凝土结构的混凝土体，以张拉所述预应力筋；以及

锁定机构，所述锁定机构能够锁定所述滑动板。

进一步地，所述驱动机构包括：

第一磁体，位于所述容纳腔内，所述第一磁体与所述缸体连接；以及

第二磁体，位于所述容纳腔内，所述第二磁体与所述滑动板连接，所述第一磁体和所述第二磁体之间的作用力驱动所述滑动板远离所述混凝土体。

进一步地，所述第一磁体和所述第二磁体中的至少一个为电磁铁；

和/或，所述第一磁体和所述第二磁体均为多个，多个所述第一磁体和多个所述第二磁体均沿所述预应力筋的周向间隔分布，所述第一磁体和所述第二磁体一一对应设置。

进一步地，所述第二磁体位于所述滑动板靠近所述混凝土体的一侧，所述第一磁体位于所述第二磁体靠近所述混凝土体的一侧，所述第一磁体和所述第二磁体产生排斥力；

或，所述第二磁体位于所述滑动板远离所述混凝土体的一侧，所述第一磁体位于所述第二磁体远离所述混凝土体的一侧，所述第一磁体和所述第二磁体产生吸引力。

进一步地，所述补张拉设备包括套设于所述预应力筋外的保护套。

进一步地，所述补张拉设备包括多个沿所述预应力筋的周向间隔分布的第一传感器，所述第一传感器为拉绳传感器，所述拉绳传感器设置于所述缸体和所述滑动板其中之一上，所述缸体和所述滑动板其中另一与所述拉绳传感器的拉绳连接。

进一步地，所述补张拉设备包括第二传感器，所述第二传感器用于获取所述预应力筋的损失应力。

进一步地，所述锁定机构包括锁定件、扣头和固定部，所述缸体和所述滑动板其中之一与所述扣头活动连接，所述缸体和所述滑动板其中另一与所述固定部固定连接，所述扣头具有锁定状态和活动状态，所述锁定件驱动所述扣头在所述锁定状态和所述活动状态之间切换；

所述扣头处于所述锁定状态下，所述扣头卡住所述固定部以锁定所述滑动板；所述扣头处于所述活动状态下，所述扣头释放所述固定部。

进一步地，所述扣头的表面形成有第一齿部，所述固定部的表面形成有第二齿部，所述扣头处于所述锁定状态下，所述第一齿部和所述第二齿部啮合以锁定所述滑动板。

进一步地，所述补张拉设备包括弹性件，所述弹性件驱动所述扣头靠近所述固定部。

进一步地，所述缸体的侧壁与所述扣头枢接或弹性连接，所述扣头能够沿所述预应力筋的径向运动，所述固定部与所述滑动板的侧端固定连接。

进一步地，所述锁定件包括螺栓，所述缸体的侧壁形成有螺纹孔，所述螺栓穿过所述螺纹孔伸入所述容纳腔内，所述螺栓沿所述预应力筋的径向运动，以驱动所述扣头在锁定状态和活动状态之间切换。

本申请实施例提供的补张拉设备，缸体位于预应力混凝土结构的混凝土体上，驱动机构驱动滑动板远离混凝土体，滑动板在远离混凝土体的运动过程中，由于预应力筋固定在滑动板上，预应力筋被拉长，当预应力筋张拉目标长度后，预应力损失得到补偿，锁定机构锁定滑动板，以锁定预应力筋。如此，实现了预应力混凝土结构预应力损失发生后预应力筋的补张拉工作。本申请实施例在预应力混凝土结构上设置补张拉设备，在预应力损失产生后，通过补张拉预应力筋以补偿预应力损失，从而能够更好地解决预应力损失问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种用于预应力混凝土结构的补张拉设备的结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为图1中补张拉设备的另一个视角的结构示意图，其中，未示出滑动板；

图4为图3中所示结构的另一个结构示意图，其中，示出滑动板。

附图标记说明

缸体10；容纳腔10a；滑动板20；驱动机构30；第一磁体31；第二磁体32；锁定机构40；锁定件41；螺栓411；扣头42；第一齿部42a；固定部43；第二齿部43a；保护套50；第一传感器60；弹性件70；锚具80；开口槽90；预应力筋100；混凝土体200。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

下面结合附图及具体实施例对本申请再作进一步详细的说明。在本申请的描述中，方位或位置关系为基于补张拉设备正常使用的状态下的方位或位置关系，例如图1中所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请参见图1～图4，本申请实施例提供一种用于预应力混凝土结构的补张拉设备，补张拉设备包括缸体10、滑动板20、驱动机构30以及锁定机构40。缸体10形成有容纳腔10a。滑动板20位于容纳腔10a内，预应力混凝土结构的预应力筋100穿过缸体10和滑动板20，预应力筋100与滑动板20连接。驱动机构30能够驱动滑动板20远离预应力混凝土结构的混凝土体200，以张拉预应力筋100。也就是说，滑动板20能够相对于缸体10滑动。锁定机构40能够锁定滑动板20。

