CN211472216U - 一种应力低损失、低回缩、自锁定锚具 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种应力低损失、低回缩、自锁定锚具，包括锚板和布设在锚板外壁的限位板；所述锚板开设有多个内锥孔，所述内锥孔呈规则布设，所述内锥孔内配设分瓣式锥形夹片，分瓣式锥形夹片至少包括两个爪型锁片，所述分瓣式锥形夹片配设同步调节结构，所述同步调节结构同步推动或离开夹片便于钢绞线活动，所述穿心垫圈外侧配设跟进弹簧，并通过跟进弹簧压紧；还设有限位板，所述限位板压紧跟进弹簧以推动分瓣式锥形夹片于内锥孔，且所述限位板固定安装于锚板一侧。本实用新型提供了一种道路桥梁或铁路桥梁预应力钢绞线用的应力低损失，低回缩、自锁定的锚具。

Description

一种应力低损失、低回缩、自锁定锚具

技术领域

本实用新型涉及一种公路桥梁或铁路桥梁用锚具，具体是指一种应力低损失、低回缩、自锁定锚具。

背景技术

预应力混凝土装配式空心板桥是我国公路或铁路桥梁的一种主力桥型，在中小跨径公路桥梁中得到广泛应用。随着交通运输量的快速增长、车辆超限等诸多不利因素的影响，现有的空心板桥在安装时或维修时需要加固。现有常用的加固方式是体外预应力加固，通过在桥梁受拉区张拉体外预应力束来提高桥梁的承载能力，其基本原理是充分利用混凝土的抗压性能，通过体外预应力束对梁体施加预压力，以预压力产生的反弯矩抵消部分外荷载产生的内力，从而达到改善结构使用性能并提高其极限承载能力的目的。

体外预应力加固是否能实现预期的加固效果，与体外预应力的锚固密切相关，对于预应力混凝土装配式空心板桥，目前体外预应力加固的锚固结构及工艺为在空心板桥两侧两块边板的外侧壁混凝土中安装钢绞线等预应力束，然后安装一侧预应力锚具，随后安装另一侧锚具，张拉体外预应力束等。

现有工况中，还有一种即在桥墩上面的盖梁内预埋空心管道后穿钢绞线应力束，然后安装两端锚垫板(承载板)及预应力锚具，再进行张拉体外预应力束，继而锁定。预应力锚具下面的锚垫板通常采用铸铁件制作，沿板梁或盖梁竖向对称布置在两端，也称两头侧。

现有的锚固体系虽然安装及施工均较为快捷，但在安装施工中，仍存在以下问题：

第一、工程锚具在板梁或盖梁两端的锚具安装时很难一次性到位：锚具安装时各锚板孔内的夹持件，夹持件又称夹持片或锁片或夹片，其往往会出现一端安装到位而另一端出现退位，即在一侧钢绞线的同方向力的推动下另一侧夹片往锚具的锚孔外侧滑移或脱落，继而出现拉锯效应，使得工程锚具的安装尤为耗时耗力。

第二、锚具安装初始阶段锚板中各锚孔内的夹持片的初始夹持长度不均匀，各单根钢绞线承载值差异性较大：各独立单元的夹持片在安装初始阶段只能靠人为的借助榔头或扳手柄等工具将锁片砸入锚孔内，至于锁片砸入的深度全靠工人的主观感觉，而其锁片的前期砸入深度的不均匀则直接影响到该单元锁片后期的夹持力不均匀，从而导致其后期受力不同步，差异性较大。

第三、工程锚具张拉、锁定时其每一个锚具上都需要安装限位板，耗时耗力：预应力钢绞线张拉时必须在其工程锚具的上面，且在锚具与千斤顶之间安装一辅助工具——限位板，又因各厂家工程锚具设计参数不同，故其限位板往往很难做到通用、通配。因而，还需要耗时耗力选配、安装限位板。

第四、预应力束在张拉锁定中各钢绞线回缩时各单元夹持片跟进不同步，锁片滑牙，钢绞线受力不均匀：由于预应力钢绞线共有的高弹性伸长模量，当各锚孔内的钢绞线束在千斤顶张拉力的作用下，其各锚孔内钢绞线均会产生一定对应值的伸长长度，其锚孔内的锁片在与钢绞线的摩阻力下亦会随着其钢绞线的伸长而往锚孔的外侧(大端)滑移，直至到达限位板的顶端，这一现象通常称为：锁片的自由行程，自由行程的距离通常为4-8mm。

