专利名称：一种热处理高强屈比钢筋先张夹具及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种张拉夹具及其使用方法，特别是关于一种在预应力混凝土先张法施工中使用的热处理高强屈比钢筋(高强PC钢棒)先张夹具及其使用方法。
背景技术：
我国目前预应力钢筋主要采用高碳钢系列的高强钢丝、钢绞线，其强度标准值为 1570MI^ 1860MPa，但高强钢丝、钢绞线的生产过程中需要进行酸洗，从而造成环境污染。 为了避免酸洗，减少环境污染，中国钢研科技集团有限公司成功研制了以低合金钢丝经热处理替代高强钢丝、钢绞线的预应力混凝土用热处理高强屈比钢筋，填补了国内的一项空白。目前这种新产品的规格有Φ 7mm、(359讓，强度为80010^、97010^、127010^级等。但是我国目前尚没有现成的夹具能实现对这种钢筋的张拉与锚固。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种锚固性能可靠，效率系数高，操作方便， 且能够重复使用的预应力混凝土用热处理高强屈比钢筋先张夹具及其使用方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种热处理高强屈比钢筋先张夹具，其特征在于它包括圆筒形锚环，所述锚环内径为一锥孔，所述锥孔内设置有三块互成 120°的夹片，所述夹片的大头端外壁设置有凹槽，所述凹槽内设置有一将三块所述夹片连接成一体的0型密封圈；每一所述夹片内壁均设置有螺牙，所述螺牙径向截面呈锯齿形。所述锚环内部的锥孔的圆锥角为11° 15°，且组合后的三块所述夹片外锥面的圆锥角比所述锚环上的锥孔圆锥角大5' 30'。所述螺牙的齿顶角为Y，76 °彡Y彡78 °，螺牙的前沿角为β， 69° < β <71°，螺牙的牙距是t，0.75毫米< 1.25毫米。所述夹片的小头端内孔设置有一段外大内小的喇叭状开口。所述开口的开口角为θ，6°彡θ彡8° ；开口的长度为1，7毫米彡1彡10毫米。在所述锚环内的锥孔尾部再设置一段直孔，所述直孔的端口处设置有三个互成 120°的内凸卡口，所述直孔内设置有一弹簧，在所述弹簧的尾部设置有一压盖，所述压盖上设置有三对与所述直孔的内凸卡口配合的凸台，每一对所述凸台的高度为一高，一低，每一低的所述凸台定位时，卡设在一所述直孔的内凸卡口内，而高的所述凸台卡靠在所述内凸卡口的边缘。上述一种热处理高强屈比钢筋先张夹具的使用方法，包括以下步骤1)将钢筋穿入先张台座端部横梁中，再将一夹具锚环的锥孔小端从钢筋一端端头套入，并贴近先张台座端部横梁，然后将通过0型密封圈组装的三片夹片小头端从钢筋作为固定端的伸出端套入，并安装到锚环的锥孔中；采用相同方法安装，将另一夹具安装在钢筋的拉伸端；2)用锤子敲击钢筋固定端的三片夹片的大头端，使该端的夹具夹紧钢筋；幻用张拉设备张拉钢筋的张拉端至预定值；4)在先张台座中浇注混凝土，当混凝土养护达到设计规定强度后，放张钢筋，钢筋的回弹力就在成型的混凝土构件内产生预应力。上述另一种热处理高强屈比钢筋先张夹具的使用方法，包括以下步骤1)首先组装夹具，将通过0型密封圈组装的三片夹片安装到锚环的锥孔中，再将弹簧和压盖旋入锚环，并使压盖上低的凸台进入内凸卡口内卡住，将夹具组装好；幻将钢筋穿入先张台座端部横梁中，再将组装好的一夹具的锚环锥口端从钢筋的伸出端套入，并贴近先张台座端部横梁，将此端作为固定端固定；采用相同方法，将另一夹具套入钢筋的张拉端并固定；3)用张拉设备张拉钢筋的张拉端至预定值，弹簧会自动推进夹片，使其可靠锚固在锚环的锥孔内；4)在先张台座中浇注混凝土，当混凝土养护达到设计规定强度后，放张钢筋，钢筋的回弹力就在成型的混凝土构件内产生预应力。