CN103075014A - 预应力片材二次夹持张拉锚固*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力片材二次夹持张拉锚固***，包括锚固锚具组合（1）、张拉承压块（2）、卧式千斤顶（3）、张拉承顶块（4）和张拉锚具组合（5），所述锚固锚具组合（1）包括上锚固夹板（11）、下锚固夹板（12）、永久夹持螺栓螺母（14）和传力栓（15），张拉锚具组合（5）由上张拉夹板（51）、下张拉夹板（52）、张拉夹持螺栓螺母（53）组成。***张拉和锚固完全分离、永久构件简单，在具备自动对中张拉和定向锚固功能的前提下，不仅能实现对髙应力、大吨位预应力片材的张拉锚固，还能确保在使用过程中锚具不产生预应力损失。

Description

预应力片材二次夹持张拉锚固***

技术领域

本发明属于工程结构的预应力技术领域，具体涉及一种预应力片材张拉锚固***，其张拉和锚固完全分离、永久构件简单，在具备自动对中张拉和定向锚固功能的同时，不仅能实现对髙应力、大吨位预应力片材的张拉锚固，还能确保在使用过程中锚具不产生预应力损失。

背景技术

预应力片材，特别是有预应力的高强度纤维复合材料，能广泛应用于增强或加固土木工程结构（如混凝土结构、钢结构、木结构等），提高工程结构的使用性能和耐久性，具有很重要的社会、经济效益。由于片状材料本身的受力特点（如抗剪性能差），张拉和锚固时均需保证锚具的受力方向与片材受力方向相同，才能确保锚下片材不会出现横向剪应力和翘曲应力，即在张拉时要求对中，在锚固时要求定向。

国家知识产权局于2011年10月26日公告了一种“预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置”，专利号为ZL201120038811.2，片材由夹持式锚具夹持，持力螺杆的前端固定在夹持式锚具上，卧式千斤顶的顶推力依次通过承顶板、锚压板、调节螺母传递给持力螺杆并对持力螺杆施加张拉力，预应力施加通过对持力螺杆的张拉实现。待张拉到指定要求后，采用锚固双螺母和铰垫块进行定向锚固。该装置能实现张拉自动对中和定向锚固，但也存在一定的局限性：

（1）采用了夹持式锚具的张拉锚固***，为解决自动对中和定向锚固问题一般采用持力螺杆传力张拉，螺母承压锚固，张拉锚固力的大小受到持力螺杆和螺母构件尺寸、连接形式等的限制，实际工程中，螺杆、螺母都不可能采用很大的截面，螺杆与螺母间的连接长度也不可能很长，致使锚具的锚固能力不能充分发挥，张拉锚固髙应力、大吨位的预应力片材目前仍是难题；

（2）由于锚固采用螺杆、螺母连接传力，在使用阶段，特别是有动荷载作用在结构上时，螺母与螺杆间容易发生相对滑动，造成预应力损失；

（3）张拉和锚固未完全分离，即张拉构件同时也是锚固构件的一部分，如持力螺杆、锚固基座为张拉和锚固的共用构件，张拉后这些共用构件必须作为永久锚固构件的一部分，无法拆除和重复利用，既浪费了材料也影响美观。

发明内容

本发明的目的在于提供一种张拉和锚固完全分离、永久构件更加简单的预应力片材张拉锚固***，在具备自动对中张拉和定向锚固功能的前提下，不仅能实现对髙应力、大吨位预应力片材的张拉锚固，还能确保在使用过程中锚具不产生预应力损失。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种预应力片材二次夹持张拉锚固***，包括从前到后依次安放的锚固锚具组合、张拉承压块、卧式千斤顶、张拉承顶块和张拉锚具组合；所述锚固锚具组合包括由上向下依次布置的上锚固夹板、下锚固夹板和底座，所述上锚固夹板与下锚固夹板通过曲面相互契合，并能通过永久夹持螺栓螺母紧固在一起，所述下锚固夹板与底座通过传力栓紧固在一起，所述底座上供传力栓通过的孔为横向条形孔，所述下锚固夹板上供传力栓通过的孔为弧形孔，且各个弧形孔的弧段均位于同一圆周上；所述张拉锚具组合包括上张拉夹板和下张拉夹板，所述上张拉夹板与下张拉夹板通过曲面相互契合，并通过张拉夹持螺栓螺母紧固在一起；所述张拉承压块上开有左右居中的第一水平条形孔，张拉承顶块上开有左右居中的第二水平条形孔，所述张拉锚具组合的前端面与所述张拉承顶块的后端面抵压接触，且张拉锚具组合与张拉承顶块的抵压接触面之间能发生相对转动。

