专利名称：低回缩预应力混凝土构件应力施加方法及其工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及预应力混凝土构件制造技术领域，尤其是一种包含有中、短束预应力筋的低回缩预应力锚具及应力施加方法和工具。
背景技术：
近年来，随着公路、铁路建设的发展，预应力锚具也得到了很好的应用；而在实际工程施工中对于中、短束预应力筋，若采用传统的夹片式锚具很难满足张拉控制应力的要求，存在主拉应力超过规范规定的限值而产生的斜裂缝、有效永久预应力损失大、锚具回缩 量大、预应力筋利用率低等问题。针对这些问题，人们提出了后张法小吨位、短预应力筋张拉锚固的研究课题。
发明内容
本发明提供一种低回缩预应力锚具及应力施加方法和工具，它可以解决中、短束预应力筋的预应力混凝土构件制造过程中存在的应力施加过度和预应力筋利用率低的问题。为了解决上述技术问题，本发明所采用的低回缩预应力混凝土构件应力施加方法的技术方案是它包括预制好的混凝土构件，该混凝土构件的预应力筋孔中装入有一端锚固在该混凝土构件中的预应力筋
A、所述混凝土构件在其预应力筋孔的预应力筋张拉端内埋装有锚垫板；
B、将张拉端的预应力筋通过外侧具有锥形面的夹片夹持在锚板的锥孔内，所述锚板通过螺纹装在一个螺母的螺纹孔中；
C、第一次张拉用张拉工具夹持预应力筋，并将该张拉工具通过限位顶压筒顶压在所述夹片大头端的限位板，启动所述预应力筋的张拉工具将所述预应力筋进行张拉，当混凝土构件受到的压应力达到设定值，保持一定时间让该压应力稳定后，释放所述张拉工具的载荷，让所述夹片随同回缩的所述预应力筋进入所述锚板中锚固；
D、第二次张拉经过一次所述张拉之后再用所述张拉工具夹持预应力筋，并将该张拉工具顶在所述锚垫板上预应力筋随同所述锚板及该锚板中的夹片一同拉出，让混凝土构件受到的压应力达到设定值，保持一定时间让该压应力稳定后，驱动螺母旋转，使螺母压接在所述锚垫板上，然后释放所述张拉工具；进行所述第二次张拉后完成对预应力混凝土构件应力的施加。上述的低回缩预应力混凝土构件应力施加方法的技术方案中，更具体的还可以是
所述张拉工具有一个张拉千斤顶，在该张拉千斤顶的前端连接有一个支撑脚，所述支撑脚内装有螺母套筒，在该螺母套筒内装有一个限位顶压筒，所述支撑脚设有向所述限位顶压筒承压面施压的顶压面，所述支撑脚在所述顶压面的一侧设有供所述限位顶压筒承压面向后缩回的退让槽，所述限位顶压筒设有伸出所述支撑脚的伸缩控制手柄；所述螺母套筒设有一个伸出所述支撑脚外的旋转驱动手柄；所述C步骤中，是通过所述伸缩控制手柄驱动所述限位顶 压筒转动，让所述限位顶压筒向前伸出，让所述限位顶压筒的承压面转到对准所述支撑脚的顶压面，使限位顶压筒的前端顶压在所述夹片的限位板上才启动张拉千斤顶对所述预应力筋第一次张拉；在所述D步骤中，是通过所述伸缩控制手柄驱动所述限位顶压筒转动，让所述限位顶压筒的承压面转到对准所述支撑脚的退让槽，让所述支撑脚的前端顶在所述锚垫板上，才启动张拉千斤顶对所述预应力筋作第二次张拉；所述驱动螺母旋转是通过旋转驱动手柄，让旋转驱动手柄通过螺母套筒来带动所述螺母旋转。所述张拉千斤顶可以是有一个缸筒，该缸筒的前端设有通孔，所述缸筒前端密封连接有内孔与所述通孔连通的穿心套筒；在所述缸筒与所述穿心套筒之间装有一个空心的，外端伸出所述缸筒的活塞杆，该活塞杆的外端装有用于夹持预应力筋的工具锚板和装在该工具锚板锥孔中的工具夹片。