CN216809514U - 预应力顶压拉锚体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预应力顶压拉锚体系，包括锚固部、张拉部及顶压机构，所述锚固部与张拉部之间设有压杆，所述压杆下端与所述锚固部连接，所述锚固部与张拉部之间连接有多个预应力筋，所述张拉部的上面连接有顶压部，所述顶压机构包括抵压端和扣抓端，所述抵压端穿过所述顶压部及张拉部后抵在压杆的上端，所述扣抓端扣在所述张拉部的下端，所述扣抓端在顶压机构施压后，带动所述张拉部向上移动与顶压部贴紧，给多个所述预应力筋施加预应力。本实用新型可为混凝土结构施加可靠的预加应力，张拉时不须预留孔道、不须灌浆，从根本上杜绝预应力失效的可能性，大幅提高了混凝土结构的可靠性和耐久性，其构造简单、受力明确、施工灵活、安装简便。

Description

预应力顶压拉锚体系

技术领域

本实用新型涉及预应力混凝土桥梁或预应力混凝土结构工程技术领域，尤其涉及一种预应力顶压拉锚体系。

背景技术

从预应力混凝土结构的预应力张拉顺序来看，分为先张法预应力体系和后张法预应力体系。

先张法预应力体系是指先张拉锚固于台座上的钢束或钢筋，再浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后切断钢束或钢筋，靠钢束或钢筋自身的回缩给混凝土构件施加预应力。先张法工艺的优点是不需要进行管道成孔，预应力筋直接与混凝土粘结，预应力损失小，其构件的耐久性效果要远优于后张法预应力。其缺点是需要强大的加载梁设备及制梁台座，且不易实现折线配置预应力筋，该工艺一般只适合于工厂化的预制生产方式。

后张法预应力混凝土体系是指先预留孔道、浇筑混凝土，待混凝土达到强度要求后，在预留孔道内穿入预应力筋，以成型的混凝土构件自身作为施力体系对预应力筋进行张拉，达到使混凝土获得预应力的目的。后张法工艺的优点是施工较为灵活，工厂预制与现场施工均可采用。其缺点是需要预留孔道、灌浆封锚等过程，这对施工造成一定的干扰，孔道内灌浆时易出现灌浆不实或泌水，降低灌浆材料与预应力筋间的粘接，也易造成预应力筋锈蚀。

基于上述情况，如何设计一种可为结构施加可靠的预加应力，张拉时不须预留孔道、不须灌浆，从根本上杜绝预应力失效的可能性，大幅提高了结构的可靠性和耐久性，其构造简单、受力明确、施工灵活、安装简便的预应力顶压拉锚体系，成为本发明人潜心研究的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种预应力顶压拉锚体系，其可为结构施加可靠的预加应力，张拉时不须预留孔道、不须灌浆，从根本上杜绝预应力失效的可能性，大幅提高了结构的可靠性和耐久性，其构造简单、受力明确、施工灵活、安装简便。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种预应力顶压拉锚体系，其中包括锚固部、张拉部、顶压部及顶压机构，所述锚固部与张拉部之间设有压杆，所述压杆的下端与所述锚固部连接，所述锚固部与张拉部之间连接有多个预应力筋，所述张拉部的上面连接所述顶压部，所述顶压机构包括抵压端和扣抓端，所述抵压端穿过所述顶压部及张拉部后抵在压杆的上端，所述扣抓端扣在所述张拉部的下端，所述扣抓端在顶压机构施压后，带动所述张拉部向上移动与顶压部贴紧，给多个所述预应力筋施加预应力。

优选地，所述锚固部与张拉部之间设有阻浆套管，所述压杆位于所述阻浆套管内。

优选地，所述锚固部的上表面设有环状第一凸起，所述张拉部的下表面设有环状第二凸起，所述压杆的下端安装于所述第一凸起的内腔中，所述顶压机构的下端穿过所述顶压部及第二凸起后抵在所述压杆的上端，所述阻浆套管的上、下端安装于所述第二凸起、第一凸起的外表面。