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明由于设置了一具有锥孔的锚环，并在锥孔内设置了由0型密封圈连接的三块互成120°的夹片，且在每一所述夹片内壁均设置有螺牙，因此可以很好地实现对高强屈比钢筋在进行张拉时的锚固。2、本发明由于在三片夹片内采用前沿角β、齿顶角为Y和牙距t的合理的范围选择及配合，保证了螺牙齿对热处理高强屈比钢筋嵌入的深度，锚固性能可靠，锚固效率系数高，可以满足夹片跟进自行锚固，不发生滑丝的需要，也便于对热处理高强屈比钢筋多次张拉时，三片夹片松开，使热处理高强屈比钢筋退出，具有良好的松锚性能；同时又能防止螺牙齿咬入过深引起热处理高强屈比钢筋过早断裂。3、本发明由于在夹片入口处设置一喇叭状开口，并选择了开口的开口角θ和锥面长度为1的参数合理配合，不仅可以防止在张拉时发生热处理高强屈比钢筋在夹片入口处被夹伤或咬断的现象，还可以有效地保证夹具优良的静载性能和多次重复使用性能。4、本发明由于在锚环的锥孔尾部设置一弹簧和一压盖，因此使操作时三片夹片受一定的顶压力，张拉加载时三片夹片跟进良好，保证夹具对热处理高强屈比钢筋可靠地夹持，保证夹具具有可靠的自锚性能。5、本发明由于在直孔的端部设置了内凸卡口，并在压盖端部设置了与内凸卡口配合的一低一高两个凸台，因此在操作时，可以通过推动并旋转压盖实现本发明的快速卡紧或拆卸，同时也非常有利于本发明夹具的反复使用。 本发明安装使用方便，可以广泛用于建筑领域预应力混凝土先张法施工过程中。
图1是本发明结构示2是本发明锚环结构示意3是本发明三块夹片组合结构示意4是图3的右视示意5是本发明夹片内壁螺牙结构示意6是本发明的实施例2结构示7是本发明实施例2锚环结构示意8是图7的左视示意9是本发明压盖结构示意10是图9的右视示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。实施例1 如图1、图2所示，本实施例包括一圆筒形锚环1，锚环1内径为一锥孔2，锥孔2的圆锥角2 α =14°，圆锥角可以在11° 15°内变化。锥孔2内设置有用于夹装钢筋3的三块互成120°的夹片4 (如图3、图4所示)，组合后的三块夹片4外锥面的圆锥角比锥孔2 的圆锥角大5' 30'，组合后的三块夹片4的大头端外壁设置有一圈凹槽5，凹槽5内设置有一将三片夹片4连接成一体的0型密封圈6 (如图1所示)。如图5所示，三块夹片4内壁上都设置有螺牙7，螺牙7径向截面呈锯齿形，螺牙7的齿顶角为γ，76° < γ <78°， 螺牙7的前沿角为β，69° ( β彡71°，螺牙7的牙距为t，0. 75毫米彡t ^ 1. 25毫米。 螺牙7的前沿角β、齿顶角Y和螺牙距t的合理选择及配合，可以增加摩擦力，防止夹片4滑出。为了使钢筋3不被夹伤或咬断，且保证优良的静载性能和多次重复使用性能， 在组合后的夹片4小头端内壁设置有一段外大内小喇叭状开口 8，开口 8的开口角为θ， 6°彡θ彡8° ；开口 8部分的长度为1，7毫米彡1彡10毫米。