该发明是这样实施的：片材张拉前，预先将片材夹持在张拉锚具组合的上、下张拉夹板之间，并通过张拉夹持螺栓螺母紧固在一起，然后在工程结构的待锚固位置固定底座，通过传力栓将预穿有永久夹持螺栓的下锚固夹板安装到底座上，在底座后方依次安放张拉承压块、卧式千斤顶、张拉承顶块和张拉锚具组合；通过卧式千斤顶顶推张拉承顶块、张拉锚具组合进行张拉，张拉锚具组合的前端面与张拉承顶块的后端面抵压接触承压，且两者之间能发生相对转动，确保了片材始终轴向受力而不会出现横向剪应力，实现了张拉时自动对中；待片材张拉完成后，调整下锚固夹板水平方向和位置，使下锚固夹板的纵向中截面与片材的纵向中截面重合，再通过永久夹持螺栓螺母锁紧上、下锚固夹板，完成锚固工作，实现了定向锚固；最后拆除张拉承压块、卧式千斤顶、张拉承顶块和张拉锚具组合。这样，片材中的预应力依次通过锚固夹板、传力栓、底座传递到工程结构上。

本发明采用的第二种技术方案是：一种预应力片材二次夹持张拉锚固***，包括从前到后依次安放的锚固锚具组合、张拉承压块、卧式千斤顶、张拉承顶块和张拉锚具组合；所述锚固锚具组合包括由上向下依次布置的上锚固夹板、下锚固夹板和底座，所述上锚固夹板与下锚固夹板通过曲面相互契合，并能通过永久夹持螺栓螺母紧固在一起，所述下锚固夹板与底座通过传力栓紧固在一起，所述底座上供传力栓通过的孔为弧形孔，且各个弧形孔的弧段均位于同一圆周上，所述下锚固夹板上供传力栓通过的孔为横向条形孔；所述张拉锚具组合包括上张拉夹板和下张拉夹板，所述上张拉夹板与下张拉夹板通过曲面相互契合，并通过张拉夹持螺栓螺母紧固在一起；所述张拉承压块上开有左右居中的第一水平条形孔，张拉承顶块上开有左右居中的第二水平条形孔，所述张拉锚具组合的前端面与所述张拉承顶块的后端面抵压接触，且张拉锚具组合与张拉承顶块的抵压接触面之间能发生相对转动。

第二种技术方案与第一种技术方案的实施方式相同。

本发明采用的第三种技术方案是：一种预应力片材二次夹持张拉锚固***，包括从前到后依次安放的锚固锚具组合、张拉承压块、卧式千斤顶、张拉承顶块和张拉锚具组合；所述锚固锚具组合包括上锚固夹板和下锚固夹板，所述上锚固夹板与下锚固夹板通过曲面相互契合，并能通过永久夹持螺栓螺母紧固在一起，所述下锚固夹板上设置有轴线上下延伸的传力栓，所述下锚固夹板上供传力栓通过的孔为弧形孔，且各个弧形孔的弧段均位于同一圆周上；所述张拉锚具组合包括上张拉夹板和下张拉夹板，所述上张拉夹板与下张拉夹板通过曲面相互契合，并通过张拉夹持螺栓螺母紧固在一起；所述张拉承压块上开有左右居中的第一水平条形孔，张拉承顶块上开有左右居中的第二水平条形孔，所述张拉锚具组合的前端面与所述张拉承顶块的后端面抵压接触，且张拉锚具组合与张拉承顶块的抵压接触面之间能发生相对转动。