现有技术中，通常采用高质量的锚具以及规范施工工艺，亦或是提前对预应力损失进行估算并反推设计张拉力大小以减小预应力损失，对于提前对预应力损失估算：第一、预应力损失计算公式本身就包含大量的经验公式，并不是完全精确的求解过程；第二、混凝土收缩、徐变应力损失与预应力筋的松弛应力损失等是相互影响的，目前采用分开单独计算的方法并不完善；第三、混凝土收缩徐变的变化规律至今仍然是土木工程领域的难题，科研人员和工程师还没有完全认识混凝土体收缩和徐变的规律，随着预应力混凝土结构服役年限的逐步增加，由混凝土体收缩徐变产生的预应力损失越发难以估计。上述方法是根据已有的工程经验提供可行的对策以尽量减小预应力损失，然而，对于预应力损失，施工领域所采取的材料、工艺等方面的手段只能尽可能地减少预应力损失，一旦预应力体系施工完成，后期预应力混凝土结构使用服役阶段所产生的预应力损失都无法规避和控制。

本申请实施例提供的补张拉设备，缸体10位于预应力混凝土结构的混凝土体200上，驱动机构30驱动滑动板20远离混凝土体200，滑动板20在远离混凝土体200的运动过程中，由于预应力筋100固定在滑动板20上，预应力筋100被拉长，当预应力筋100张拉目标长度后，预应力损失得到补偿，锁定机构40锁定滑动板20，以锁定预应力筋100。如此，实现了预应力混凝土结构预应力损失发生后预应力筋100的补张拉工作。本申请实施例在预应力混凝土结构上设置补张拉设备，在预应力损失产生后，通过补张拉预应力筋100以补偿预应力损失，从而能够更好地解决预应力损失问题。

需要说明的是，预应力混凝土结构包括混凝土体200和位于混凝土体200内的预应力筋100。通过张拉预应力筋100以使混凝土体200产生应力从而形成预应力混凝土结构。

在一具体实施例中，容纳腔10a背离混凝土体的一侧开口，滑动板20可以通过容纳腔10a的开口设置在容纳腔10a内。

在一实施例中，请参见图1和图3，驱动机构30包括第一磁体31以及第二磁体32。第一磁体31位于容纳腔10a内，第一磁体31与缸体10连接。第二磁体32位于容纳腔10a内，第二磁体32与滑动板20连接。第一磁体31和第二磁体32之间的作用力驱动滑动板20远离混凝土体200。具体的，第一磁体31和第二磁体32相对设置。第一磁体31和第二磁体32之间的排斥力或吸引力驱动滑动板20远离混凝土体200。第一磁体31和第二磁体32占据的空间较小，便于将第一磁体31和第二磁体32设置于容纳腔10a内，从而保护第一磁体31和第二磁体32；第一磁体31和第二磁体32还具有重量较轻、成本较低等优势，在补张拉完成后，可以无需拆卸第一磁体31和第二磁体32，在需要补张拉预应力筋100时，便于及时使用。

在一实施例中，请参见图1，可以通过锚具80将预应力筋100锚固至滑动板20上，从而实现预应力筋100和滑动板20连接。示例性的，缸体10对应滑动板20的端面形成第一通孔，滑动板20上形成有第二通孔，预应力筋100依次穿过第一通孔和第二通孔，锚具80可以为楔形锚固器，例如楔形夹片，楔形锚固器填充预应力筋100和第二通孔的内壁面之间的间隙，从而将预应力筋100锚固至滑动板20上。

在一实施例中，请参见图1和图3，第一磁体31和第二磁体32中的至少一个为电磁铁。电磁铁能够通过通电和断电来控制磁场的有无从而控制第一磁体31和第二磁体32之间作用力的有无，还能够通过改变电流的大小来控制磁场强度以改变第一磁体31和第二磁体32之间的作用力的大小，如此，实现对于补张力大小的控制，以便能够较为准确的补偿预应力损失。

示例性的，在需要补张拉预应力筋100的情况下，锁定机构40解锁滑动板20，连通电磁铁的电流，使得第一磁体31和第二磁体32之间产生作用力，从而驱动滑动板20远离混凝土体200，当完成预应力筋100补张拉后，通过锁定机构40锁定滑动板20，此时可以断开电磁铁的电流，使得第一磁体31和第二磁体32之间失去作用力，如此，完成预应力筋100的补张拉。在需要再次补张拉预应力筋100时，锁定机构40再次解锁滑动板20，可以再次连通电磁铁的电流，从而再次驱动滑动板20远离混凝土体200。重复上述操作，从而实现多次补张拉。

一具体实施例中，第一磁体31为电磁铁，第二磁体32为永磁体。又一具体实施例中，第一磁体31为永磁体，第二磁体32为电磁铁；再一具体实施例中，第一磁体31和第二磁体32均为电磁铁。

需要说明的是，永磁体是指能够长期保持其磁性的磁体，也就是说，永磁体不易失磁，永磁体包括但不限于合金永磁材料、铁氧体永磁材料等。电磁铁是指通电产生电磁、断电磁性消失的磁体。

