CN114439002A - 预应力构件的张拉工具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种预应力构件的张拉工具，预应力构件包括预应力筋以及穿套在预应力筋上的锁紧件和支撑座，张拉工具包括具有中心孔的液压缸、中空的底壳、锁紧套以及连接件，液压缸包括缸体和活塞，活塞具有缩回缸体的初始位置和伸出缸体的张拉位置；底壳的底部具有供预应力筋和锁紧件通过的穿孔，顶部与缸体连接，使得其内部空腔与中心孔连通；锁紧套的底部支撑于底壳，并且内部具有对接穿孔且截面形状与锁紧件相适应的滑移通道；连接件第一端部穿入中心孔，具有用于连接预应力筋的内螺纹，第二端部位于中心孔外，设置有与活塞相抵的限位部。该方案相对于现有技术，连接件通过内螺纹与预应力筋连接，以使液压缸稳定的张拉预应力筋。

Description

预应力构件的张拉工具

技术领域

本申请属于岩土工程锚固支护技术领域，尤其涉及一种预应力构件的张拉工具。

背景技术

在地下工程、矿上巷道、铁路隧道及边坡防护施工过程中，为了防止地测变形、坍塌、失稳而需要对地层进行加固，主要的措施为在地层上埋设含涨壳式锚固头的锚杆，利用锚杆的拉力以及与锚杆一体化的混泥土注浆体对地层进行加固，使地层形成整体性结构，从而达到控制其变形的目的。

为了对锚杆进行张拉，如公开号为CN208604595U中国专利文献公开了一种预应力锚杆张拉装置，包括张拉缸以及延长杆，延长杆通过螺纹套筒与预应力锚杆连接，延长杆另一端与张拉缸连接。

其中，张拉缸中活塞杆的中部设有孔，外锥形螺纹套筒螺纹安装于活塞杆的孔内，延长杆置于外锥形螺纹套筒内时，通过内锥形夹片压紧在外锥形螺纹套筒与延长杆之间，以将延长杆与活塞杆进行固定。

上述结构虽然能够将锚杆与张拉缸进行连接，但是锥形夹片与延长杆之间的摩擦力较小时，张拉缸容易拉脱延长杆。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本申请提供的一种预应力构件的张拉工具，所述预应力构件包括预应力筋以及穿套在所述预应力筋上的锁紧件和支撑座，所述张拉工具包括：

具有中心孔的液压缸，所述液压缸包括缸体和活塞，所述活塞具有缩回缸体的初始位置和伸出缸体的张拉位置；

中空的底壳，所述底壳的底部具有供所述预应力筋和锁紧件通过的穿孔，顶部与所述缸体连接，使得其内部空腔与中心孔连通；

锁紧套，所述锁紧套的底部支撑于所述底壳，并且具有对接所述穿孔且截面形状与所述锁紧件相适应的滑移通道；

连接件，所述连接件沿活塞伸缩方向具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部穿入所述中心孔，用于连接所述预应力筋，第二端部位于所述中心孔外，设置有与所述活塞相抵的限位部。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述连接件为中空的筒状结构，其第一端部的内壁设置有用于连接所述预应力筋的内螺纹，第二端部扩粗形成所述限位部。

可选的，所述限位部具有沿周向布置的防滑齿。

可选的，所述限位部贴靠活塞的侧面设置有伸入所述中心孔的内塞。

可选的，在活塞的初始位置，所述第一端部伸入所述滑移通道内。

可选的，所述锁紧套的顶部延伸至所述中心孔内。

可选的，所述锁紧套的外壁具有所述缸体配合的第一限位面。

可选的，所述张拉装置包括用于驱使所述锁紧套和锁紧件同步旋转的扳手，所述扳手包括穿套在锁紧套上的环状部以及伸出所述底壳的操作部。

可选的，所述锁紧套的外壁设置有齿圈，所述环状部的内侧设置有与所述齿圈啮合的棘齿以及作用于所述棘齿的第一弹性件。

可选的，所述底壳的内壁嵌装有与齿圈相啮合的止逆齿以及作用于所述止逆齿的第二弹性件。

本申请中的预应力构件的张拉工具，连接件通过内螺纹与预应力筋连接，以使液压缸稳定的张拉预应力筋；

底壳、油缸以及扳手等部件合而为一，以起到张拉工具安装便捷，能够快速实现预应力轴向张拉并锁紧，在预应力操作过程中不仅大大缩短操作时间及操作空间，而且能够统一标准化快速有效施加预应力，为预应力施工提供了一种便捷高效的张拉工具。

