专利名称：先压法钢管压锚装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种产生混凝土予拉应力的装置，用于土木工程的钢筋混凝土和予应力混凝土结构中，可提高结构承载能力或减小梁的高度。还可用于钢筋混凝土和予应力混凝土结构的加固。
现有的H·瑞芬斯徒尔(H·Reiffenstuhl)教授发明的“后压法粗钢筋压锚系统”，是在予应力混凝土梁的受压区内设置特制的钢套管，待混凝土凝固达到设计强度后，用特殊千斤顶将高强度粗钢筋在特制的套管内压缩后，再用特殊的锚具固定在梁的端部，借助于钢筋的弹性恢复力，使受压区的混凝土产生拉应力。另一种装置是DT-2342049“可变予加力的建筑构件-芯棒予加拉力、套管予加压力”。这二种系统的主要缺点是1、粗钢棒或粗钢筋压入钢套管后都要产生很大的摩阻力，予应力损失很大，不能有效地利用钢材强度而多用钢材;
2、全部粗钢筋与套管都属消耗性材料不能回收，其中瑞氏压锚系统必须沿梁全长布置到两侧的梁端，不能按弯矩内力包络图配筋，用钢量很大;
3、必须采用特制的千斤顶、钢套管、锚具以及有关的专用附属设备，施工设备成本高;
4、施工麻烦，工序多，进度慢，工期长;
5、DT-2342049只适用于钢结构。
本发明的目的是设计一种先压法钢管压锚装置。该装置可使钢筋混凝土和预应力混凝土结构中的受弯构件(梁)和承压构件(柱)的受压区的混凝土产生拉应力，用以抵消部分荷载应力，主要是结构自重的压应力，从而提高截面的承载能力或减小截面尺寸。对于承重梁来说，可以做成建筑高度很小的超低高度梁，可节省工程投资，还可经济地、有效地用于混凝土结构加固。因此，本发明具有较大的经济效益。
本发明的设计方案是由加力部件和承压部件组成。加力部件，包括高强度粗钢筋和轧丝锚具即垫圈和锚固螺帽;承压部件，包括高强度无缝钢管和锚固钢板。加力部件为工具性装置，可回收重复使用，承压部件为结构性装置，用于建立混凝土的拉应力，永存于结构之内。
本发明的优点是1、不产生摩阻力，无摩阻力损失，可高效地利用钢材;
2、可按弯矩内力包络图配筋，节省钢材;
3、不需采用特制的施工机具设备以及特制的锚具和套管等，只要采用普通预应力混凝土结构中常用的千斤顶，轧丝锚具和粗钢筋，即可对钢管建立预压应力，释放钢管压应力后，即可建立预拉应力混凝土结构;
4、施工工艺简单，速度快，工期短;
5、压锚系统全部可以工业化、工厂化，批量生产，也可以就地制造安装，粗钢筋与轧丝锚具可回收重复周转应用，降低成本。
结合附图作进一步说明。
图1为工作原理图;
图1-1为梁截面上混凝土应力图;一号为拉应力，十号为压应力。
在梁的受压区上缘配置本发明先压法压锚装置的预压钢管，将钢管的预压力释放后就对截面产生拉应力，与普通预应力混凝土梁的预应力组合后，可将自重应力抵消为零，即零应力状态。使得截面上的抗弯强度完全用于承受活载应力，因而提高了结构的承载能力，使梁的高度可减小到普通预应力混凝土梁所无法设计的最小高度，以满足特殊设计的要求，并可节约工程投资。
图2为构造图。
图2-1为A-A剖面图。
本发明的构造设计由加力部件和承压部件两部分组成。加力部件包括高强度粗钢筋2和轧丝锚具，即垫圈4和锚固螺帽5;承压部件包括高强度无缝钢管1和锚固钢板3。加力部件为工具性装置，可回收重复使用;承压部件为结构性装置，用于建立混凝土的拉应力，永存于结构之内。其联接方式是高强度粗钢筋2的两端加工成螺纹，高强度粗钢筋2穿入高强度无缝钢管1内，然后在高强度粗钢筋2的两端套上开有孔的方形锚固钢板3，再安装轧丝锚具即垫圈4和锚固螺帽5，螺纹钢筋6的一端焊接或镦头锚固在锚固钢板3上，另一端处于自由状态，使用时埋筑于混凝土中，其根数和长度按设计要求决定，两端的锚固钢板3上均同样设置螺纹钢筋6。
图3为本发明建立混凝土预拉应力实施例的工艺流程图。
本发明建立混凝土预拉应力工艺步骤是首先将两端有螺纹的高强度粗钢筋2穿入高强度无缝钢管1内，然后在高强度粗钢筋2的两端套上开有孔洞的方形锚固钢板3，安装轧丝锚具即垫圈4和锚固螺帽5，螺纹钢筋6的一端焊接或镦头锚固在锚固钢板3上，另一端自由埋筑于混凝土中。用YC-60型千斤顶张拉高强度粗钢筋2，反力通过锚固钢板3，使高强度无缝钢管1受到预压应力，张拉高强度粗钢筋2达到设计吨位后，拧紧锚固螺帽5，于是就完成了先压法钢管压锚装置。在工程结构中应用时，首先将压锚装置安装在模板中的设计部位，待混凝土达到设计强度后，拧松锚固螺帽5，释放出高强度粗钢筋2中的拉力，高强度无缝钢管1即因其材料的弹性而回弹，释放出其所承受的压力(对混凝土产生拉应力)，并通过高强度无缝钢管1和混凝土的接触面以及螺纹钢筋6传递到梁体内，使混凝土获得了预拉应力(图3)。高强度无缝钢管1可用光面无缝钢管、外螺纹面无缝钢管、异形截面无缝钢管、光面加焊接抗剪器无缝钢管等;加力钢筋可用高强度粗钢筋、钢丝束以及钢绞线和相应的锚具。
本发明不仅可满足有特殊设计要求，例如超低高度梁、加固承载力不足的梁等的预应力混凝土结构，还可应用于普通钢筋混凝土结构中，同样可节省工程投资。
权利要求
1.一种先压法钢管压锚装置，包括钢管、钢筋和轧丝锚具，其特征在于该装置是由加力部件和承压部件及螺纹钢筋(6)组成加力部件，包括高强度粗钢筋(2)和轧丝锚具即垫圈(4)和锚固螺帽(5)；承压部件，包括高强度无缝钢管(1)和锚固钢板(3)；高强度粗钢筋(2)的两端加工成螺纹，高强度粗钢筋(2)穿入无缝钢管(1)内，在高强度粗钢筋(2)的两端套上开有孔的方形锚固钢板(3)，轧丝锚具即垫圈4和锚固螺帽5安装在高强度粗钢筋(2)的两端，螺纹钢筋(6)的一端焊接或镦头锚固在锚固钢板(3)上，另一端处于自由状态。
全文摘要
先压法钢管压锚装置是在混凝土结构中建立预拉应力的一种装置，使结构的受压区产生拉应力，用以抵消部分荷载，主要是结构自重的压应力，从而提高了结构的承载能力或减小截面尺寸。本发明的特点是不产生摩阻力，无摩阻力损失；可按弯矩内力包络图配筋，节省钢材。本发明由加力部件和承压部件组成；加力部件包括钢筋和轧丝锚具，加力部件可回收重复使用；承压部件包括无缝钢管和锚固钢板。本发明可应用于预应力混凝土和钢筋混凝土结构。
文档编号E04C3/26GK1059953SQ9010293
公开日1992年4月1日 申请日期1990年9月14日 优先权日1990年9月14日
发明者袁国干 申请人:同济大学