本实施例使用时(如图1所示)包括以下步骤1)首先将钢筋3穿入先张台座端部横梁17中，再将一夹具的锚环1的锥孔2小端从钢筋3 —端端头套入，并贴近先张台座端部横梁17，然后将通过0型密封圈6组装的三片夹片4小头端从钢筋3的伸出端套入，并安装到锚环1的锥孔2中；钢筋3的另一端安装夹具的方法与上述方法相同；2)用锤子敲击钢筋3的固定端的三片夹片4的大头端，使该端的夹具夹紧钢筋3 ；3)用千斤顶或其它专用设备张拉钢筋3的张拉端至预定值；4)在先张台座中浇注混凝土，当混凝土养护达到设计规定强度后，放张钢筋3，钢筋3的回弹力就在成型的混凝土构件内产生预应力。实施例2:如图6所示，本实施例包括一圆筒形锚环9，锚环9内设置有一段锥孔10和一段与锥孔10相连的直孔11。在直孔11的端口处设置有三个互成120°的内凸卡口 12(如图 7、图8所示)，在锥孔10内也设置有三块与实施例1相同的互成120°的夹片4，在三片夹片4的大头端外壁设置凹槽5，凹槽5内设置有0型密封圈6。在三片夹片4的大头端的端部设置有一弹簧13，在弹簧13的另一端设置一压盖14，压盖14的端口设置有三对与锚环 9上内凸卡口 12配合的凸台15、16(如图9、图10所示)，且每一对凸台15、16是一个高， 一个低。使用时，将弹簧13压入压盖14卡紧，二者连接成为一体，用压盖14向前推动弹簧 13进入锚环9，转动压盖14，使压盖14上低的凸台16进入内凸卡口 12内卡住，此时高的凸台15只能卡靠在内凸卡口 12边缘，起到阻止压盖14继续转动的定位作用。拆卸夹具时， 用压盖14向前推动弹簧13，再反向转动压盖14，使压盖14和弹簧13—起退出锚环9。上述实施例中，三块夹片4上的一些结构特点和各种参数的取值范围均与实施例 1相同，在此不再赘述。本实施例使用时(如图6所示)包括以下步骤1)首先组装夹具，将通过0型密封圈6组装的三片夹片4安装到锚环9的锥孔10 中，再将弹簧13和压盖14旋入锚环9，并使压盖14上低的凸台16进入内凸卡口 12内卡住，将夹具组装好；
2)将钢筋3穿入先张台座端部横梁17中，再将组装好的夹具的锚环锥口端从钢筋3的伸出端套入，并贴近先张台座端部横梁17，将此端作为固定端固定；采用相同方法， 将另一夹具套入钢筋3的张拉端并固定；幻用千斤顶或其它张拉设备张拉钢筋3的张拉端至预定值，弹簧13会自动推进夹片4，使其可靠锚固在锚环9的锥孔10内；4)在先张台座中浇注混凝土，当混凝土养护达到设计规定强度后，放张钢筋3，钢筋3的回弹力就在成型的混凝土构件内产生预应力。上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种热处理高强屈比钢筋先张夹具，其特征在于它包括圆筒形锚环，所述锚环内径为一锥孔，所述锥孔内设置有三块互成120°的夹片，所述夹片的大头端外壁设置有凹槽，所述凹槽内设置有一将三块所述夹片连接成一体的0型密封圈；每一所述夹片内壁均设置有螺牙，所述螺牙径向截面呈锯齿形。
2.如权利要求1所述的一种热处理高强屈比钢筋先张夹具，其特征在于所述锚环内部的锥孔的圆锥角为11° 15°，且组合后的三块所述夹片外锥面的圆锥角比所述锚环上的锥孔圆锥角大5' 30'。
3.如权利要求1所述的一种热处理高强屈比钢筋先张夹具，其特征在于所述螺牙的齿顶角为Y ,76° < γ <78°，螺牙的前沿角为β，69° < β <71°，螺牙的牙距是t， 0. 75 毫米；^ t < 1. 25 毫米。
4.如权利要求2所述的一种热处理高强屈比钢筋先张夹具，其特征在于所述螺牙的齿顶角为Y，76° ^ γ <78°，螺牙的前沿角为β，69° < β <71°，螺牙的牙距是t， 0. 75 毫米；^ t < 1. 25 毫米。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种热处理高强屈比钢筋先张夹具，其特征在于 所述夹片的小头端内孔设置有一段外大内小的喇叭状开口。