本发明所提供的低回缩预应力混凝土构件应力施加方法用的工具的技术方案是有一个张拉千斤顶，在该张拉千斤顶的前端连接有一个支撑脚，所述支撑脚内装有螺母套筒，在该螺母套筒内装有一个限位顶压筒，所述支撑脚设有向所述限位顶压筒承压面施压的顶压面，所述支撑脚在所述顶压面的一侧设有供所述限位顶压筒承压面向后缩回的退让槽，所述限位顶压筒设有伸出所述支撑脚的伸缩控制手柄；所述螺母套筒设有一个伸出所述支撑脚外的旋转驱动手柄；所述张拉千斤顶有一个缸筒，该缸筒的前端设有通孔，所述缸筒前端密封连接有内孔与所述通孔连通的穿心套筒；在所述缸筒与所述穿心套筒之间装有一个空心的，外端伸出所述缸筒的活塞杆，该活塞杆的外端装有用于夹持预应力筋的工具锚板和装在该工具锚板锥孔中的工具夹片。由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果
I、由于对张拉端的锚板装在一个螺母的螺纹孔内，通过螺母调整来补偿预应力筋张拉伸出量，因此可以获得第二次对预应力筋张拉施力后回缩量很小的效果，因此张拉端锚具结构可以较为紧凑，外形结构尺寸较小，张拉端锚具用预留槽口尺寸可以大大减少。2、由于预应力筋张拉施力后回缩量很小，可以控制在I毫米以内，预应力筋有效永久预应力损失大大减少。3、由于预应力筋张拉施力后回缩量很小，可以避免出现由于第一次张拉应力过高造成的预应力混凝土斜裂缝。4、由于筋张拉施力后回缩量很小，可以提高整套锚具的预应力筋的利用率。
图I是低回缩预应力混凝土构件实施例一的结构剖视图。图2是图I中预应力筋张拉锚固端的锚板的主视图。图3是图I中预应力筋张拉锚固端的锚板的俯视图。图4是图I中螺母形式之一的主视图。图5是图I中螺母形式之一的俯视图。图6是图I中螺母形式之二的主视图。图7是图I中螺母形式之二的俯视图。图8是低回缩预应力混凝土构件实施例二的结构剖视图。
图9是低回缩预应力混凝土构件应力施加方法中第一次张拉预应力筋的示意图。图10是图9中B处的局部放大视图。图11是图9中支撑脚主视图。图12是图11中A— A处的剖视图
图13是图9中螺母套筒形式之一的主视图。图14是图9中螺母套筒形式之一的左视图。 图15是图9中螺母套筒形式之二的主视图。图16是图9中螺母套筒形式之二的左视图。图17是图9中限位顶压筒的主视图。图18是图9中限位顶压筒的左视图。图19是低回缩预应力混凝土构件应力施加方法中第二次张拉预应力筋结束时的示意图。图20是图19中C处的局部放大视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详述
图I所示的是用于铁路桥涵中的低回缩预应力混凝土构件，有一块预制的混凝土构件1，在混凝土构件I中，预埋有用于穿装预应力筋2的波纹管3，在波纹管3中穿装有多根预应力筋2。混凝土构件I的左端为预应力筋2的固定锚固端，在该端的混凝土构件I内预埋有锚垫板25和设在锚垫板25外的金属螺旋筋5，在锚垫板外装有一块锚板26，每根预应力筋2的左端分别穿装在锚板26的其中一个锥形孔中，并由该锥形孔内的两片外侧面与该锥形孔壁对应的锥形面的夹片15夹持固定。混凝土构件I的右端为预应力筋2的张拉锚固端，在该端的混凝土构件I内预埋有锚垫板4和设在在锚垫板4外的金属螺旋筋5，处在这端的预应力筋2分别通过装在如图
2、图3所示锚板6锥形孔中的多付夹片夹15持固定在该锚板6内，锚板通过其外侧螺纹装在如图4、图5或图6、图7所示螺母7的螺纹孔中，螺母7的螺纹为60度角的三角形螺纹，螺母7压接在锚垫板4上，螺母7夹持部的外侧面由多个平面围成或有多个凹槽，以便于夹持工具夹持驱动。图8所示的是用于公路桥函中的低回缩预应力混凝土构件，它有一块预制的混凝土构件1，它的左端为预应力筋2的固定锚固端，在该端的混凝土构件I中，埋装有由压板