附图说明

图1为本申请提供的一实施例锚杆与张拉工具的结构示意图；

图2为图1中锚杆与张拉工具的分解结构示意图；

图3为图1中锚杆与张拉工具部分结构剖视图；

图4为图2中底壳的结构示意图；

图5为图2中锁紧件的结构示意图；

图6为图2中锁紧件另一视角的结构示意图；

图7为图2中连接件的结构示意图；

图8为图2中扳手的结构示意图；

图9为图3中扳手与锁紧件配合的结构示意图；

图10位图3中底壳与锁紧件配合的结构示意图。

图中附图标记说明如下：

10、预应力构件；11、预应力筋；12、锁紧件；13、支撑座；14、球垫；

20、液压缸；21、缸体；22、活塞；23、中心孔；

30、底壳；31、穿孔；32、避让槽；34、第二限位面；

40、连接件；41、第一端部；42、第二端部；43、内螺纹；44、限位部；441、防滑齿；442、内塞；

50、锁紧套；51、滑移通道；52、第一限位面；53、引导部分；531、缩径段；54、齿圈；541、卡齿；542、引导面；543、止回面；

60、扳手；61、环状部；611、安装槽；612、棘齿；613、第一弹性件；62、操作部；

70、止逆齿。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图2所示，预应力构件10包括预应力筋11以及穿套在预应力筋11上的锁紧件12和支撑座13。

预应力筋11呈杆状，可以是中空结构，亦可以是实心结构；支撑座13具有供预应力筋11穿过的连接孔；锁紧件12与预应力筋11之间的位置能够相对固定、并能够与支撑座13相贴靠。例如图中，预应力构件10为锚杆，以下各实施例以锚杆为例进行阐述。其中，预应力筋11的外表面设有外螺纹；锁紧件12为能够螺接在预应力筋11的螺母。

预应力构件10还包括球垫15，球垫15呈球缺状；球垫15具有供预应力筋11穿过的通孔；球垫15套在预应力筋11的外侧时，球垫15的弧形面与支撑座13上的连接孔内壁相贴靠，平面与锁紧件12相抵靠。

为了实现对预应力构件10进行张拉，如图1至图3所示，本申请提供一种张拉工具，包括：

具有中心孔23的液压缸20，液压缸20包括缸体21和活塞22，活塞22具有缩回缸体21的初始位置和伸出缸体21的张拉位置；

中空的底壳30，底壳30的底部具有供预应力筋11和锁紧件12通过的穿孔31，顶部与缸体21连接，使得其内部空腔与中心孔23连通；

锁紧套50，锁紧套50的底部支撑于底壳30，并且内部具有对接穿孔31且截面形状与锁紧件12相适应的滑移通道51；

连接件40，连接件40沿活塞22伸缩方向具有相对的第一端部41和第二端部42，第一端部41穿入中心孔23，具有用于连接预应力筋11的内螺纹43，第二端部42位于中心孔23外，设置有与活塞22相抵的限位部44。

底壳40套设于预应力筋11和锁紧件12的外侧，并与支撑座13或球垫14相抵靠，连接件40与预应力筋11之间螺纹连接；活塞22由初始位置切换至对应的张拉位置后，通过锁紧套50带动锁紧件12转动，以使锁紧件12旋紧在预应力筋11上。

中心孔23轴向贯通液压缸20，即中心孔23穿过缸体21和活塞22，并沿活塞22的运动方向延伸。活塞22的初始位置与张拉位置是一个相对的概念，并没有严格的位置限定。例如：张拉工具在对预应力构件10张拉前，活塞22的位置为初始位置；活塞22相对于初始位置伸出缸体21时、对预应力筋11张拉到位的位置为张拉位置。

底壳30的结构呈筒状；底壳30具有相对的顶部与底部，顶部为朝向缸体21的一侧，底部为朝向支撑座13的一侧。

锁紧套50能够将外部作用力传递至锁紧件12，以能够驱使锁紧件12转动。预应力构件10在张拉的过程或转动锁紧件12的过程，都会使锁紧件12沿滑移通道51的延伸方向运动，避免发生锁紧件12与锁紧套50脱离。例如图中，滑移通道51的横截面为等边六边形。

