环链式预应力钢丝绳自动同步张拉系统及方法与流程

本发明涉及土建交通技术领域，具体是一种环链式预应力钢丝绳自动同步张拉系统及方法。

背景技术：

由于材料老化、施工质量、自然或人为等因素的影响，现有的很多桥梁房屋空心板结构急待修复和加固，世界各国每年都要为此耗费巨资。现有结构加固技术主要有增大截面法、粘钢加固法、粘贴纤维复合材料加固法、增设支点加固法、钢绞线网片-聚合物砂浆加固法等。现有加固方法主要存在以下问题：(1)加固材料与原有构件间存在应力滞后效应，共同工作能力较差，大大影响加固效果；(2)加固材料端部锚固长度不够，容易发现锚固端的剥离破坏，不能充分发挥材料强度；(3)增大原有构件的截面尺寸，增大自重，影响观瞻和使用。而预应力钢丝绳加固技术是一种非常好的加固技术，具有主动加固、无应力滞后效应、无剥离问题，且不增大原有构件的截面尺寸。但是现有预应力钢丝绳加固技术的张拉装置和方法不够成熟，在工程应用中存在使用不便、安装困难、效率低下的问题。因此，急需一种新的预应力钢丝绳自动同步张拉系统及方法以解决上述问题。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种环链式预应力钢丝绳自动同步张拉系统及方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种环链式预应力钢丝绳自动同步张拉系统，包括锚板，锚板通过植筋固定于待加固结构上；锚板内平行穿设有多根主螺纹杆，主螺纹杆一端与螺纹套筒通过内螺纹相连，螺纹套筒另一端连接钢丝绳；主螺纹杆另一端穿过锚板的开孔后，用锚固带齿螺母固定；锚板一侧设有张拉支架，各个主螺纹杆穿入张拉支架内后，分别通过连接套筒连接副螺纹杆，副螺纹杆另一端穿出张拉支架后，分别被张拉带齿螺母固定于张拉支架上；各个锚固带齿螺母与张拉带齿螺母分别连接驱动机构。

其中，驱动机构包括分别与各个锚固带齿螺母和张拉带齿螺母连接的两条链条，与锚固带齿螺母连接的链条连接锚固电机，与张拉带齿螺母连接的链条连接张拉电机。

其中，各个锚固带齿螺母和张拉带齿螺母均为中央开有内螺纹孔，且外轮廓有齿的螺母，齿与链条相互啮合。

其中，在张拉支架与锚板之间设有力传感器。

其中，螺纹套筒一端开有轴向内螺纹孔，另一端开有径向孔，轴向内螺纹孔用于连接主螺纹杆，钢丝绳穿过径向孔后，用挤压锚头锚固。

一种环链式预应力钢丝绳自动同步张拉方法，包括以下步骤：

(1)在待加固结构相应位置打孔，安装植筋；

(2)通过植筋将锚板固定于待加固结构上；

(3)钢丝绳在绕过螺纹套筒的开孔后，用挤压锚头锚固；

(4)将主螺纹杆穿过锚板的开孔后，旋进螺纹套筒的内螺纹中，主螺纹杆的另一端用锚固带齿螺母固定；

(5)将张拉支架抵在锚板的两侧的力传感器上，副螺纹杆穿过张拉支架的开孔后通过连接套筒与前面的主螺纹杆相连；

(6)将张拉带齿螺母依次安装在副螺纹杆上；

(7)待所有锚板上的钢丝绳安装完毕后，在张拉电机和锚固电机上安装齿轮和链条；

(8)控制张拉电机工作，带动张拉端链条和张拉带齿螺母的转动，从而对钢丝绳施加预应力，直至力传感器的读数达到设计张拉力，控制张拉电机停止；

(9)控制锚固电机工作，带动锚固端链条和锚固带齿螺母的转动，直至锚固电机因扭矩太大而停止转动，从而锁紧螺纹杆，控制锚固电机停止；

(10)最后卸下张拉带齿螺母、张拉电机、锚固电机、链条、齿轮、力传感器、连接套筒、副螺纹杆和张拉支架。

有益效果：本发明的一种环链式预应力钢丝绳自动同步张拉系统，具有以下有益效果：

1、通过一块锚板可以实现锚固多根钢丝绳，大大提高了对既有结构的加固效率和效果；

2、通过电机、齿轮和链条的传动装置，可以实现对钢丝绳的自动张拉、自动锁紧，大大节省了人工成本，提高了施工效率；

3、可以同时对锚板上的所有钢丝绳实施同步张拉和同步锁紧，避免了多根钢丝绳预应力分布不均匀而导致承载力降低的问题；

4、张拉带齿螺母、张拉电机、锚固电机、链条、齿轮、力传感器、连接套筒和张拉支架均可拆卸并重复使用，大量节约了加固成本；

5、综合起来，本环链式预应力钢丝绳自动同步张拉系统及方法具有使用方便、安装简单、快速高效的特点。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为张拉支架俯视图；