8、垫板9，在压板8和垫板9之间的挤压套10和设在挤压套10内孔中的挤压簧11以及连接压板8和垫板9的螺栓12、螺母15构成的挤压式锚具，每个挤压套10通过挤压簧11握持住一根预应力筋2，每根预应力筋2在挤压式锚具均穿在一个埋在混凝土构件I中的约束环13，在约束环13外的混凝土构件I中还埋设有金属螺旋筋5，预应力筋2在混凝土构件I的部分穿装在塑料波纹管3中，还有一根用于向波纹管3内浇注混凝土浆料的灌浆管14，这些部分均为现有技术。图8所示的低回缩预应力混凝土构件的右端为预应力筋2的张拉锚固端，该端的结构中，均与图I所示实施例张拉锚固端完全相同。
图I、图8所示低回缩预应力混凝土构件的应力施加方法参见图9:
图9、图10所示，先将张拉端的预应力筋I通过外侧具有锥形面的夹片15夹持在锚板6的锥孔内，锚板6通过螺纹装在螺母7的螺纹孔中；用一种专用的张拉工具，这种张拉工具有一个张拉千斤顶，这种张拉千斤顶是现有的技术，它有一个缸筒，缸筒的前端设有通孔，缸筒前端密封连接有内孔与缸筒前端通孔连通的穿心套筒，在缸筒与穿心套筒之间装有一个空心的，外端伸出缸筒的活塞杆，活塞杆的外端装有用于夹持预应力筋2的工具锚板18和装在工具锚板锥孔中的工具夹片24，在张拉千斤顶的前端通过螺钉连接有一个如图11、图12所示的支撑脚19，支撑脚19是设有轴向槽和槽向槽的筒体结构，支撑脚19内装有一个如图13、图14所示的螺母套筒16,(本实施例的螺母如图4、图5所示；如果螺母采用的是如图6、图7所示结构，则螺母套筒将采用图15、图16所示结构)在螺母套筒16内装有一个如图17、图18所示的限位顶压筒17，限位顶压筒17的后端设有在筒形基体两对侧径向突出的承压部，该承压部的后端面为承压面，支撑脚19内设有向限位顶压筒17承压面施压的止口作为顶压面，支撑脚19在顶压面的一侧的轴向槽是供限位顶压筒17承压面向后缩回的退让槽，限位顶压筒17连接有伸出支撑脚外的伸缩控制手柄22 ;螺母套筒16连接有一个伸出支撑脚19外的旋转驱动手柄23。使用上述张拉工具对预应力筋2第一次主张拉施力时，通过伸缩控制手柄22驱动限位顶压筒17转动，让限位顶压筒17向前伸出，让它的承压面转到对准支撑脚19的顶压面，使限位顶压筒17的前端顶压在限位板27上，限位板27顶压在夹片15的大头端面，将预应力筋2的右端用工具夹片24夹持固定在工具锚板的锥形孔内固定后，才通过液压系统向张拉千斤顶内注油启动张拉工具对预应力筋2第一次张拉，让混凝土构件I受到的压应力达到设定值，保持2分钟时间让该压应力稳定后，释放张拉工具的载荷，让夹片随同回缩的预应力筋2进入锚板6中锚固；经过第一次主张拉施力释放后，再进行第二次张拉通过伸缩控制手柄22驱动限位顶压筒17转动，让限位顶压筒17的承压面转到对准支撑脚 19的退让槽，让支撑脚19的前端顶在锚垫板4上，才通过液压系统向张拉千斤顶内注油启动张拉工具对预应力筋2作第二次张拉，夹紧预应力筋2的锚板4及该锚板中的夹片15随同预应力筋2 —同向后拉出，让混凝土构件2受到的压应力达到设定值，保持2分钟时间让该压应力稳定后，通过旋转驱动手柄23，让旋转驱动手柄23通过螺母套筒16来驱动螺母7旋转，使螺母7压接在锚垫板4上，如图19、图20所示，最后释放张拉工具的载荷，让预应力筋2连同锚板6只是作微小的回缩便固定在锚垫板4上即完成对预应力混凝土构件应力的施加。
权利要求