第三种技术方案与第一、第二种技术方案的实施方式基本相同，但张拉时，张拉承压块需临时固结在工程结构上，完成张拉锚固后仍应拆除；锚固时，下锚固夹板的纵向中截面与片材的纵向中截面仅需平行即可。

第一、第二种技术方案中，底座固定在工程结构上，传力栓用于固定底座和下锚固夹板。而第三种技术方案中取消了底座，传力栓直接与工程结构固结。

上述三种技术方案中：张拉锚具组合的前端面与张拉承顶块的后端面实现抵压接触，并能发生相对转动的结构形式多样，其优选方案有如下两种：

（一）、所述张拉锚具组合的前端面、张拉承顶块的后端面中，其中一个为平面，另一个面为凸曲面。即张拉锚具组合的前端面为凸曲面，张拉承顶块的后端面为平面；或者，张拉锚具组合的前端面为平面，张拉承顶块的后端面为凸曲面。

（二）、所述张拉锚具组合的前端面、张拉承顶块的后端面中，其中一个为为凸曲面，另一个为凹曲面，且凸曲面的曲率半径小于凹曲面的曲率半径。即张拉锚具组合的前端面为凸曲面，张拉承顶块的后端面为凹曲面，且凸曲面的曲率半径小于凹曲面的曲率半径；或者，张拉锚具组合的前端面为凹曲面，张拉承顶块的后端面为凸曲面，且凹曲面的曲率半径大于凸曲面的曲率半径。

卧式千斤顶的布置形式多样，其优选方案有如下两种：

（一）、所述卧式千斤顶共两个，且布置于片材左右。

（二）、所述卧式千斤顶为穿心卧式千斤顶，且片材从千斤顶中间穿过。

本发明除具有背景技术中介绍的“预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置”的所有优点外，还具有以下有益效果：

1）张拉时通过上张拉夹板和下张拉夹板夹持片材，上张拉夹板与下张拉夹板通过曲面契合在一起，锚固时通过上锚固夹板和下锚固夹板夹持片材，上锚固夹板与下锚固夹板也通过曲面契合在一起，张拉和锚固分两次夹持，因此称之为“预应力片材二次夹持张拉锚固***”，锚固夹持在张拉后进行，能减小施工过程中的片材预应力损失；

2）通过调整预应力片材、锚固夹板组合、底座之间的位置关系实现预应力片材的定向锚固，即使锚固夹板组合的夹持面为曲面，片材夹持段也不会产生翘曲应力，能够确保预应力片材在锚固后仅承受轴向拉力，片材内部不会出现横向剪应力；

3）该***取消了持力螺杆，实现了对张拉锚具组合的直接顶推张拉，张拉锚固力的大小不受持力螺杆和螺母构件尺寸、连接形式等的限制，能充分发挥锚具的锚固能力，解决了预应力片材髙应力、大吨位张拉锚固的难题；

4）该***锚固采用传力栓构造，在使用阶段，特别是有动荷载作用在结构上时，锚具不会产生预应力损失；

5）该***采用张拉承压块、卧式千斤顶、张拉承顶块和张拉锚具组合构成临时反力装置，使张拉与锚固完全分离，***的张拉传力构件、反力构件、导向构件等均能完全拆除，大大减少了永久构件，特别是当采用第三种技术方案时，永久构件仅剩锚固锚具组合，实现了永久锚固装置的最简优化，使***更加经济、美观。

附图说明

图1  为本发明的结构示意图（分解状态）。

图2  为本发明的张拉状态图。

图3  为本发明锚固后的状态图。

图4  为锚固锚具组合的第二种结构形式。

图5  为锚固锚具组合的第三种结构形式。

图6  为卧式千斤顶的第二种布置形式。

图7  为张拉承顶块与张拉锚具组合抵压接触的第二种结构形式。

图8  为张拉承顶块与张拉锚具组合抵压接触的第三种结构形式。

图9  为张拉承顶块与张拉锚具组合抵压接触的第四种结构形式。

其中：

1锚固锚具组合：11上锚固夹板、12下锚固夹板、13底座、14永久夹持螺栓螺母、15传力栓；

2张拉承压块；

3卧式千斤顶；

4张拉承顶块；

5张拉锚具组合：51上张拉夹板、52下张拉夹板、53张拉夹持螺栓螺母；

6预应力片材。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1、图2所示的预应力片材二次夹持张拉锚固***，由锚固锚具组合1、张拉承压块2、卧式千斤顶3、张拉承顶块4和张拉锚具组合5等组成。锚固锚具组合1、张拉承压块2、卧式千斤顶3、张拉承顶块4和张拉锚具组合5从前到后依次安放。卧式千斤顶3的一端安放在张拉承压块2上，另一端朝向张拉承顶块4。