图3为张拉支架侧视图；

图4为锚板俯视图；

图5为锚板与待加固结构连接结构侧视图。

图中：1-锚板，2-植筋，3-钢丝绳，4-螺纹套筒，5-挤压锚头，6-主螺纹杆，7-张拉支架，8-连接套筒，9-力传感器，10-张拉电机，11-锚固电机，12-张拉带齿螺母，13-链条，14-齿轮，15-待加固结构，16-锚固电机，17-副螺纹杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示的一种环链式预应力钢丝绳自动同步张拉系统，包括锚板1，锚板1通过植筋2固定于待加固结构15上；锚板1内平行穿设有多根主螺纹杆6，主螺纹杆6一端与螺纹套筒4通过内螺纹相连，螺纹套筒另一端连接钢丝绳3；主螺纹杆6另一端穿过锚板1的开孔后，用锚固带齿螺母11固定；锚板1一侧设有张拉支架7，各个主螺纹杆6穿入张拉支架7内后，分别通过连接套筒8连接副螺纹杆17，副螺纹杆17另一端穿出张拉支架7后，分别被张拉带齿螺母12固定于张拉支架7上；各个锚固带齿螺母11与张拉带齿螺母12分别连接驱动机构；在张拉支架7与锚板1之间设有力传感器9。驱动机构包括分别与各个锚固带齿螺母11和张拉带齿螺母12连接的两条链条，与锚固带齿螺母11连接的链条连接锚固电机16，与张拉带齿螺母12连接的链条连接张拉电机10，各个锚固带齿螺母11和张拉带齿螺母12均为中央开有内螺纹孔，且外轮廓有齿的螺母，齿与链条相互啮合。螺纹套筒4一端开有轴向内螺纹孔，另一端开有径向孔，轴向内螺纹孔用于连接主螺纹杆6，钢丝绳3穿过径向孔后，用挤压锚头5锚固。挤压锚头5由软质材料制作，内开有孔洞，钢丝绳3穿过挤压锚头5后，用工具挤压所述挤压锚头5，锚固钢丝绳3。本发明中，钢丝绳3被挤压锚头锚固，另一端固定于梁或者柱上。

本发明还提供一种环链式预应力钢丝绳自动同步张拉方法，包括以下步骤：

(1)在待加固结构15相应位置打孔，安装植筋5；

(2)通过植筋2将锚板1固定于待加固结构15上；

(3)钢丝绳3在绕过螺纹套筒4的开孔后，用挤压锚头5锚固；

(4)将主螺纹杆6穿过锚板1的开孔后，旋进螺纹套筒5的内螺纹中，主螺纹杆6的另一端用锚固带齿螺母11固定；

(5)将张拉支架7抵在锚板1的两侧的力传感器9上，副螺纹杆17穿过张拉支架7的开孔后通过连接套筒8与前面的主螺纹杆6相连；

(6)将张拉带齿螺母12依次安装在副螺纹杆17上；

(7)待所有锚板1上的钢丝绳3安装完毕后，在张拉电机10和锚固电机16上安装齿轮14和链条13；

(8)控制张拉电机10工作，带动张拉端链条13和张拉带齿螺母12的转动，从而对钢丝绳3施加预应力，直至力传感器9的读数达到设计张拉力，控制张拉电机10停止；

(9)控制锚固电机16工作，带动锚固端链条13和锚固带齿螺母11的转动，直至锚固电机16因扭矩太大而停止转动，从而锁紧螺纹杆6，控制锚固电机16停止；

(10)最后卸下张拉带齿螺母12、张拉电机10、锚固电机16、链条13、齿轮14、力传感器9、连接套筒8、副螺纹杆17和张拉支架7。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。