具体的，电磁铁包括铁芯和缠绕于铁芯上的线圈。线圈通过通电产生磁场，可以通过改变线圈中电流的方向和大小来改变线圈产生的磁场的方向和强度。铁芯被通电的线圈产生的磁场磁化产生磁场，具有加强线圈通电产生的磁场强度的作用。具体的，铁芯为软磁材料，包括但不限于工业纯铁、低碳钢、硅钢化、铁氧体、铁铝系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、非晶态软磁合金或超微晶软磁合金等。具体的，线圈包括但不限于丝包线线圈、多股绞线线圈或多股并绕线圈。可以理解的是，可以通过改变线圈的绕圈数量、线圈中流通的电流的大小和铁芯的材质来调节电磁铁产生的磁场。

一未示出的实施例中，电磁铁包括位于铁芯端部的导磁板，导磁板用于将铁芯产生的磁场和线圈产生的磁场集聚和引导至铁芯的端部。如此，强化电磁铁产生的磁场，从而加大第一磁体31和第二磁体32之间的作用力。

在一实施例中，请参见图1和图3，第一磁体31和第二磁体32均为多个。多个第一磁体31和多个第二磁体32能够提供更大的作用力以便驱动滑动板20运动。多个第一磁体31和多个第二磁体32均沿预应力筋100的周向间隔分布，即多个第一磁体31沿预应力筋100的周向间隔分布，多个第二磁体32沿预应力筋100的周向间隔分布；第一磁体31和第二磁体32一一对应设置。如此设计，使得预应力筋100的受力更加均衡，从而减少由于预应力筋100与管道壁摩擦、管道偏差、锚具80变形等因素引起的预应力损失。进一步地，多个第一磁体31沿预应力筋100的周向间隔均匀分布，多个第二磁体32沿预应力筋100的周向间隔均匀分布。

本申请实施例中，多个是指数量为两个以及两个以上。

在一具体实施例中，补张拉设备包括给电磁铁通电的磁场电路。磁场电路可以通直流电以便电磁铁产生稳定磁场。具体的，可以对磁场电路的直流电进行分流控制，以实现多个第一磁体31和多个第二磁体32之间的作用力较为精确的控制。

在一实施例中，请参见图1，第二磁体32位于滑动板20靠近混凝土体200的一侧，第一磁体31位于第二磁体32靠近混凝土体200的一侧，第一磁体31和第二磁体32产生排斥力。具体的，第一磁体31位于容纳腔10a靠近混凝土体200的底壁上，第二磁体32位于滑动板20靠近混凝土体200的表面。如此，利用第一磁体31和第二磁体32之间的排斥力驱动滑动板20远离混凝土体200。具体的，第一磁体31的端部和第二磁体32对应的端部极性相同。也就是说，第一磁体31的端部和第二磁体32对应的端部可以同为南极，第一磁体31的端部和第二磁体32对应的端部也可以同为北极。

在另一未示出的实施例中，第二磁体32位于滑动板20远离混凝土体200的一侧，第一磁体31位于第二磁体32远离混凝土体200的一侧，第一磁体31和第二磁体32产生吸引力。如此，利用第一磁体31和第二磁体32之间的吸引力驱动滑动板20远离混凝土体200。具体的，第一磁体31的端部和第二磁体32对应的端部极性相反。也就是说，第一磁体31的端部为北极，则第二磁体32对应的端部为南极；第一磁体31的端部为南极，则第二磁体32对应的端部为北极。

在一具体实施例中，补张拉设备包括顶板，顶板盖合容纳腔10a的开口，第一磁体31位于顶板上，第二磁体32位于滑动板20远离混凝土体200的表面上。顶板可以避免外部的液体、杂质等进入容纳腔10a内，保护容纳腔10a内的机构。

示例性的，缸体10呈圆柱体，滑动板20的截面形状呈圆形，滑动板20位于容纳腔10a内，顶板的截面形状呈圆形，顶板盖合容纳腔10a的开口。

需要说明的是，缸体10也可以呈六面体结构。缸体10的截面形状可以为三边形、四边形、五边形等等多边形结构，缸体10的截面形状还可以为椭圆形、不规则形状等等。缸体10的具体形状本申请实施例并不予以限制。

在一具体实施例中，第一磁体31为长条形，第二磁体32为长条形。第一磁体31和/或第二磁体32若为电磁铁，则铁芯为长条形，线圈缠绕在铁芯上。

在一实施例中，请参见图1，补张拉设备包括套设于预应力筋100外的保护套50。保护套50不仅能够避免预应力筋100受环境中液体的影响，在驱动机构30包括第一磁体31和第二磁体32时，保护套50还能避免预应力筋100影响第一磁体31和/或第二磁体32的磁场。

可以理解的是，保护套50套设于预应力筋100外，保护套50与预应力筋100之间存在一定间隙，保护套50不会干涉预应力筋100被拉长。

在一实施例中，请参见图1和图3，补张拉设备包括多个沿预应力筋100的周向间隔分布的第一传感器60，第一传感器60为拉绳传感器，拉绳传感器60设置于缸体10和滑动板20其中之一上，缸体10和滑动板20其中另一与拉绳传感器的拉绳连接。如此设计，可以更为准确的测量滑动板20不同部分的位移量，从而更为准确的获取预应力筋100的伸长量，以便更准确的控制驱动机构30施力。设置多个第一传感器60，还起到备用的作用。