1.一种低回缩预应力混凝土构件应力施加方法，包括预制好的混凝土构件，该混凝土构件的预应力筋孔中装入有一端锚固在该混凝土构件中的预应力筋，其特征在于 A、所述混凝土构件在其预应力筋孔的预应力筋张拉端内埋装有锚垫板； B、将张拉端的预应力筋通过外侧具有锥形面的夹片夹持在锚板的锥孔内，所述锚板通过螺纹装在一个螺母的螺纹孔中； C、第一次张拉用张拉工具夹持预应力筋，并将该张拉工具通过限位顶压筒顶压在所述夹片大头端的限位板，启动所述预应力筋的张拉工具将所述预应力筋进行张拉，当混凝土构件受到的压应力达到设定值，保持一定时间让该压应力稳定后，释放所述张拉工具的载荷，让所述夹片随同回缩的所述预应力筋进入所述锚板中锚固； D、第二次张拉经过一次所述张拉之后再用所述张拉工具夹持预应力筋，并将该张拉工具顶在所述锚垫板上预应力筋随同所述锚板及该锚板中的夹片一同拉出，让混凝土构件受到的压应力达到设定值，保持一定时间让该压应力稳定后，驱动螺母旋转，使螺母压接在所述锚垫板上，然后释放所述张拉工具；进行所述第二次张拉后完成对预应力混凝土构件应力的施加。
2.根据权利要求I所述的低回缩预应力混凝土构件应力施加方法，其特征在于 所述张拉工具有一个张拉千斤顶，在该张拉千斤顶的前端连接有一个支撑脚，所述支撑脚内装有螺母套筒，在该螺母套筒内装有一个限位顶压筒，所述支撑脚设有向所述限位顶压筒承压面施压的顶压面，所述支撑脚在所述顶压面的一侧设有供所述限位顶压筒承压面向后缩回的退让槽，所述限位顶压筒设有伸出所述支撑脚的伸缩控制手柄；所述螺母套筒设有一个伸出所述支撑脚外的旋转驱动手柄； 所述C步骤中，是通过所述伸缩控制手柄驱动所述限位顶压筒转动，让所述限位顶压筒向前伸出，让所述限位顶压筒的承压面转到对准所述支撑脚的顶压面，使限位顶压筒的前端顶压在所述夹片的限位板上才启动张拉千斤顶对所述预应力筋第一次张拉； 在所述D步骤中，是通过所述伸缩控制手柄驱动所述限位顶压筒转动，让所述限位顶压筒的承压面转到对准所述支撑脚的退让槽，让所述支撑脚的前端顶在所述锚垫板上，才启动张拉千斤顶对所述预应力筋作第二次张拉；所述驱动螺母旋转是通过旋转驱动手柄，让旋转驱动手柄通过螺母套筒来带动所述螺母旋转。
3.根据权利要求2所述的低回缩预应力混凝土构件应力施加方法，其特征在于所述张拉千斤顶有一个缸筒，该缸筒的前端设有通孔，所述缸筒前端密封连接有内孔与所述通孔连通的穿心套筒；在所述缸筒与所述穿心套筒之间装有一个空心的，外端伸出所述缸筒的活塞杆，该活塞杆的外端装有用于夹持预应力筋的工具锚板和装在该工具锚板锥孔中的工具夹片。
4.一种低回缩预应力混凝土构件应力施加方法用的工具，其特片在于有一个张拉千斤顶，在该张拉千斤顶的前端连接有一个支撑脚，所述支撑脚内装有螺母套筒，在该螺母套筒内装有一个限位顶压筒，所述支撑脚设有向所述限位顶压筒承压面施压的顶压面，所述支撑脚在所述顶压面的一侧设有供所述限位顶压筒承压面向后缩回的退让槽，所述限位顶压筒设有伸出所述支撑脚的伸缩控制手柄；所述螺母套筒设有一个伸出所述支撑脚外的旋转驱动手柄；所述张拉千斤顶有一个缸筒，该缸筒的前端设有通孔，所述缸筒前端密封连接有内孔与所述通孔连通的穿心套筒；在所述缸筒与所述穿心套筒之间装有一个空心的，夕卜端伸出所述缸筒的活塞杆，该活塞杆的外端装有用于夹持预应力筋的工具锚板和装在该工具锚板锥孔 中的工具夹片。
全文摘要
本发明公开了一种低回缩预应力混凝土构件应力施加方法及其工具，其中构件中采用的张拉端锚具是将锚板通过螺纹装在螺母的螺纹孔中，这种结构的低回缩预应力锚具通过采用了一种专用张拉工具对预应力筋进行二次张拉，可以获得预应力筋回缩量小，从而有效解决了传统锚固工艺存在的主拉应力超过规范规定的限值时易产生斜裂缝、预应力钢绞线有效永久预应力损失大预应力筋利用率低等问题。
文档编号E04G21/12GK102912987SQ20121044479
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者梅治乾, 梅树滔, 唐茂, 刘建英, 金童, 韦建宏 申请人:柳州市邱姆预应力机械有限公司