当钢绞线张拉力值达到或微量超出设计值后即刻终止张拉。然后通过特制的阀门释放千斤顶液压缸内的压力，进而钢绞线回缩，在钢绞线回缩的同时带动锁片在倒锥形的锚孔内锁定钢绞线，这一现象通常称为：锁片的跟进。然而在有些情况下在钢绞线回缩的同时其锁片并不会立刻跟进或多束钢绞线同时张拉时会出现部分锁片跟进，部分锁片延迟跟进或不跟进(滑牙)。继而出现钢绞线受力不均匀，或部分钢绞线根本就不受力。这一现象为现有产品的通病。

第五、在张拉操作时其施加的预应力值损失较大：如第四所述：当钢绞线张拉力值达到或微量超出设计值后即刻终止张拉，锁片不能及时跟进。在其锁片的跟进过程中，其实也就是其钢绞线内应力的释放过程——这一现象也叫锁片的预应力损失。钢绞线越是短这种现象越明显，其预应力损失越多。这一现象也是现有产品的通病。

第六、锚具在工程使用中产生的预应力损失：公路桥梁或铁路在张拉后其梁内之前预留的钢绞线穿束孔内需要注入水泥浆，梁两端的锚具往往需要用混凝土进行包裹浇筑，梁两端的锚具锥孔内很容易进入水泥浆。当锚具锥孔内进入水泥浆后部分锁片处于受束缚状态，使用中，由于来自于桥面上的动荷载致使梁内的钢绞线预应力束产生相应的张、驰反复荷载造成的锁片不能及时跟进，降低锚具锚固力，致使钢绞线应力损失。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种道路桥梁或铁路桥梁预应力钢绞线用的应力低损失，低回缩、自锁定的锚具。

为实现上述目的，本实用新型的一种应力低损失、低回缩、自锁定锚具，包括锚板和布设在锚板外壁的限位板；

所述锚板开设有多个内锥孔，所述内锥孔呈规则布设，所述内锥孔内配设分瓣式锥形夹片，分瓣式锥形夹片至少包括两个爪型锁片，所述分瓣式锥形夹片配设同步调节结构，所述同步调节结构同步推动或离开夹片便于钢绞线活动，所述穿心垫圈外侧配设跟进弹簧，并通过跟进弹簧压紧；

还设有限位板，所述限位板压紧跟进弹簧以推动分瓣式锥形夹片于内锥孔，且所述限位板固定安装于锚板一侧。

所述限位板上对应开有多个供锚固用钢绞线穿过的通孔，所述通孔的数量与所述内锥孔的数量相同，且多个所述通孔的布设位置分别与各所述锚孔的布设位置一一对应。

作为优选，所述同步调节结构选用穿心垫圈；所述分瓣式锥形夹片朝向跟进弹簧方向配设一穿心垫圈，所述穿心垫圈同步推动或离开分瓣式锥形夹片的夹片，所述穿心垫圈外侧被一跟进弹簧压紧。

作为优选，所述同步调节结构选用穿心定位滑块；

所述爪形锁片在朝向跟进弹簧的尾端设有穿心定位滑块并被其合围紧固，爪形锁片内侧靠近穿心定位滑块位置放置涨紧簧的第一凹槽，锁片外侧朝向跟进弹簧的尾端设一放置卡簧的第二凹槽，所述涨紧簧可在旋转钢绞线时产生外张助力，使得锁片能在口部张开；