优选地，所述压杆的上端距离所述第二凸起3-5cm。

优选地，所述阻浆套管的外表面设有多个稳定环，多个所述稳定环由下向上呈间隔设置，各所述预应力筋均穿过各所述稳定环。

优选地，所述稳定环由环板及穿过所述环板上、下端的管体组成，所述稳定环设有供所述压杆穿过的第一通孔，所述第一通孔的横截面尺寸与所述压杆的横截面尺寸相匹配，所述稳定环上设有多个供所述预应力筋穿过的第二通孔。

优选地，多个所述预应力筋以所述压杆为圆心沿周向设置一圈。

优选地，所述预应力筋采用屈服强度大于或等于1670MPa的钢丝，所述预应力筋与所述锚固部、张拉部之间通过镦头锚锚固在一起。

优选地，所述顶压部的下表面设有凹槽，所述镦头锚在预应力张拉到位后位于所述凹槽中，且所述镦头锚不与所述凹槽的槽底接触。

优选地，所述压杆为横截面为圆形或多边形的金属棒。

优选地，所述顶压机构包括顶压螺杆、千斤顶及两个扣抓部，所述顶压螺杆的下端穿过所述顶压部和张拉部后抵在所述压杆的上端，所述顶压螺杆与所述顶压部螺栓连接，所述千斤顶的活塞顶在所述顶压螺杆的上端，两个所述扣抓部安装于所述千斤顶的缸体两侧，两个所述扣抓部扣在所述张拉部的下端，当所述千斤顶的油缸加压后，所述油缸相对所述活塞向上移动，使两个所述扣抓部带动所述张拉部向上移动与所述顶压部贴紧，从而给多个所述预应力筋施加预应力。

优选地，所述扣抓部为铰接于所述千斤顶缸体上的L形扣爪。

优选地，所述顶压部的上表面设置有凸台，所述螺杆穿过所述凸台。

采用上述方案后，本实用新型预应力顶压拉锚体系具有以下有益效果：

（1）本实用新型结构设计简单、传力明确，通过顶压机构对张拉部与顶压部的顶压，实现对预应力筋的张拉，从而将预施加给混凝土结构的预应力先保存于多个预应力筋中，使多个预应力筋的拉力和压杆的压力形成一个拉压自平衡体系。

（2）本实用新型持力性能稳定，受拉的预应力筋和受压的压杆都处于弹性工作状态，能够很好地保持预应力筋的张拉力不变，可为混凝土结构施加有效可靠的预应力。

（3）本实用新型对混凝土结构施加预应力的操作简单，不须预留孔道、不须灌浆，只是在钢筋绑扎时将本实用新型一并安装定位，待混凝土浇筑、养生达到强度后，解除张拉部与顶压部之间的连接，即可拆除张拉部、顶压部、压杆等部件，预应力筋就自动实现传力锚固，使预应力作用于混凝土结构上。

（4）本实用新型施工较为灵活，既适用于工厂预制也适用于现场施工。

（5）本实用新型的压杆、顶压部、顶压螺杆等部件可重复使用，可节约钢材用量。

（6）本实用新型制作简单、安装方便，其具备先张法施加预应力且可适应现场浇筑混凝土施工的优点，能有效避免后张法预应力张拉时锚具偏斜、管道压浆不密实、钢筋延时断裂等常见病害，本实用新型可替换迄今混凝土箱梁腹板设计中的IV级高强钢筋，从根本上消除竖向预应力失效的可能性。