在一实施例中，第一传感器60位于容纳腔10a内。利用容纳腔10a保护第一传感器60不受损害。

在另一实施例中，请参见图1，第一传感器60的部分位于容纳腔10a外。

可以理解的是，拉绳传感器设置于缸体10和滑动板20其中之一上，缸体10和滑动板20其中另一与拉绳传感器的拉绳连接。也就是说，一实施例中，可以是拉绳传感器设置于缸体10上，则滑动板20与拉绳传感器的拉绳连接；另一实施例中，也可以是拉绳传感器设置于滑动板20上，则缸体10与拉绳传感器的拉绳连接。拉绳传感器用于获取滑动板20的位移量。由于滑动板20的位移量与预应力筋100的补张拉的增长量相等，而预应力筋100的补张拉的增长量与预应力筋100的补偿应力可以通过计算式换算得到，因此，利用拉绳传感器获取滑动板20的位移量即可获取预应力筋100的补偿应力。拉绳传感器具有测量精度高、量程丰富、使用寿命长等优点，采用拉绳传感器能够较为精确的获取滑动板20的位移量，拉绳传感器还具有安装、检测更为方便，能够在比较恶劣的环境中工作等优势。

在一具体实施例中，拉绳传感器位于缸体10朝向混凝土体200的端面上，拉绳传感器的拉绳可穿过缸体10的端面伸入容纳腔10a内，再与滑动板20连接。示例性的，缸体10由金属材料制作，拉绳传感器与缸体10可以焊接，再通过外接电路的形式实现测量过程中的供电以及信号的输出。

在一实施例中，补张拉设备包括第二传感器，第二传感器用于获取预应力筋100的损失应力。便于根据获取的损失应力，控制预应力筋100的补偿应力，将预应力筋100补张拉至张拉控制应力。第二传感器可以为拉绳传感器。

在一实施例中，请参见图1和图2，锁定机构40包括锁定件41、扣头42和固定部43，缸体10和滑动板20其中之一与扣头42活动连接，缸体10和滑动板20其中另一与固定部43固定连接。扣头42具有锁定状态和活动状态，锁定件41驱动扣头42在锁定状态和活动状态之间切换；扣头42处于锁定状态下，扣头42卡住固定部43以锁定滑动板20；扣头42处于活动状态下，扣头42释放固定部43。

锁定件41能够锁定扣头42以使扣头42处于锁定状态，锁定件41也能够解锁扣头42以使扣头42处于活动状态，通过锁定件41使得扣头42能在锁定状态和活动状态之间切换。在扣头42处于锁定状态下，扣头42卡住固定部43以锁定滑动板20，从而锁定预应力筋100；在需要补张拉预应力筋100的情况下，锁定件41解锁扣头42，也就是说，锁定件41不再将扣头42保持在锁定状态，扣头42处于活动状态，扣头42释放固定部43，此时，驱动机构30对滑动板20施力，使得滑动板20能够远离混凝土体200，以便补张拉预应力筋100；补张拉完成后，锁定件41保持扣头42处于锁定状态，扣头42卡住固定部43以锁定滑动板20，从而锁定预应力筋100。当需要再次补张拉预应力筋100时，重复上述操作。如此，能够多次补张拉预应力筋100。

需要说明的是，缸体10和滑动板20其中之一与扣头42活动连接，缸体10和滑动板20其中另一与固定部43固定连接；一实施例中，可以是缸体10与扣头42活动连接，则滑动板20与固定部43固定连接；另一实施例中，也可以是滑动板20与扣头42活动连接，则缸体10与固定部43固定连接。

需要说明的是，缸体10和滑动板20其中另一与固定部43固定连接可以是焊接也可以是一体成型。

在一实施例中，请参见图1和图2，扣头42的表面形成有第一齿部42a，固定部43的表面形成有第二齿部43a，扣头42处于锁定状态下，第一齿部42a和第二齿部43a啮合以锁定滑动板20。

也就是说，扣头42和固定部43相对的表面形成分别形成第一齿部42a和第二齿部43a，第一齿部42a和第二齿部43a对应设置。在需要补张拉预应力筋100的情况下，锁定件41解锁扣头42，扣头42处于活动状态下，第一齿部42a能够脱离第二齿部43a以释放固定部43，驱动机构30能够驱动滑动板20远离混凝土体200，实现预应力筋100的补张拉。补张拉完成后，锁定件41锁定扣头42以使扣头42处于锁定状态，第一齿部42a和第二齿部43a保持啮合以锁定滑动板20，从而锁定预应力筋100。当需要再次补张拉预应力筋100时，重复上述操作。

在一具体实施例中，缸体10与扣头42活动连接，则滑动板20与固定部43固定连接。第一齿部42a具有多个第一齿，多个第一齿沿预应力筋100的长度方向间隔分布。第二齿部43a具有至少一个第二齿。也就是说，第二齿部43a可以只有一个第二齿，第二齿部43a也可以具有多个第二齿。第二齿部43a具有多个第二齿时，多个第二齿沿预应力筋100的长度方向间隔分布。如此，多个第一齿和多个第二齿啮合，扣头42能够更加可靠、稳固地卡住固定部43，从而更加可靠地锁定滑动板20。