锚固锚具组合1由上锚固夹板11、下锚固夹板12、底座13、永久夹持螺栓螺母14和传力栓15组成。上锚固夹板11、下锚固夹板12和底座13由上向下依次布置，上锚固夹板11与下锚固夹板12通过曲面相互契合，并能通过八颗永久夹持螺栓螺母14紧固在一起。四颗传力栓15呈矩形分布，底座13上供传力栓15通过的孔为横向条形孔，下锚固夹板12上供传力栓15通过的孔为弧形孔，且各个弧形孔的弧段均位于同一圆周上。横向条形孔、弧形孔的数量与传力栓15的数量相等。永久夹持螺栓螺母14、传力栓15的数量不限，根据需要设置。

张拉锚具组合5由上张拉夹板51、下张拉夹板52和张拉夹持螺栓螺母53组成。上张拉夹板51位于下张拉夹板52上方，上张拉夹板51与下张拉夹板52通过曲面相互契合，并通过张拉夹持螺栓螺母53紧固在一起。

张拉承压块2上开有左右居中布置的第一水平条形孔2a，张拉承顶块4上开有左右居中布置的第二水平条形孔4a，第一水平条形孔2a和第二水平条形孔4a供预应力片材6通过。张拉锚具组合5的前端面与张拉承顶块4的后端面抵压接触，且张拉锚具组合5与张拉承顶块4的抵压接触面之间能发生相对转动。 

实施例2：

预应力片材二次夹持张拉锚固***，也由锚固锚具组合1、张拉承压块2、卧式千斤顶3、张拉承顶块4和张拉锚具组合5等组成。张拉承压块2、卧式千斤顶3、张拉承顶块4和张拉锚具组合5与实施例1完全相同，与实施例1的区别在于：如图4所示，锚固锚具组合1由上锚固夹板11、下锚固夹板12和底座13组成，上锚固夹板11、下锚固夹板12和底座13由上向下依次布置，上锚固夹板11与下锚固夹板12通过曲面相互契合，并能通过永久夹持螺栓螺母14紧固在一起，下锚固夹板12与底座13通过传力栓15紧固在一起，底座13上供传力栓15通过的孔为弧形孔，且各个弧形孔的弧段均位于同一圆周上，下锚固夹板12上供传力栓15通过的孔为横向条形孔。 

实施例3：

预应力片材二次夹持张拉锚固***，也由锚固锚具组合1、张拉承压块2、卧式千斤顶3、张拉承顶块4和张拉锚具组合5等组成。张拉承压块2、卧式千斤顶3、张拉承顶块4和张拉锚具组合5与实施例1完全相同，与实施例1的区别在于：如图5所示，锚固锚具组合1由上锚固夹板11、下锚固夹板12、永久夹持螺栓螺母14和传力栓15组成，上锚固夹板11与下锚固夹板12通过曲面相互契合，并能通过永久夹持螺栓螺母14紧固在一起，下锚固夹板12上设置有轴线上下延伸的传力栓15，四颗传力栓15呈矩形分布，下锚固夹板12上供传力栓15通过的孔为弧形孔，每个传力栓15对应一个弧形孔，且各个弧形孔的弧段均位于同一圆周上。