附图说明

图1为本实用新型预应力顶压拉锚体系的结构示意图；

图2为本实用新型预应力顶压拉锚体系的锚固部结构示意图；

图3为图2的A-A向剖视结构示意图；

图4为本实用新型预应力顶压拉锚体系的张拉部结构示意图；

图5为图4的B-B向剖视结构示意图；

图6为本实用新型预应力顶压拉锚体系的顶压部结构示意图；

图7为图6的C-C向剖视结构示意图；

图8为本实用新型预应力顶压拉锚体系的稳定环结构示意图；

图9为图8的D-D向剖视结构示意图；

图10为本实用新型预应力顶压拉锚体系的顶压螺杆结构示意图；

图11为本实用新型预应力顶压拉锚体系的实施例结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图所示实施方式阐述本实用新型。此次公开的实施方式可以认为在所有方面均为例示，不具限制性。本实用新型的范围不受以下实施方式的说明所限，仅由权利要求书的范围所示，而且包括与权利要求范围具有同样意思及权利要求范围内的所有变形。

下面结合说明书附图具体的阐述本实用新型所涉及的预应力顶压拉锚体系。

如图1所示本实用新型预应力顶压拉锚体系的结构示意图，包括锚固部1、张拉部2、顶压机构3、压杆4、多个预应力筋5及顶压部6。压杆4设于锚固部1与张拉部2的中心之间，其上端与张拉部2间隔有一距离，压杆4的下端与锚固部1连接，锚固部1与张拉部2之间连接有多个预应力筋5。

参考图2及图3所示，本实施例锚固部1采用矩形板，由结构钢制成，优选Q345钢板加工制成。其板厚需满足压杆4的顶压所需的刚度和强度要求。该锚固部1的上表面设有环状第一凸起7。在锚固部1上以第一凸起7为圆心沿周向设有多个第一预应力筋孔8，本实施例设有八个第一预应力筋孔8。

参考图4及图5所示，本实施例张拉部2采用矩形板，由结构钢制成，优选Q345钢板加工制成。其板厚需满足张拉预应力所需的刚度和强度要求。在其中心部位设有圆孔，在圆孔上焊接有环状的、下端伸出张拉部2下表面的第二凸起9，第二凸起9的内腔设置有通孔21。在张拉部2上以第二凸起9为圆心沿周向设有多个第二预应力筋孔10，本实施例设有八个第二预应力筋孔10，且位置与多个第一预应力筋孔8的位置上、下对应。在张拉部2上靠近外缘的部位设置有多个锁紧螺栓孔11，本实施例设置为四个。

压杆4采用横截面为圆形或多边形的金属棒，本实施例采用横截面为圆形的钢棒，优选碳素结构钢制成，且沿轴向为等截面设置。

压杆4的下端安装于锚固部1的第一凸起7的内腔，压杆4的上端距离第二凸起9为3-5cm。

张拉部2的上面通过多个紧固螺栓12与顶压部6螺接，本实施例紧固螺栓12采用10.9级的M24高强螺栓，该紧固螺栓12的设置是用来保持预应力筋5的预应力。当预应力施加于结构后，该紧固螺栓12可回收重复使用。

参考图6及图7所示，本实施例顶压部6采用矩形板，本实施例顶压部6采用40Cr或45号钢制成。在顶压部6的上表面设置有圆柱状凸台13，凸台13与顶压部6的轴心位置设置有螺孔14。顶压部6的下表面设置有圆柱形凹槽15，本实施例凹槽15的深度为10mm。该凹槽15与螺孔14连接形成T形孔，顶压部6上靠近外缘的部分沿周向设置有多个用于紧固螺栓12螺接穿过的螺孔25。

锚固部1与张拉部2之间设置有阻浆套管16，本实施例阻浆套管16采用聚氯乙烯硬管。阻浆套管16的上、下端分别安装于第二凸起9的外表面和第一凸起7的外表面。压杆4位于阻浆套管16的内腔，阻浆套管16的设置是用来隔离压杆4与混凝土的接触。