在另一具体实施例中，滑动板20与扣头42活动连接，则缸体10与固定部43固定连接。第一齿部42a具有至少一个第一齿。也就是说，第一齿部42a可以只有一个第一齿，第一齿部42a也可以具有多个第一齿。第一齿部42a具有多个第一齿时，多个第一齿沿预应力筋100的长度方向间隔分布。第二齿部43a具有多个第二齿，多个第二齿沿预应力筋100的长度方向间隔分布。

可以理解的是，在锁定件41解锁扣头42，扣头42处于活动状态下，第一齿部42a和第二齿部43a可能仍然处于啮合状态。以缸体10与扣头42活动连接，则滑动板20与固定部43固定连接为例，在滑动板20远离混凝土体200的过程中，第二齿部43a与第一齿部42a发生相对运动，第二齿部43a的第二齿逐渐脱离第一齿部42a的当前齿槽，第二齿部43a的第二齿的齿顶逐渐靠近第一齿部42a的第一齿的齿顶的过程中，扣头42与固定部43之间的距离逐渐增加，直至第二齿部43a的齿顶第二齿的齿顶越过第一齿部42a的第一齿的齿顶，滑动板20继续远离混凝土体200，第二齿部43a的第二齿的齿顶由第一齿部42a的第一齿的齿顶运动至第一齿部42a的下一个齿槽的过程中，扣头42与固定部43之间的距离逐渐减小，如此，扣头42能够反复地靠近或远离固定部43，因此，在扣头42处于活动状态下，第一齿部42a和第二齿部43a可能仍然处于啮合状态，但是第二齿部43a与第一齿部42a发生相对运动过程中，由于扣头42处于活动状态，扣头42与固定部43之间的距离能够增大或缩小，第一齿部42a和第二齿部43a不能保持稳定、持久地啮合状态，因此，第一齿部42a和第二齿部43a不会干涉滑动板20远离混凝土体200。

具体的，扣头42能够沿预应力筋100的径向运动，扣头42在预应力筋100的径向上具有锁定位置。锁定位置是指扣头42与固定部43锁定的状态下，扣头42所处的位置。扣头42处于锁定状态下，锁定件41保持扣头42位于锁定位置；扣头42处于活动状态下，扣头42能够沿预应力筋100的径向运动以避让锁定位置，因此，第一齿部42a和第二齿部43a不会干涉滑动板20远离混凝土体200。

在组装过程中，作业人员可以施力使扣头42避让锁定位置，如此，避免第一齿部42a和第二齿部43a干涉滑动板20通过容纳腔10a的开口进入容纳腔10a内。

在一实施例中，请参见图2，补张拉设备包括弹性件70，弹性件70驱动扣头42靠近固定部43。如此，弹性件70驱使第一齿部42a靠近第二齿部43a。

第一齿部42a和第二齿部43a若错位脱齿，则可能无法啮合或啮合效果较差，影响扣头42锁定滑动板20。采用弹性件70驱使第一齿部42a靠近第二齿部43a，弹性件70提供的弹性力，驱使第一齿部42a靠近第二齿部43a，第一齿部42a能够大致贴合第二齿部43a运动，避免第一齿部42a和第二齿部43a错位脱齿。此外，在锁定件41解锁扣头42，扣头42处于活动状态下，驱动机构30若未施力驱动滑动板20远离混凝土体200，第一齿部42a和第二齿部43a在弹性件70的作用下仍然能够啮合，避免驱动机构30未施力的情况下，预应力筋100带动滑动板20回缩。

可以理解的是，由于弹性件70提供的为弹性力，就算第一齿部42a与第二齿部43a处于啮合状态，扣头42处于活动状态下，滑动板20能够远离混凝土体200。

在一实施例中，请参见图1和图2，缸体10的侧壁与扣头42枢接或弹性连接，扣头42能够沿预应力筋100的径向运动，固定部43与滑动板20的侧端固定连接。

具体的，扣头42在摆动方向或振动方向上具有锁定位置。如此设计，锁定件41解锁扣头42，扣头42处于活动状态下，扣头42能够沿预应力筋100的径向摆动或振动，以避让锁定位置，如此，扣头42不会影响滑动板20远离混凝土体200。

在一具体实施例中，请参见图1和图2，缸体10的侧壁与扣头42枢接，扣头42能够沿预应力筋100的径向摆动，扣头42在摆动方向上具有锁定位置，固定部43与滑动板20的侧端固定连接，扣头42的表面形成有第一齿部42a，固定部43的表面形成有第二齿部43a。示例性的，弹性件70可以为压簧，弹性件70位于扣头42靠近缸体10的侧壁的一侧。扣头42朝容纳腔10a的侧壁摆动以避让锁定位置，弹性件70处于压缩状态，弹性件70的恢复压缩弹性形变驱使扣头42远离容纳腔10a的侧壁摆动，以使扣头42上的第一齿部42a靠近固定部43上的第二齿部43a。示例性的，弹性件70可以为拉簧，弹性件50位于扣头42靠近滑动板20的一侧。扣头42朝容纳腔10a的侧壁摆动以避让锁定位置，弹性件70处于拉伸状态，弹性件70恢复拉伸弹性形变驱使扣头42远离容纳腔10a的侧壁摆动，以使扣头42上的第一齿部42a靠近固定部43上的第二齿部43a。