所述跟进弹簧被限位板压住顶紧穿心定位滑块。

作为优选，所述锚板另一侧连接一可调节垫板，所述可调节垫板通过螺纹转动连接在锚板一侧；

所述可调节垫板上开有供锚固用钢绞线穿过的通孔，所述通孔的内径小于锚板的外径。

作为优选，可调节垫板选用圆形体，所述可调节垫板在圆形外圈配设插孔，所述插孔插入可拆式加力杆以方便转动可调节垫板。

作为优选，所述内锥孔在锥形夹片张口部位朝向的底部设有退位块，所述退位块选用柔性材质。

作为优选，所述退位块贴合内锥孔内壁设置，并预留了一个通孔用于穿过钢绞线，所述退位块的一侧与分瓣式锥形夹片的小端抵接，另一侧镶嵌于锚板的直端孔内，所述退位块在钢绞线张拉锁定并注入水泥浆后的反复荷载时或实际使用中二次增大荷载时为分瓣式锥形夹片做退位或让位，防止分瓣式锥形夹片处于受束缚状态混凝土包裹而无法及时二次跟进。

作为优选，所述限位板朝向跟进弹簧的一端设有限位腔体，限位板偏离跟进弹簧的一端设有限位台座用于顶住或卡住跟进弹簧；所述限位腔一端连通内锥孔，形成分瓣式锥形夹片和跟进弹簧的活动腔室。

作为优选，限位台座处设置密封圈，所述各个单元密封圈紧紧束缚在各单根钢绞线外周，以密封活动腔室。

作为优选，限位台座处密封圈，可以待各钢绞线张拉锁定后安装。

作为优选，分瓣式锥形夹片为由2—4片爪形锁片合围形成，分瓣式锥形夹片由爪形锁片组合后呈圆锥台形，其内部预留通孔用于穿过锚固用钢绞线；

或，所述内锥孔在锚板上呈均匀布设。

作为优选，所述内锥孔在锚板端面上呈圆环形状布设。

作为优选，所述内锥孔在锚板端面上呈平形状布设。

作为优选，锚板的端面呈圆形状，即通常称为圆锚。

作为优选，锚板的端面呈方形状，即通常称为扁锚。

本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型的锚具在施工安装时其沿钢绞线的一端能推进自锁定，方便、快捷，省时省力。不会出现因一侧锚具安装另一侧锚具出现锁(夹)片滑滑移、脱落现象。

第二，本实用新型的锚具通过调节可调节垫板与锚板之间的距离，实现对钢绞线张拉锁定时应力损失的补偿，从而将应力损失降到最低。

第三，本实用新型的锚具能有效消化反复荷载造成的应力增减，防止反复荷载造成的钢绞线应力损失；

第四，本实用新型的锚具在钢绞线张拉锁定时其内锥孔内的分瓣式锥形夹片跟进及时、同步，锁定后的钢绞线应力损失较小，钢绞线受力均匀，大大提高了锚具的整体锚固效率。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例1可调节垫板的结构示意图；

图3是图2的A-A向的剖视图；

图4是图2的B-B向的剖视图；

图5是实施例1的锚板结构示意图；

图6是图5的C-C向的剖视图；

图7是实施例1的限位板的结构示意图；

图8是图7的D-D向的剖视图；

图9是实施例1的分瓣式锥形夹片10的结构示意图；

图10是图9的E-E向的剖视图；

图11是本实用新型锚具张拉锁定前安装示意图；

图12是是本实用新型锚具张拉锁定后安装示意图；

图13是实施例2的结构示意图；

图14是实施例2的穿心定位滑块的结构示意图；

图15是实施例2的分瓣式锥形夹片的结构示意图；

图16是图15的F-F向的剖视图；

图17是实施例3的结构示意图；

图18是实施例3的锚板结构示意图；

图19是实施例3的侧视图；

图20是实施例4的结构示意图；

图21是实施例4的锚板结构示意图；

图22是图20的B’-B’向剖视图；

其中，可调节垫板1；插孔101；通孔102；可拆式加力杆13；锚板2；限位板3；限位腔体31；限位台座32；密封垫圈33；跟进弹簧4；内锥孔21；穿心垫圈61；穿心定位滑块62；涨紧簧631；第一凹槽632；卡簧641；第二凹槽642；退位块9；分瓣式锥形夹片10；钢绞线11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1-11所示，本实施例的一种应力低损失、低回缩、自锁定锚具，包括锚板2和布设在锚板2一侧的限位板3,限位板3固定安装在锚板2外壁，使得分瓣式锥形夹片10的位置在特定范围活动。

