无粘结预应力筋可控分段锚具装置及其装配方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无粘结预应力筋可控分段锚具装置及其装配方法和应用，属于预应力混凝土结构应用领域，主要应用于大跨结构、体育场馆等无粘结预应力梁、板等构件。
【背景技术】
[0002]近年来，随着建设技术的发展，预应力混凝土结构也得到迅速发展，尤其是无粘结预应力混凝土结构，其具有无需预留孔道，适合复杂、曲线布筋的构件；施工简便；可补张拉；抗腐蚀能力强等优点得到大量应用。
[0003]在实际工程应用中往往出现多跨连续预应力梁，其长度有几十米甚至上百米，对采用无粘结预应力筋的多跨连续梁或楼板，在没有分段布置、分段张拉的情况下会产生不利的影响，主要表现为:
[0004]I)预应力损失大。对于几十米甚至是上百米的无粘结预应力梁的损失很大，预应力筋的孔道摩擦损失是与预应力筋的长度和梁跨数成正比的，预应力筋越长，摩擦损失越大，梁跨数越多，摩擦损失越大。即使采用两段张拉预应力，其预应力损失也会很大，尤其是多跨连续预应力梁。
[0005]2)锚具影响每一跨。锚具是无粘结预应力建立和保持的关键。对其安全可靠性、耐久性提出较高的要求。无粘结预应力筋的锚具在多跨连续梁的两个边跨梁外侧，且无粘结预应力筋在多跨梁中是可以自由滑动的，如其中一个锚具失效时，多跨连续梁的每一跨都会受到影响，因失去有效预应力而发生破坏，后果很严重。
[0006]3)每跨之间相互影响。无粘结预应力梁的特点之一就是无粘结预应力筋在多跨梁中是可以自由滑动的，对与多跨连续预应力梁，如其中一跨预应力梁受力较大而发生过大变形时，会影响到其他跨的预应力梁的受力及变形；如中一跨预应力梁发生破坏时，会影响到其他跨的预应力梁，甚至会发生连续破坏的情况。
[0007]4)区格的相互影响。对于几十米的无粘结预应力多跨楼板来说，在不分段时，存在由于部分区格的楼板温度变化大时，会影响其他区格楼板的受力及变形；产生连锁裂缝现象。
[0008]目前，无粘结预应力筋的分段是很好的解决办法，其主要方法有:
[0009]I)预应力筋分段布置。多跨连续预应力梁采用分段布置，分段张拉，但分段的部位需要预应力筋出楼板面张拉或者是在梁加腋端张拉，会增加预应力筋长度、加腋成本和施工工期。
[0010]2)预应力筋连接器。每一跨分段浇筑，分段布置，分段张拉，预应力筋采用连接器连接，无需预应力筋出楼板面或梁加腋张拉，不会增加预应力筋长度，但需分段浇筑，也同样会增加成本及施工工期。
[0011]总体而言，无粘结预应力多跨连续梁的分段问题尚未得到很好的解决。针对这些问题，提出无粘结预应力多跨连续梁分段装置。
【发明内容】
[0012]本发明目的在于针对上述无粘结预应力多跨连续梁或楼板的分段问题，提出了一种无粘结预应力筋可控分段锚具装置及其装配方法和应用，其主要通过在无粘结预应力筋上布置可控分段锚具装置，可以有效的解决上述无粘结预应力多跨连续梁预应力损失大、锚具影响每一跨、每一跨之间相互影响及预应力楼板区格相互影响等问题。
[0013]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0014]一种无粘结预应力筋可控分段锚具装置，包括双向锚杯、左夹片、弹簧、拉索、右夹片；所述双向锚杯长方向轴线处留有预应力筋穿过的通孔；所述双向锚杯内部中心处通孔直径大于双向锚杯左、右两侧外端部的只用于穿过预应力筋的通孔直径；所述双向锚杯的内部中心处通孔左、右两侧外开有双向对称的锥形孔，左、右锥形孔内分别设置有左夹片和右夹片；所述左夹片和右夹片均由多片锥形夹片组成，且锥形夹片锥度均与双向锚杯的左、右锥形孔相互匹配；左夹片和右夹片尾部均设置有斜向开孔耳板；所述弹簧两端分别与左夹片和右夹片的尾部斜向开孔耳板相连；所述拉索贯穿所述弹簧，且双向锚杯上方中部设置有可使左夹片、弹簧、拉索和右夹片通过的竖孔，竖孔与双向锚杯内部中心处通孔连通，拉索两端头均穿过双向锚杯的竖孔；其中，拉索拉紧时可使弹簧收缩，弹簧收缩时可带动左夹片和右夹片内收，进而松开所加持的预应力筋；拉索松开时可使弹簧伸长，弹簧伸长时可带动左夹片和右夹片外推，进而夹紧所加持的预应力筋。