在上述三个实施例中：张拉锚具组合5的前端面与张拉承顶块4的后端面实现抵压接触并能发生相对转动的结构形式多样。下面列举四种：

第一种结构形式如图1、图2所示，张拉锚具组合5的前端面为凸曲面，张拉承顶块4的后端面为凹曲面，且凹曲面的曲率半径大于凸曲面的曲率半径。

第二种结构形式如图7所示，张拉锚具组合5的前端面为平面，张拉承顶块4的后端面为凸曲面。

第三种结构形式如图8所示，张拉锚具组合5的前端面为凹曲面，张拉承顶块4的后端面为凸曲面，且凸曲面的曲率半径小于凹曲面的曲率半径。

第四种结构形式如图9所示，张拉锚具组合5的前端面为凸曲面，张拉承顶块4的后端面为平面。

同样，卧式千斤顶的布置形式多样，下面列举两种：

第一种结构形式如图1、图2所示，卧式千斤顶3共两个，且布置于片材左右。

第二种结构形式如图6所示，卧式千斤顶3为穿心卧式千斤顶，且预应力片材6从卧式千斤顶3的中间穿过。

还可以是，卧式千斤顶3共一个，左右居中布置，卧式千斤顶3位于预应力片材6的上方或下方。总之，卧式千斤顶3的布置应保证预应力张拉过程的平稳，其具体布置方式不限。

实施例1与实施例2是这样应用的，片材张拉前，预先将预应力片材6夹持在张拉锚具组合5的上、下张拉夹板51、52之间，上张拉夹板51、下张拉夹板52通过曲面相互契合,并通过张拉夹持螺栓螺母53紧固在一起，然后在工程结构的待锚固位置固定底座13，通过传力栓15将预穿有永久夹持螺栓14的下锚固夹板12安装到底座13上，张拉承压块2置于底座13后侧，与底座13后端面抵压接触，卧式千斤顶3置于张拉承压块2后侧，与张拉承压块2后端面抵压接触，张拉承顶块4置于卧式千斤顶3后侧，与卧式千斤顶3抵压接触，张拉锚具组合5的前端面与张拉承顶块4的后端面抵压接触，开动卧式千斤顶3，卧式千斤顶3顶推张拉承顶块4，通过张拉锚具组合5将力传递给预应力片材6进行张拉；待预应力片材6张拉完成后，调整下锚固夹板12的水平位置，使下锚固夹板12的纵向中截面与预应力片材6的纵向中截面重合，再通过永久夹持螺栓螺母14锁紧上、下锚固夹板11、12，完成锚固工作；最后拆除张拉承压块2、卧式千斤顶3、张拉承顶块4和张拉锚具组合5。

实施例3与实施例1、实施例2的是应用方式基本相同，区别仅在于：将预应力片材6夹持在张拉锚具组合5中后，将传力栓15固定在工程结构上，通过传力栓15将预穿有永久夹持螺栓14的下锚固夹板12安装到工程结构上，张拉承压块2需临时固结在工程结构上，完成张拉锚固后仍应拆除，锚固时，下锚固夹板12的纵向中截面与片材6的纵向中截面仅需平行即可。其余部分与实施例1、实施例2相同。

Claims (10)

1.一种预应力片材二次夹持张拉锚固***，其特征在于：包括从前到后依次安放的锚固锚具组合（1）、张拉承压块（2）、卧式千斤顶（3）、张拉承顶块（4）和张拉锚具组合（5）；所述锚固锚具组合（1）包括由上向下依次布置的上锚固夹板（11）、下锚固夹板（12）和底座（13），所述上锚固夹板（11）与下锚固夹板（12）通过曲面相互契合，并能通过永久夹持螺栓螺母（14）紧固在一起，所述下锚固夹板（12）与底座（13）通过传力栓（15）紧固在一起，所述底座（13）上供传力栓（15）通过的孔为横向条形孔，所述下锚固夹板（12）上供传力栓（15）通过的孔为弧形孔，且各个弧形孔的弧段均位于同一圆周上；所述张拉锚具组合（5）包括上张拉夹板（51）和下张拉夹板（52），所述上张拉夹板（51）与下张拉夹板（52）通过曲面相互契合，并通过张拉夹持螺栓螺母（53）紧固在一起；所述张拉承压块（2）上开有左右居中的第一水平条形孔（2a），张拉承顶块（4）上开有左右居中的第二水平条形孔（4a），所述张拉锚具组合（5）的前端面与所述张拉承顶块（4）的后端面抵压接触，且张拉锚具组合（5）与张拉承顶块（4）的抵压接触面之间能发生相对转动。