根据压杆4的稳定性要求，沿阻浆套管16的轴线方向，在其外表面每隔一段距离设有一个稳定环17，本实施例稳定环17设置有多个，多个稳定环17由下向上间隔设置，稳定环17的设置是用来提高压杆4的稳定承载力。参考图8及图9所示，稳定环17由环板及穿过环板上、下端的管体组成，本实施例管体结构采用1.5英寸的水煤气管，环板采用2mm厚的Q235圆环形钢板，水煤气管与圆环形钢板焊接成稳定环17。稳定环17的中心设有供压杆4穿过的第一通孔18，本实施例第一通孔18为水煤气管的内腔。该第一通孔18的横截面尺寸与压杆4的横截面尺寸相匹配，稳定环17上设置有多个供预应力筋5穿过的第二通孔19。

多个预应力筋5以压杆4为圆心沿周向设置一圈。本实施例预应力筋5采用Φ7、屈服强度为大于或等于1670MPa的高强度刻痕钢丝。

预应力筋5的上端与锚固部1之间、预应力筋5的下端与张拉部2之间分别通过镦头锚20锚固在一起。镦头锚20设置于顶压部6的下表面凹槽15中，当预应力张拉到位后，镦头锚20不与凹槽15的槽底接触。

顶压机构3的抵压端向下穿过凸台13与顶压部6上的螺孔14、张拉部2的第二凸起9的通孔21后抵在压杆4的上端，张拉部2与顶压部6之间通过顶压机构3可使二者贴紧，从而给多个预应力筋5施加预定的预应力。

顶压机构3包括顶压螺杆22、千斤顶23及两个扣抓部24。参考图10所示，顶压螺杆22为T型螺杆，其头端外表面有滚花，杆部设有T34梯形螺纹，以保证顶压受力需要和张拉行程的准确性。当预应力施加于结构后，该顶压螺杆22可回收重复使用。顶压螺杆22的下端（即抵压端）向下穿过螺孔14和通孔21后抵在压杆4的上端，螺杆22与顶压部6螺接在一起。千斤顶23的活塞顶在顶压螺杆22的上端，两个扣抓部24呈左右对称安装于千斤顶23的缸体两侧，两个扣抓部24扣在张拉部2的下端，本实施例扣抓部24采用铰接于千斤顶23缸体上的L形扣爪。当千斤顶23的油缸加压后，油缸相对活塞向上移动，使两个扣抓部24带动张拉部2向上移动与顶压部6贴紧，从而给多个预应力筋5施加预应力。

本实用新型预应力顶压拉锚体系施工时，先进行预应力张拉操作，该操作一般在现场进行。先利用千斤顶23的缸体上安装的两个扣抓部24扣在张拉部2的下端，将千斤顶23的油缸加压，使其活塞施力在顶压螺杆22上表面与张拉部2的下表面，油缸相对活塞向上移动，使张拉部2受到向上的力向上移动，直至张拉部2与顶压部6贴紧，张拉部2带动预应力筋5向上拉伸，从而给预应力筋5施加预应力。而受压的压杆4处于弹性工作状态，能够很好地保持预应力筋5的张拉力不变，可为结构施加有效可靠的预应力。之后用多个紧固螺栓12将顶压部6与张拉部2拧紧，即可将千斤顶23回油卸载，将扣抓部24松开，预应力张拉操作完成。

之后对混凝土结构施加预应力，参考图11所示，将上述张拉操作完成的预应力顶压拉锚体系26与混凝土结构27通过钢筋绑扎安装定位。待混凝土浇筑、养生达到强度后，松开顶压部6与张拉部2上的紧固螺栓12，此时预应力筋5可以将预应力施加给混凝土结构27，张拉部2已完成使命，为不影响后续施工，可以切断镦头锚20，拆除张拉部2，同时将顶压部6、压杆4等部件也拆除，预应力筋5就自动实现传力锚固，使预应力作用于混凝土结构27上。