6.如权利要求5所述的一种热处理高强屈比钢筋先张夹具，其特征在于所述开口的开口角为θ，6°彡θ彡8° ；开口的长度为1，7毫米彡1彡10毫米。
7.如权利要求1或2或3或4或6所述的一种热处理高强屈比钢筋先张夹具，其特征在于所述锚环内的锥孔尾部再设置一段直孔，所述直孔的端口处设置有三个互成120° 的内凸卡口，所述直孔内设置有一弹簧，在所述弹簧的尾部设置有一压盖，所述压盖上设置有三对与所述直孔的内凸卡口配合的凸台，每一对所述凸台的高度为一高，一低，每一低的所述凸台定位时，卡设在一所述直孔的内凸卡口内，而高的所述凸台卡靠在所述内凸卡口的边缘。
8.如权利要求5所述的一种热处理高强屈比钢筋先张夹具，其特征在于所述锚环内的锥孔尾部再设置一段直孔，所述直孔的端口处设置有三个互成120°的内凸卡口，所述直孔内设置有一弹簧，在所述弹簧的尾部设置有一压盖，所述压盖上设置有三对与所述直孔的内凸卡口配合的凸台，每一对所述凸台的高度为一高，一低，每一低的所述凸台定位时， 卡设在一所述直孔的内凸卡口内，而高的所述凸台卡靠在所述内凸卡口的边缘。
9.如权利要求1 6任一项所述的一种热处理高强屈比钢筋先张夹具的使用方法，包括以下步骤1)将钢筋穿入先张台座端部横梁中，再将一夹具锚环的锥孔小端从钢筋一端端头套入，并贴近先张台座端部横梁，然后将通过0型密封圈组装的三片夹片小头端从钢筋作为固定端的伸出端套入，并安装到锚环的锥孔中；采用相同方法安装，将另一夹具安装在钢筋的拉伸端；2)用锤子敲击钢筋固定端的三片夹片的大头端，使该端的夹具夹紧钢筋；3)用张拉设备张拉钢筋的张拉端至预定值；4)在先张台座中浇注混凝土，当混凝土养护达到设计规定强度后，放张钢筋，钢筋的回弹力就在成型的混凝土构件内产生预应力。
10.如权利要求7或8所述的一种热处理高强屈比钢筋先张夹具的使用方法，包括以下步骤1)首先组装夹具，将通过0型密封圈组装的三片夹片安装到锚环的锥孔中，再将弹簧和压盖旋入锚环，并使压盖上低的凸台进入内凸卡口内卡住，将夹具组装好；2)将钢筋穿入先张台座端部横梁中，再将组装好的一夹具的锚环锥口端从钢筋的伸出端套入，并贴近先张台座端部横梁，将此端作为固定端固定；采用相同方法，将另一夹具套入钢筋的张拉端并固定；3)用张拉设备张拉钢筋的张拉端至预定值，弹簧会自动推进夹片，使其可靠锚固在锚环的锥孔内；4)在先张台座中浇注混凝土，当混凝土养护达到设计规定强度后，放张钢筋，钢筋的回弹力就在成型的混凝土构件内产生预应力。
全文摘要
本发明涉及一种热处理高强屈比钢筋先张夹具及其制作方法，本发明夹具的特征在于它包括圆筒形锚环，所述锚环内径为一锥孔，所述锥孔内设置有三块互成120°的夹片，所述夹片的大头端外壁设置有凹槽，所述凹槽内设置有一将三块所述夹片连接成一体的O型密封圈；每一所述夹片内壁均设置有螺牙，所述螺牙径向截面呈锯齿形。本发明可以很好地实现对高强屈比钢筋在进行张拉时的锚固，且对钢筋夹持力大，锚固效率高，可重复使用。本发明可以广泛用于建筑领域预应力混凝土先张法施工过程中。
文档编号E04C5/12GK102359231SQ20111022346
公开日2012年2月22日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者张强, 朱莹, 陈茜 申请人:中国建筑科学研究院, 建研科技股份有限公司