2.按照权利要求1所述的预应力片材二次夹持张拉锚固***，其特征在于：所述张拉锚具组合（5）的前端面、张拉承顶块（4）的后端面中，其中一个为平面，另一个面为凸曲面。

3.按照权利要求1所述的预应力片材二次夹持张拉锚固***，其特征在于：所述张拉锚具组合（5）的前端面、张拉承顶块（4）的后端面中，其中一个为为凸曲面，另一个为凹曲面，且凸曲面的曲率半径小于凹曲面的曲率半径。

4.按照权利要求1——3中任一项所述的预应力片材二次夹持张拉锚固***，其特征在于：所述卧式千斤顶（3）共两个，且布置于片材左右。

5.按照权利要求1——3中任一项所述的预应力片材二次夹持张拉锚固***，其特征在于：所述卧式千斤顶（3）为穿心卧式千斤顶，且片材从千斤顶中间穿过。

6.一种预应力片材二次夹持张拉锚固***，其特征在于：包括从前到后依次安放的锚固锚具组合（1）、张拉承压块（2）、卧式千斤顶（3）、张拉承顶块（4）和张拉锚具组合（5）；所述锚固锚具组合（1）包括由上向下依次布置的上锚固夹板（11）、下锚固夹板（12）和底座（13），所述上锚固夹板（11）与下锚固夹板（12）通过曲面相互契合，并能通过永久夹持螺栓螺母（14）紧固在一起，所述下锚固夹板（12）与底座（13）通过传力栓（15）紧固在一起，所述底座（13）上供传力栓（15）通过的孔为弧形孔，且各个弧形孔的弧段均位于同一圆周上，所述下锚固夹板（12）上供传力栓（15）通过的孔为横向条形孔；所述张拉锚具组合（5）包括上张拉夹板（51）和下张拉夹板（52），所述上张拉夹板（51）与下张拉夹板（52）通过曲面相互契合，并通过张拉夹持螺栓螺母（53）紧固在一起；所述张拉承压块（2）上开有左右居中的第一水平条形孔（2a），张拉承顶块（4）上开有左右居中的第二水平条形孔（4a），所述张拉锚具组合（5）的前端面与所述张拉承顶块（4）的后端面抵压接触，且张拉锚具组合（5）与张拉承顶块（4）的抵压接触面之间能发生相对转动。

7.按照权利要求6所述的预应力片材二次夹持张拉锚固***，其特征在于：所述卧式千斤顶（3）共两个，且布置于片材左右。

8.按照权利要求6所述的预应力片材二次夹持张拉锚固***，其特征在于：所述卧式千斤顶（3）为穿心卧式千斤顶，且片材从千斤顶中间穿过。

9.一种预应力片材二次夹持张拉锚固***，包括从前到后依次安放的锚固锚具组合（1）、张拉承压块（2）、卧式千斤顶（3）、张拉承顶块（4）和张拉锚具组合（5）；所述锚固锚具组合（1）包括上锚固夹板（11）和下锚固夹板（12），所述上锚固夹板（11）与下锚固夹板（12）通过曲面相互契合，并能通过永久夹持螺栓螺母（14）紧固在一起，所述下锚固夹板（12）上设置有轴线上下延伸的传力栓（15），所述下锚固夹板（12）上供传力栓（15）通过的孔为弧形孔，且各个弧形孔的弧段均位于同一圆周上；所述张拉锚具组合（5）包括上张拉夹板（51）和下张拉夹板（52），所述上张拉夹板（51）与下张拉夹板（52）通过曲面相互契合，并通过张拉夹持螺栓螺母（53）紧固在一起；所述张拉承压块（2）上开有左右居中的第一水平条形孔（2a），张拉承顶块（4）上开有左右居中的第二水平条形孔（4a），所述张拉锚具组合（5）的前端面与所述张拉承顶块（4）的后端面抵压接触，且张拉锚具组合（5）与张拉承顶块（4）的抵压接触面之间能发生相对转动。

10.按照权利要求9所述的预应力片材二次夹持张拉锚固***，其特征在于：所述卧式千斤顶（3）共两个，且布置于片材左右。

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