连接件40直接将预应力筋11与活塞22连接，无其它连接部件，以能简化张拉工具的结构。连接件40与预应力筋11螺纹连接，能够加强与预应力筋11之间的连接强度。

在底壳30的具体结构上，参考附图4所示的实例中，底壳30顶部呈开放设置、并与缸体21对接；底壳30具有第二限位面34，缸体21的局部伸入到底壳30内、并与第二限位面34配合，并通过螺钉等方式固定与底壳30固定。其中，缸体21的内壁呈阶梯设置，以形成朝向顶部的第二限位面34；缸体21底部的内壁支撑锁紧套50。

在锁紧套50的具体结构上，参考附图3、附图5及附图6所示的实例中，锁紧套50的顶部延伸至中心孔23的内部，以能够增加滑移通道51的行程，并能够降低锁紧套50占用底壳30的内部空间，以使整个张拉装置的结构更加紧凑。锁紧套50的外壁具有缸体21配合的第一限位面52，以能够将锁紧套50限制在底壳30内。其中，第一限位面52临近或贴靠于缸体21。

其中，锁紧套50伸入至中心孔23的部分为引导部分53。引导部分53与中心孔23间隙配合，以能够对锁紧套50的径向位置进行限制，并能够对锁紧套50的轴向进行导向。引导部分53具有缩径段531，以能够引导锁紧套50进入到中心孔23内。缩径段531位于引导段53的端部；缩径段531的外径小于引导部分53的其它结构的外径，并与引导部分53的其它结构衔接处具有台阶。

在连接件40的具体设置上，参考附图3及附图7所示的实例中，连接件40为中空的呈筒状结构，并在空间上具有一轴线，该轴线与底壳30的轴线重合。连接件40的第一端部41的内壁设置有内螺纹43，第二端部42扩粗形成限位部44(例如盘状)。在活塞22的初始位置，第一端部41伸入滑移通道51内，以使第一端部41避让锁紧套50，进一步使张拉工具的结构紧凑。其中，连接件40的内部轴向贯通，以能够适应伸入至连接件40内的预应力筋11的不同长度。

在限位部44的结构上，在本实施例中，限位部44具有沿周向布置的防滑齿441，操作者可以通过手动或外部工具与防滑齿441配合，以便于对连接件40径向操作。限位部44贴靠活塞22的侧面设置有伸入中心孔23的内塞442，内塞442的周缘与中心孔23的内壁相贴合，以实现对连接件40与活塞22之间的径向位置定位。

在本实施例中，如图8至图9所示，张拉工具还包括用于驱使锁紧套50和锁紧件12同步旋转的扳手60，扳手60包括穿套在锁紧套50上的环状部61以及伸出底壳30的操作部62。通过扳动操作部62能够通过环状部61带动锁紧套50以及锁紧件12同步运动。

操作部62呈杆状，杆状的轴向一端与环状部61的外周连接，另一端延伸出底壳30外侧。其中，底壳30具有供操作部62穿过的避让槽32，避让槽32沿底壳30的周向的两侧可以限位操作部62的旋转角度。

环状部61大致呈圆环状；环状部61的转动轴线与锁紧套50的转动轴线同轴设置。在环状部61与锁紧套50的配合上，例如：锁紧套50的外壁设置有齿圈54，环状部61的内侧设置有与齿圈54啮合的棘齿612以及作用于棘齿612的第一弹性件613。

棘齿612呈板状设置，并具有相对的转动端以及配合端。环状部61的内壁具有安装槽611，安装槽611其中一侧壁与环状部61的径向呈倾斜设置；棘齿612的转动端通过转轴等方式转动安装于安装槽611底部，第一弹性件613(例如压簧)的一端抵压在棘齿612的配合端与安装槽611的底壁之间，棘齿612与安装槽611倾斜的侧壁相贴合，且配合端伸出安装槽611并与齿圈54相配合。