在另一具体实施例中，扣头42与缸体10的侧壁通过弹性连接件弹性连接，扣头42能够沿预应力筋100的径向振动，扣头42在振动方向上具有锁定位置，固定部43与滑动板20的侧端固定连接，扣头42的表面形成有第一齿部42a，固定部43的表面形成有第二齿部43a。示例性的，弹性连接件可以为压簧，弹性连接件位于扣头42靠近缸体10的侧壁的一侧。扣头42朝容纳腔10a的侧壁运动以避让锁定位置，弹性连接件处于压缩状态，弹性连接件恢复压缩弹性形变驱使扣头42远离容纳腔10a的侧壁，扣头42在弹性连接件的作用下运动至锁定位置。示例性的，弹性连接件可以为拉簧，弹性连接件位于扣头42靠近滑动板20的一侧。扣头42朝容纳腔10a的侧壁运动以避让锁定位置，弹性连接件处于拉伸状态，弹性连接件恢复拉伸弹性形变驱使扣头42远离容纳腔10a的侧壁，扣头42在弹性连接件的作用下运动至锁定位置。

在一实施例中，请参见图1和图2，锁定件41包括螺栓411，缸体10的侧壁形成有螺纹孔，螺栓411穿过螺纹孔伸入容纳腔10a内，螺栓411沿预应力筋100的径向运动，以驱动扣头42在锁定状态和活动状态之间切换。

扣头42与缸体10的侧壁枢接或弹性连接，正向转动螺栓411使得螺栓411的一端靠近扣头42，螺栓411可以驱动扣头42沿预应力筋100的径向运动，由于螺栓411与缸体10的侧壁螺纹连接，螺栓411与滑动板20的侧端共同限制扣头42沿预应力筋100的径向运动，螺栓411驱动扣头42处于锁定状态，换句话说，螺栓411能够保持扣头42位于锁定位置。在需要补张拉预应力筋100时，反向转动螺栓411远离扣头42，以便解锁扣头42，此时，螺栓411与滑动板20的侧端之间存在活动空间，扣头42处于活动状态，扣头42能够沿预应力筋100的径向运动，也就是说，扣头42能够沿预应力筋100的径向运动以避让锁定位置。具体的，在扣头42处于锁定状态的状态下，螺栓411的一端与扣头42抵接。

需要说明的是，螺栓411的正向和反向为两个相反的方向，例如，正向可以为顺时针方向，则反向为逆时针方向；正向可以为逆时针方向，则反向为顺时针方向。

在另一具体实施例中，扣头42可以与滑动板20枢接，扣头42能够沿预应力筋100的径向摆动，扣头42在摆动方向上具有锁定位置，固定部43与缸体10的侧壁固定连接，扣头42的表面形成有第一齿部42a，固定部43的表面形成有第二齿部43a。示例性的，弹性件70可以拉簧，弹性件70位于扣头42靠近缸体10的侧壁的一侧。扣头42朝滑动板20的侧端摆动以避让锁定位置，弹性件70处于拉伸状态，弹性件70的恢复拉伸弹性形变驱使扣头42远离滑动板20的侧端摆动，以使扣头42上的第一齿部42a靠近固定部43上的第二齿部43a。示例性的，弹性件70可以压簧，弹性件70位于扣头42靠近滑动板20的一侧。扣头42朝滑动板20的侧端摆动以避让锁定位置，弹性件70处于压缩状态，弹性件70恢复压缩弹性形变驱使扣头42远离滑动板20的侧端摆动，以使扣头42上的第一齿部42a靠近固定部43上的第二齿部43a。

在另一具体实施例中，扣头42与滑动板20的侧端通过弹性连接件弹性连接，扣头42能够沿预应力筋100的径向振动，扣头42在振动方向上具有锁定位置，固定部43与容纳腔10a的侧壁固定连接，扣头42的表面形成有第一齿部42a，固定部43的表面形成有第二齿部43a。示例性的，弹性连接件可以拉簧，弹性连接件位于扣头42靠近缸体10的侧壁的一侧。扣头42朝滑动板20的侧端运动以避让锁定位置，弹性连接件处于拉伸状态，弹性连接件的恢复拉伸弹性形变驱使扣头42远离滑动板20的侧端，扣头42在弹性连接件的作用下运动至锁定位置。示例性的，弹性连接件可以压簧，弹性连接件位于扣头42靠近滑动板20的一侧。扣头42朝滑动板20的侧端运动以避让锁定位置，弹性连接件处于压缩状态，弹性连接件恢复压缩弹性形变驱使扣头42远离滑动板20的侧端，扣头42在弹性连接件的作用下运动至锁定位置。