所述锚板2开设有7个内锥孔21，各内锥孔呈规则布设，所述内锥孔21内配设分瓣式锥形夹片10，分瓣式锥形夹片10至少包括两个爪型锁片，所述分瓣式锥形夹片10配设同步调节结构，所述同步调节结构同步推动或离开夹片便于钢绞线活动，所述同步调节结构外侧配设跟进弹簧4，并通过跟进弹簧4压紧；

还设有限位板3，所述限位板3设有限位台座32固定并压紧跟进弹簧4以推动分瓣式锥形夹片10于内锥孔21，且所述限位板3固定安装于锚板一侧。

所述分瓣式锥形夹片10朝向跟进弹簧方向配设一穿心垫圈61，所述穿心垫圈61同步推动或离开分瓣式锥形夹片10的夹片，所述穿心垫圈61外侧被一跟进弹簧4压紧。穿心垫圈61贴近分瓣式锥形夹片10设置，在钢绞线11推进或退出活动时，分瓣式锥形夹片10 受力同步，能够实现各个爪型锁片前进或后退能够随着穿心垫圈61实现同步，因而各分瓣式锥形夹片10砸入内锥孔21的深度相同，使得其对钢绞线的夹持力均匀，离散性较小。

如图11所示，当钢绞线11A端从分瓣式锥形夹片10的小口端插入时，钢绞线11A 端推动分瓣式锥形夹片10往限位板3端推进，继而跟进弹簧4进行弹性压缩，继而分瓣式锥形夹片10退位、瓣式锥形夹片10小口端部牙齿开启，后供钢绞线11A端仅能做单向自由穿束。当钢绞线11A端的推力值为零或其被反向拉动时，分瓣式锥形夹片10在跟进弹簧4的推动下实现钢绞线11A端被自动锁紧。

如图12所示，在钢绞线11A端的应力低损失、低回缩、自锁定锚具锚具(安装好并固定后，将钢绞线11B端分别插入对应的各个内锥孔21孔内。然后将该锚具整体从钢绞线11B端推向钢钢绞线11A端，继而B端锚具与钢绞线11B端自动锁紧安装同图11A端安装。

又，在板梁或盖梁B端锚具从钢绞线11B端推向钢钢绞线11A端的同时其钢绞线11本身也会随之向钢绞线11A端滑移，继而推动板梁或盖梁A端锚具的分瓣式锥形夹片10 往内锥孔21的大端移动，但来自锚具B端的推力减小或消失时，其板梁或盖梁A端的跟进弹簧4利用其回弹力立即顶紧分瓣式锥形夹片10的外移并复位、自动锁紧。不会象其他锚具出现锁片滑移无法跟进或锁片脱落现象。

综上，由此避免了两侧锚具安装时出现的拉锯效应，提升了锚具安装效率。在拉锯效应中，直接造成预应力损失的的问题也得以缓解，提升了锚具的锚固力。

所述锚板2另一侧连接一可调节垫板1，所述可调节垫板1通过螺纹转动连接在锚板2 一侧；所述可调节垫板1上开有供锚固用钢绞线11穿过的通孔，钢绞线穿过锚板和通孔102，所述可调节垫板1通过螺纹转动连接在锚板2的一侧，通过调整可调节垫板1与锚板2的螺纹旋合长度以调节对钢绞线的张拉锁定力。

所述可调节垫板1与锚板2同轴设置，钢绞线张拉时作用力更为均匀、稳定。

所述可调节垫板1上设置的通孔102能容纳锚板2上设置的多个钢绞线作沿着通孔的轴心作圆周运动转动。

可调节垫板1选用圆形体，所述可调节垫板1在圆形外圈配设插孔101，所述插孔101 插入可拆式加力杆13以方便转动可调节垫板1。

现有技术中，垫板固定安装在锚板2上，用于顶住锚板，除此之外，并没有其他功能。本实用新型中的可调节垫板1，利用可调节垫板1与锚板2通过螺纹连接，通过螺纹转动调整可调节垫板1与锚板2的连接之后的整体长度，调整锚具对钢绞线的张拉力，可以通过转动可调节垫板实现对钢绞线11微拉或微放，从而调整对钢绞线预应力的调整。