[0015]进一步地，所述左夹片和右夹片均由2-3片锥形夹片组成。
[0016]进一步地，所述斜向开孔耳板倾斜方向分别与左、右锥形孔的锥形方向相反。
[0017]进一步地，所述竖孔为长方形孔，其长度方向沿通孔方向，其中，竖孔长度为左夹片或右夹片的长度加50mm ;竖孔宽度为左夹片或右夹片合围直径长度加50mm。
[0018]进一步地，双向锚杯中左、右对称的锥形孔长度分别为左夹片或右夹片的长度加50mmo
[0019]进一步地，拉索端头伸出双向错杯的竖孔后的长度为500mm?1000mm。
[0020]进一步地，所述无粘结预应力筋可控分段锚具装置为I个或多个，并布置在建筑结构节点核芯区内或布置在预应力筋的曲线低点处。
[0021]上述无粘结预应力筋可控分段锚具装置的装配方法，步骤如下:
[0022]步骤一:将左夹片和右夹片穿过双向锚杯上面的竖孔放置在相应的左、右锥形孔内；
[0023]步骤二:将拉索穿过弹簧；
[0024]步骤三:将弹簧穿过双向锚杯上面的竖孔放置于双向锚杯内部，同时将弹簧与左夹片和右夹片的尾部斜向开孔耳板相连，并将拉索两端头伸出竖孔；
[0025]步骤四:通过拉索拉紧弹簧，将预应力筋穿过双向锚杯的通孔，将其套设在弹簧以及左夹片和右夹片内部，然后放松拉索。
[0026]上述无粘结预应力筋可控分段锚具装置在多跨连续预应力梁中的应用。
[0027]装置工作原理:无粘结预应力筋可控分段锚具装置分不工作状态和工作状态。不工作状态一一拉紧拉索，弹簧收缩，左、右夹片内收，松开加持预应力筋；工作状态一一松开拉索，弹簧伸长，左、右夹片外推，夹紧加持预应力筋。通过改变可控分段锚具的工作状态来实现对多跨连续预应力梁分段的目的。进而实现减小预应力损失、避免锚具影响全跨及每一跨相互影响等目标。
[0028]有益效果:
[0029]1、减小预应力损失。在多跨连续预应力梁中，无粘结预应力筋可控分段锚具装置，在不工作状态时，可使无粘结预应力筋多跨通长张拉，与其他无粘结预应力筋一样；另一种是工作状态，实现多跨连续预应力梁的分段，可以减小摩擦损失。
[0030]2、避免锚具影响每一跨。在建立预应力后，使可控分段锚具装置处于工作状态，避免无粘结预应力筋在多跨梁中的自由滑动的，实现多跨连续预应力梁的分段。如其中一个锚具失效时，只能影响边跨预应力梁，不会影响中间其他跨预应力梁。
[0031]3、避免每跨之间相互影响。在建立预应力后，使可控分段锚具装置处于工作状态，避免无粘结预应力筋在多跨梁中的自由滑动的，实现多跨连续预应力梁的分段。避免其中一跨破坏后弓I起的连锁破坏。
[0032]4、避免楼板区格之间相互影响。在建立预应力后，使可控分段锚具装置处于工作状态，避免无粘结预应力筋在多跨连续楼板中的自由滑动的，实现多跨连续预应力楼板的分段。避免其中某个区格裂缝或破坏后引起的连锁裂缝或破坏。
[0033]5、预应力补张拉。可以通过可控分段锚具装置的不同状态，在不工作状态时，与其他无粘结预应力筋一样，可以实现多跨连续预应力筋的补张拉，为后期的维护提供方便。
[0034]5、施工简单、适应性强。具有无需增加预应力筋长度，无需出楼板面张拉，无需梁端加腋，施工方便快捷，工期较短，成本较低等特点。
[0035]本发明作为无粘结预应力筋可控分段锚具装置，由于具有较为明显的优势，将有很好的前景。
[0036]下面通过附图和实施例对本发明方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0037]图1为本发明无粘结预应力筋可控分段锚具装置剖视图；
[0038]图2为本发明的夹片结构及其尾部斜向开孔耳板示意图；
[0039]图3为本发明无粘结预应力筋可控分段锚具装置三维立体示意图；
[0040]图4为本发明在两跨连续预应力梁中的使用；
[0041]图5为本发明在三跨连续预应力梁中单个的使用；
[0042]图6为本发明在三跨连续预应力梁中多个的使用；
[0043]图中，1、预应力筋，2、双向锚杯，3、左夹片，4、弹簧，5、拉索，6、右夹片，31和