在一具体实施例中，扣头42与滑动板20的侧端枢接或弹性连接，锁定件41包括滑动杆、施力杆和销轴，滑动板20形成有沿预应力筋100径向延伸的滑动通道和沿预应力筋100长度方向延伸的第一销孔，滑动通道和第一销孔连通，滑动杆形成有第二销孔，滑动杆在滑动通道内滑动以驱动扣头42沿预应力筋100径向运动，施力杆与滑动杆连接，且施力杆沿预应力筋100的长度方向设置，在扣头42处于锁定状态下，销轴插入第一销孔和第二销孔内以将扣头42保持在锁定状态。

对施力杆施力以推动滑动杆沿预应力筋100径向滑动，滑动杆可以驱动扣头42沿预应力筋100的径向运动，扣头42沿预应力筋100的径向运动至锁定位置时，销轴插入第一销孔和第二销孔内以将扣头42保持在锁定位置，此时扣头42处于锁定状态。在需要补张拉预应力筋100时，将销轴抽离第一销孔和第二销孔，以便解锁扣头42，此时，滑动杆可以沿预应力筋100的径向滑动，扣头42处于活动状态，扣头42能够沿预应力筋100的径向运动，也就是说，扣头42能够沿预应力筋100的径向运动以避让锁定位置。

具体的，滑动杆和施力杆大致呈L形或T形，滑动杆可以与扣头42连接。例如，滑动杆可以与扣头42螺纹连接、卡接或焊接等等。滑动杆也可以与扣头42分立，在锁定杆保持扣头42处于锁定状态下，锁定杆可以与扣头42抵接。

在一实施例中，请参见图1和图2，补张拉设备包括与容纳腔10a连通的开口槽90，开口槽90形成于容纳腔10a的侧壁或滑动板20的侧端上，扣头42的至少部分位于开口槽90内。将扣头42的至少部分容设于开口槽90内，使得扣头42具有运动空间，扣头42能够在开口槽90内沿预应力筋100的径向运动。

在一具体实施例中，请参见图1和图2，开口槽90形成于缸体10的侧壁，扣头42与缸体10的侧壁枢接或弹性连接。在另一具体实施例中，开口槽90形成于滑动板20的侧端，扣头42与滑动板20的侧端枢接或弹性连接。

示例性的，扣头42远离混凝土体200的一端与滑动板20的侧端或缸体10的侧壁枢接，开口槽90的截面可以呈楔形，即，开口槽90靠近混凝土体200的部分的截面积大于开口槽90远离混凝土体200的部分的截面积，如此，便于扣头42在开口槽90内沿预应力筋100的径向摆动。

在一实施例中，请参见图1和图3，扣头42的数量和锁定件41的数量均为多个，扣头42和锁定件41一一对应设置，多个扣头42和多个锁定件41均沿预应力筋100的周向间隔分布。如此设计，能够更加可靠、稳固地锁定滑动板20。

进一步地，多个扣头42和多个锁定件41均沿预应力筋100的周向间隔均匀分布。

在一实施例中，请参见图3，第一传感器60为拉绳传感器，第一传感器60和扣头42一一对应设置，且扣头42和第二磁体32一一对应设置。利用第一传感器60较为精确的测量滑动板20对应部分的位移量，从而便于更为准确的控制第一磁体31和第二磁体32之间的作用力，进一步减少由于预应力筋100与管道壁摩擦、管道偏差、锚具80变形等因素引起的预应力损失。

在一实施例中，请参见图1，可以在预应力筋100的两端分别设置补张拉设备。如此，能够对预应力筋100的两端分别进行补张拉，从而更好地补偿预应力损失。

需要说明的是，预应力筋100的数量可以为多个，每个预应力筋100的两端分别设置补张拉设备，因此，补张拉设备的数量可以是预应力筋100的数量的两倍。

可以理解的是，补张拉设备可以采用高强度材料制作，例如高强度金属，避免补张拉设备变形。

本申请实施例提供的补张拉设备可以用于既有预应力混凝土结构。示例性的，可以将补张拉设备固定至既有预应力混凝土结构上，例如利用螺栓411或铆钉将补张拉设备固定至既有预应力混凝土结构的混凝土体200上，既有预应力混凝土结构的预应力筋100穿过缸体10和滑动板20，滑动板20与既有预应力混凝土结构的预应力筋100连接。待既有预应力混凝土结构的预应力筋100的存在预应力损失，需要补张拉预应力筋100时，可以利用本申请实施例提供的补张拉设备补张拉既有预应力混凝土结构的预应力筋100。