可调节垫板1选用圆形体，所述可调节垫板1在圆形外圈配设插孔101，所述插孔101 插入可拆式加力杆13以方便转动可调节垫板1。

所述内锥孔21在锥形夹片张口部位朝向的底部设有退位块9，用所述退位块9紧紧顶住分瓣式锥形夹片10；所述退位块9选用柔性材质，以防止当内锥孔21的小端进入水泥浆后锥形夹片10处于受束缚状态，例如被混凝土包裹时无法及时二再次跟进。

又，当检测到来自于路面的反复动荷载时退位块9能为锥形夹片10的二(再)次跟进提供空间(退位)，能有效降低因锚具疲劳荷载而造成的钢绞线预应力损失。

所述退位块9贴合内锥孔21内壁设置，并预留了一个通孔用于穿过钢绞线11，配合钢绞线11封堵内锥孔，可以配合密封内锥孔21内填充的柔性填充体或防腐材料。

所述限位板3朝向跟进弹簧4的一端设有限位腔体31，限位板3偏离跟进弹簧4的一端设有限位台座32用于顶住跟进弹簧4；所述限位腔体31一端连通内锥孔21，形成分瓣式锥形夹片10的通孔和跟进弹簧4的活动腔室。限位板3通过螺栓固定连接在锚板2上。本实用新型中的限位板3固定安装在锚板2上，节省了限位板的选配和安装的过程，同时也大大降低了工程锚具使用中的应力损失。

限位台座32设置密封垫圈33顶紧跟进弹簧4，束缚在钢绞线11的外圆以密封活动腔室，用于配合密封内限位腔体31内填充的填充体或防腐材料。

分瓣式锥形夹片10为由2—4片爪形锁片合围形成，分瓣式锥形夹片10由爪形锁片组合后呈圆锥台形，其内部预留通孔用于穿过锚固用钢绞线11；

本结构中，多个所述内锥孔呈均匀布设，且多个所述内锥孔以所述锚板2的纵向中心线为对称线进行对称布设。

本实用新型的一种应力低损失、低回缩、自锁定锚具的结构简单，钢绞线安装方便，爪形锁片无滑牙、退位、脱落现象，且可双向调整，大大提高了施工效率；各分瓣式锥形夹片10跟进同步且对钢绞线的有效夹持长度基本相等，使得其对钢绞线的夹持力均匀、同步，离散性较小，大大提高了锚具的整体锚固效率；能对钢绞线因张拉锁定时造成的应力损失进行有效补偿；在工程锚具使用中能有效防止因锚具反复荷载而造成的钢绞线预应力损失；能保证锚具长期有效的锚固的稳定性。

实施例2

如图12-16所示，本实用新型的一种应力低损失、低回缩、自锁定锚具，锁片的同步调节结构与实施例1不同。其中，所述爪形锁片在朝向跟进弹簧的尾端设有穿心定位滑块62并被其合围紧固，爪形锁片内侧靠近穿心定位滑块位置设一放置涨紧簧631的第一凹槽632，锁片外侧朝向跟进弹簧的尾端设一放置卡簧641的第二凹槽642，所述涨紧簧631可在旋转钢绞线时产生外张助力，使得锁片能在口部张开；

所述跟进弹簧4被限位板3压住顶紧穿心定位滑块61。

通过穿心定位滑块61与卡簧641的配合实现分瓣式锥形夹片10的同步，用于解决夹持力不均匀的问题和预应力损失的问题。

通过涨紧簧631的设计，通过对各爪型锁片往外的推力，助于实现钢绞线在分瓣式锥形夹片10中的孔的移动。

本实施例的其他结构与实施例1相同，在此不赘述。

实施例3

如图17-19所示，本实用新型的锚板2选用方形，在锚板2内侧没有配合设置可调节垫板。

本实施例的其他结构与实施例1相同，在此不赘述。

实施例4

如图20-图22所示，本实用新型的锚板2选用方形，在锚板2内侧没有配合设置可调节垫板。

本实施例的其他结构与实施例2相同，在此不赘述。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本专利的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本专利的保护范围，即凡依本专利所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落入本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种应力低损失、低回缩、自锁定锚具，其特征在于：包括锚板和布设在锚板外壁的限位板；