本实用新型预应力顶压拉锚体系的结构设计简单、传力明确，通过顶压机构3对张拉部2与顶压部6的顶压，实现对预应力筋5的张拉，从而将预施加给混凝土结构27的预应力先保存于多个预应力筋5中，使多个预应力筋5的拉力和压杆4的压力形成一个拉压自平衡体系。本实用新型持力性能稳定，受拉的预应力筋5和受压的压杆4都处于弹性工作状态，能够很好地保持预应力筋5的张拉力不变，可为混凝土结构27施加有效可靠的预应力。本实用新型对混凝土结构施加预应力的操作简单，不须预留孔道、不须灌浆，只是在钢筋绑扎时将本实用新型一并安装定位，待混凝土浇筑、养生达到强度后，解除张拉部2与顶压部6之间的紧固螺栓12，预应力筋5就自动实现传力锚固，使预应力作用于混凝土结构27上。本实用新型施工较为灵活，既适用于工厂预制也适用于现场施工。本实用新型的压杆4、顶压部6、顶压螺杆22、紧固螺栓12等部件可重复使用，可节约钢材用量。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (13)

1.一种预应力顶压拉锚体系，其特征在于，包括锚固部、张拉部、顶压部及顶压机构，所述锚固部与张拉部之间设有压杆，所述压杆的下端与所述锚固部连接，所述锚固部与张拉部之间连接有多个预应力筋，所述张拉部的上面连接所述顶压部，所述顶压机构包括抵压端和扣抓端，所述抵压端穿过所述顶压部及张拉部后抵在压杆的上端，所述扣抓端扣在所述张拉部的下端，所述扣抓端在顶压机构施压后，带动所述张拉部向上移动与顶压部贴紧，给多个所述预应力筋施加预应力。

2.根据权利要求1所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述锚固部与张拉部之间设有阻浆套管，所述压杆位于所述阻浆套管内。

3.根据权利要求2所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述锚固部的上表面设有环状第一凸起，所述张拉部的下表面设有环状第二凸起，所述压杆的下端安装于所述第一凸起的内腔中，所述顶压机构的下端穿过所述顶压部及第二凸起后抵在所述压杆的上端，所述阻浆套管的上、下端安装于所述第二凸起、第一凸起的外表面。

4.根据权利要求3所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述压杆的上端距离所述第二凸起3-5cm。

5.根据权利要求2所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述阻浆套管的外表面设有多个稳定环，多个所述稳定环由下向上呈间隔设置，各所述预应力筋均穿过各所述稳定环。

6.根据权利要求5所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述稳定环由环板及穿过所述环板上、下端的管体组成，所述稳定环设有供所述压杆穿过的第一通孔，所述第一通孔的横截面尺寸与所述压杆的横截面尺寸相匹配，所述稳定环上设有多个供所述预应力筋穿过的第二通孔。

7.根据权利要求6所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，多个所述预应力筋以所述压杆为圆心沿周向设置一圈。

8.根据权利要求1所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述预应力筋采用屈服强度大于或等于1670MPa的钢丝，所述预应力筋与所述锚固部、张拉部之间通过镦头锚锚固在一起。

9.根据权利要求8所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述顶压部的下表面设有凹槽，所述镦头锚在预应力张拉到位后位于所述凹槽中，且所述镦头锚不与所述凹槽的槽底接触。

10.根据权利要求1所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述压杆为横截面为圆形或多边形的金属棒。

11.根据权利要求1所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述顶压机构包括顶压螺杆、千斤顶及两个扣抓部，所述顶压螺杆的下端穿过所述顶压部和张拉部后抵在所述压杆的上端，所述顶压螺杆与所述顶压部螺栓连接，所述千斤顶的活塞顶在所述顶压螺杆的上端，两个所述扣抓部安装于所述千斤顶的缸体两侧，两个所述扣抓部扣在所述张拉部的下端，当所述千斤顶的油缸加压后，所述油缸相对所述活塞向上移动，使两个所述扣抓部带动所述张拉部向上移动与所述顶压部贴紧，从而给多个所述预应力筋施加预应力。

12.根据权利要求11所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述扣抓部为铰接于所述千斤顶缸体上的L形扣爪。

13.根据权利要求11所述的预应力顶压拉锚体系，其特征在于，所述顶压部的上表面设置有凸台，所述螺杆穿过所述凸台。

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