在齿圈54的具体结构上，如图5及图6所示，齿圈54位于底壳30内，并与锁紧套50的侧壁的衔接处形成第一限位面52；沿锁紧套50周向，齿圈54包括多个卡齿541，卡齿541的两侧分别为引导面542和止回面543，引导面542和止回面543相交以形成齿尖。环状部61正向转动的过程中，棘齿612能够越过引导面542；环状部61反向转动时，棘齿612受阻于止回面543。其中，环状部61反向转动对应锁紧件12旋紧的方向。

在本实施例中，如图10所示，底壳30的内壁嵌装有与齿圈54相啮合的止逆齿70以及作用于止逆齿70的第二弹性件。底壳30的内壁开设有放置槽，放置槽活动嵌装止逆齿70，止逆齿70与放置槽的底壁之间抵压有第二弹性件71(例如压簧)。锁紧套50正向转动的过程中，止逆齿70能够越过引导面542；锁紧套50反向转动时，止逆齿70受阻于止回面543。其中，止逆齿70与棘齿612沿锁紧套50的轴向依次设置。

下面阐述张拉工具对预应力构件10张拉的具体过程；

将底壳30套在预应力筋11，直至底壳30与支撑座13或球垫14相抵靠，此时锁紧件12位于底壳30内；

连接件40的第一端部41伸入至中心孔23，并螺接在预应力筋11外侧，并将连接件40与预应力筋11之间旋紧；

液压缸20的活塞22顶升，活塞22通过连接件40对预应力筋11张拉；

反向扳动操作部62，环状部61上的棘齿612受阻于锁紧套50上的止回面543，以带动锁紧套50转动，锁紧套50最终带动锁紧件12旋紧。

其中，反向扳动扳手60转动至极限位置时，可能锁紧件12未旋转到位。此时可正向扳动操作部62，环状部61上的棘齿612越过引导面542，直至环形部61能够反向转动，然后反向扳动操作部62；重复该步骤，直至锁紧件12旋转到位。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.预应力构件的张拉工具，所述预应力构件包括预应力筋以及穿套在所述预应力筋上的锁紧件和支撑座，其特征在于，所述张拉工具包括：

具有中心孔的液压缸，所述液压缸包括缸体和活塞，所述活塞具有缩回缸体的初始位置和伸出缸体的张拉位置；

中空的底壳，所述底壳的底部具有供所述预应力筋和锁紧件通过的穿孔，顶部与所述缸体连接，使得其内部空腔与中心孔连通；

锁紧套，所述锁紧套的底部支撑于所述底壳，并且具有对接所述穿孔且截面形状与所述锁紧件相适应的滑移通道；

连接件，所述连接件沿活塞伸缩方向具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部穿入所述中心孔，具有用于连接所述预应力筋的内螺纹，第二端部位于所述中心孔外，设置有与所述活塞相抵的限位部。

2.根据权利要求1所述的预应力构件的张拉工具，其特征在于，所述连接件为中空的筒状结构，其第一端部的内壁设置所述内螺纹，第二端部扩粗形成所述限位部。

3.根据权利要求2所述的预应力构件的张拉工具，其特征在于，所述限位部具有沿周向布置的防滑齿。

4.根据权利要求2所述的预应力构件的张拉工具，其特征在于，所述限位部贴靠活塞的侧面设置有伸入所述中心孔的内塞。

5.根据权利要求1所述的预应力构件的张拉工具，其特征在于，在活塞的初始位置，所述第一端部伸入所述滑移通道内。

6.根据权利要求1或5所述的预应力构件的张拉工具，其特征在于，所述锁紧套的顶部延伸至所述中心孔内。

7.根据权利要求6所述的预应力构件的张拉工具，其特征在于，所述锁紧套的外壁具有所述缸体配合的第一限位面。

8.根据权利要求1所述的预应力构件的张拉工具，其特征在于，所述张拉装置包括用于驱使所述锁紧套和锁紧件同步旋转的扳手，所述扳手包括穿套在锁紧套上的环状部以及伸出所述底壳的操作部。

9.根据权利要求8所述的预应力构件的张拉工具，其特征在于，所述锁紧套的外壁设置有齿圈，所述环状部的内侧设置有与所述齿圈啮合的棘齿以及作用于所述棘齿的第一弹性件。

10.根据权利要求8所述的预应力构件的张拉工具，其特征在于，所述底壳的内壁嵌装有与齿圈相啮合的止逆齿以及作用于所述止逆齿的第二弹性件。

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