所述锚板开至少设有二个内锥孔，所述内锥孔内配设分瓣式锥形夹片，分瓣式锥形夹片至少包括两个爪形锁片，所述分瓣式锥形夹片配设同步调节结构，所述同步调节结构同步推动或离开夹片便于钢绞线活动，所述同步调节结构的外侧配设跟进弹簧，并通过跟进弹簧弹性压紧分瓣式锥形夹片；

还设有限位板，所述限位板压紧跟进弹簧以推动分瓣式锥形夹片于内锥孔，且所述限位板固定安装于锚板一侧。

2.如权利要求1所述的应力低损失、低回缩、自锁定锚具，其特征在于：所述同步调节结构选用穿心垫圈；所述分瓣式锥形夹片朝向跟进弹簧方向配设一穿心垫圈，所述穿心垫圈同步推动或离开分瓣式锥形夹片的夹片，所述穿心垫圈外侧被一跟进弹簧压紧。

3.如权利要求1所述的应力低损失、低回缩、自锁定锚具，其特征在于：所述同步调节结构选用穿心定位滑块；

所述爪形锁片在朝向跟进弹簧的尾端设有穿心定位滑块并被其合围紧固，爪形锁片内侧靠近穿心定位滑块位置放置涨紧簧的第一凹槽，锁片外侧朝向跟进弹簧的尾端设一放置卡簧的第二凹槽，所述涨紧簧可在旋转钢绞线时产生外张助力，使得锁片能在口部张开；

所述跟进弹簧被限位板压住顶紧穿心定位滑块。

4.如权利要求1所述的应力低损失、低回缩、自锁定锚具，其特征在于：所述锚板的一侧固定安装有一限位板，所述限位板上对应开有多个供锚固用钢绞线穿过的通孔，所述通孔的数量与所述内锥孔的数量相同，且多个所述通孔的布设位置分别与多个所述内锥孔的布设位置一一对应，且分别处在同一对应轴线上。

5.如权利要求1-4任一权利要求所述的应力低损失、低回缩、自锁定锚具，其特征在于：所述锚板另一侧连接一可调节垫板，所述可调节垫板通过螺纹转动连接在锚板一侧；

所述可调节垫板上对应开有供多根锚固用钢绞线穿过的通孔，所述可调节垫板的通孔中心线与锚板的中心线处在同一轴线上。

6.如权利要求5所述的应力低损失、低回缩、自锁定锚具，其特征在于：可调节垫板选用圆形体，所述可调节垫板在圆形外圈配设插孔，所述插孔插入可拆式加力杆以方便转动可调节垫板。

7.如权利要求1-2、3任一权利要求所述的应力低损失、低回缩、自锁定锚具，其特征在于：所述内锥孔在锥形夹片张口部位朝向的底部设有退位块，用所述退位块可顶住分瓣式锥形夹片以缓冲应力；所述退位块选用柔性材质。

8.如权利要求7所述的应力低损失、低回缩、自锁定锚具，其特征在于：所述退位块贴合内锥孔内壁设置，并预留了一个通孔用于穿过钢绞线，配合钢绞线封堵内锥孔。

9.如权利要求1-2、3、4任一权利要求所述的应力低损失、低回缩、自锁定锚具，其特征在于：所述限位板朝向跟进弹簧的一端设有限位腔体，限位板偏离跟进弹簧的一端设有限位台座用于顶住跟进弹簧；所述限位腔一端连通内锥孔，形成分瓣式锥形夹片和跟进弹簧的活动腔室；

或，所述分瓣式锥形夹片为由2—4片爪形锁片合围形成，分瓣式锥形夹片由爪形锁片组合后呈圆锥台形，其内部预留通孔用于穿过锚固用钢绞线；

或，多个所述内锥孔在锚板端面上呈均匀布设，且多个所述内锥孔中位于左右两侧的两个内锥孔以所述锚板的纵向中心线为对称线进行对称布设。

10.如权利要求9所述的应力低损失、低回缩、自锁定锚具，其特征在于：限位台座设置密封垫圈顶紧跟进弹簧，所述密封垫圈的内孔壁紧紧束缚在钢绞线的外围，以密封活动腔室。

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