需要说明的是，本申请实施例提供的补张拉设备尤其适用于后张法预应力混凝土结构。

本申请实施例提供的补张拉设备也可以用于现浇预应力混凝土结构。示例性的，可以将缸体10与钢筋骨架焊接；钢筋骨架上设置有管道，预应力筋100依次穿过管道、缸体10和滑动板20，预应力筋100与滑动板20连接；在钢筋骨架上设置预应力混凝土结构的模板，浇筑混凝土形成混凝土体200；张拉预应力筋100以形成预应力混凝土结构。具体的，可以待混凝土体200的弹性模量和强度达到设计值的90％以上时，张拉预应力筋100以形成预应力混凝土结构。进一步地，可以采用超张拉法张拉预应力筋100以形成预应力混凝土结构。示例性的，可以先张拉至1.03倍张拉控制应力，持续2min(分钟)，然后退回至1.0倍张拉控制应力。由于松弛损失会随着时间的延续而增加，但在第一分钟内完成损失量的50％，24小时内则完成损失量的80％，因此，采用超张拉法张拉预应力筋100可以减少50％以上的松弛应力，提高施工安全保障。优选地，可以在预应力筋100的两端对称张拉。由于预应力混凝土结构在混凝土浇筑完成后的6个月内收缩以及徐变变化较大，在混凝土浇筑完成后的6个月后收缩以及徐变的变化趋于稳定，因此，对于现浇预应力混凝土结构，可以在混凝土浇筑完成的6个月至12个月内，进行补张拉，以减小预应力损失。如此，可以在补张拉完成后，管道内填充混凝土或其他物质以防止预应力筋100腐蚀。

具体的，在施工中要严格按设计要求进行两端对称张拉，施加应力均匀缓慢，两侧同步施力。如此，可以进一步减小应力损失。管道可以为波纹管。

本申请实施例的预应力混凝土结构可以用于桥梁工程，尤其适用于预应力混凝土梁式桥，例如简支变连续桥。本申请实施例提供的补张拉设备尤其适用于压应力混凝土结构中预应力短束的张拉，例如简支变连续桥中简支变连续位置处的顶板束。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不仅限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种用于预应力混凝土结构的补张拉设备，其特征在于，包括：

缸体，所述缸体形成有容纳腔；

滑动板，位于所述容纳腔内，所述预应力混凝土结构的预应力筋穿过所述缸体和所述滑动板，所述预应力筋与所述滑动板连接；

驱动机构，所述驱动机构能够驱动所述滑动板远离所述预应力混凝土结构的混凝土体，以张拉所述预应力筋；以及

锁定机构，所述锁定机构能够锁定所述滑动板。

2.根据权利要求1所述的补张拉设备，其特征在于，所述驱动机构包括：

第一磁体，位于所述容纳腔内，所述第一磁体与所述缸体连接；以及

第二磁体，位于所述容纳腔内，所述第二磁体与所述滑动板连接，所述第一磁体和所述第二磁体之间的作用力驱动所述滑动板远离所述混凝土体。

3.根据权利要求2所述的补张拉设备，其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体中的至少一个为电磁铁；

和/或，所述第一磁体和所述第二磁体均为多个，多个所述第一磁体和多个所述第二磁体均沿所述预应力筋的周向间隔分布，所述第一磁体和所述第二磁体一一对应设置。

4.根据权利要求2所述的补张拉设备，其特征在于，所述第二磁体位于所述滑动板靠近所述混凝土体的一侧，所述第一磁体位于所述第二磁体靠近所述混凝土体的一侧，所述第一磁体和所述第二磁体产生排斥力；

或，所述第二磁体位于所述滑动板远离所述混凝土体的一侧，所述第一磁体位于所述第二磁体远离所述混凝土体的一侧，所述第一磁体和所述第二磁体产生吸引力。

5.根据权利要求1所述的补张拉设备，其特征在于，所述补张拉设备包括套设于所述预应力筋外的保护套。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的补张拉设备，其特征在于，所述补张拉设备包括多个沿所述预应力筋的周向间隔分布的第一传感器，所述第一传感器为拉绳传感器，所述拉绳传感器设置于所述缸体和所述滑动板其中之一上，所述缸体和所述滑动板其中另一与所述拉绳传感器的拉绳连接。

7.根据权利要求1～5任意一项所述的补张拉设备，其特征在于，所述补张拉设备包括第二传感器，所述第二传感器用于获取所述预应力筋的损失应力。

8.根据权利要求1～5任意一项所述的补张拉设备，其特征在于，所述锁定机构包括锁定件、扣头和固定部，所述缸体和所述滑动板其中之一与所述扣头活动连接，所述缸体和所述滑动板其中另一与所述固定部固定连接，所述扣头具有锁定状态和活动状态，所述锁定件驱动所述扣头在所述锁定状态和所述活动状态之间切换；

所述扣头处于所述锁定状态下，所述扣头卡住所述固定部以锁定所述滑动板；所述扣头处于所述活动状态下，所述扣头释放所述固定部。

9.根据权利要求8所述的补张拉设备，其特征在于，所述扣头的表面形成有第一齿部，所述固定部的表面形成有第二齿部，所述扣头处于所述锁定状态下，所述第一齿部和所述第二齿部啮合以锁定所述滑动板。

10.根据权利要求9所述的补张拉设备，其特征在于，所述补张拉设备包括弹性件，所述弹性件驱动所述扣头靠近所述固定部。

11.根据权利要求8所述的补张拉设备，其特征在于，所述缸体的侧壁与所述扣头枢接或弹性连接，所述扣头能够沿所述预应力筋的径向运动，所述固定部与所述滑动板的侧端固定连接。

12.根据权利要求11所述的补张拉设备，其特征在于，所述锁定件包括螺栓，所述缸体的侧壁形成有螺纹孔，所述螺栓穿过所述螺纹孔伸入所述容纳腔内，所述螺栓沿所述预应力筋的径向运动，以驱动所述扣头在锁定状态和活动状态之间切换。

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