先张法折线预应力筋下拉分体组合式弯起压锚具的制作方法

本发明涉及一种混凝土梁桥的预制，特别涉及一种先张法折线预应力筋混凝土梁桥施工技术中应用的弯起压锚具，具体为一种先张法折线预应力筋下拉分体组合式弯起压锚具。

背景技术：

先张法折线预应力筋弯起的形式主要有两种，即转向器导向弯起方式和下拉弯折方式。导向弯起方式是在高速公路和铁路的预应力桥梁结构中主要应用的形式，既适用于长线台座张拉，又适用于短线台座张拉；在张拉台座预应力筋需要弯起处预先安装的横向张拉装置弯起器，折线预应力筋穿过弯起器后斜向上弯折、张拉后锚固于张拉台座，预应力筋弯起串索预紧定形，普通钢筋施工，模板安装，预应力筋终张拉，混凝土浇筑。养护至规定强度后，松开或切割弯起器下部的连接装置，放张预应力筋，同时松开弯起器下部的连接装置。下拉弯折式是应用于长线台座的一种施工方法，预应力筋先通过纵向张拉台座水平张拉到一定应力，然后通过横向张拉装置施加竖向力，使预应力筋成折线形，并达到规定的预拉应力。

我国对折线先张法梁的研究应用起步也较早，但因一些技术原因停滞了较长时间。我国桥梁工程界在上世纪50年代曾试制过跨度为31.7米折线先张法预应力混凝土梁，当时采用了置于梁体内部的枣核暗锚具形成预应力筋的转折高强钢丝的锚固，但因锚固处混凝土的局部应力较大，产生了许多放射状裂缝，导致跨度20米以上折线先张法预应力梁的研究、生产被搁置。

上世纪末至本世纪初，再次进行了折线先张法预应力梁的研究，辊轴式弯起器和拉板式弯起器用作先张法折线配筋弯起装置。辊轴式弯起器是通过圆形截面的导向辊实现预应力筋的弯折，这种方式虽然在相同条件下增大了预应力筋和导向构件的接触面积，减轻了接触面处的应力集中和折点效应。但是这种弯起器结构复杂，加工制作工序多，大批量使用成本高。拉板式弯起器，一般在拉板上钻孔以实现对预应力筋的固定，这种弯转器结构简单，加工制作成本低；但是由于拉板如果太厚难于加工的限制，所以拉板厚度一般不大，造成弯折半径较小，预应力筋容易在起弯点处形成“折点”，导致预应力筋抗拉强度折减、延性的降低和预应力摩擦损失增加，容易形成应力集中现象，影响安全性。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种结构简单、成本低的先张法折线预应力筋下拉分体组合式弯起压锚具，以满足预应力混凝土折线预应力筋弯起的需要，并能够保证施工过程的安全、可控。

本发明实现上述目的的技术方案为：一种先张法折线预应力筋下拉分体组合式弯起压锚具，其特征在于所述分体组合式弯起压锚具包括拉杆，上压锚具、下压锚具和至少一个中压锚具，所述上压锚具、至少一个中压锚具和下压锚具内部沿高度方向均设有拉杆穿孔，所述上压锚具、至少一个中压锚具和下压锚具通过拉杆穿孔依次穿设在拉杆上，上压锚具、中压锚具和下压锚具的下端均设置与预应力筋配合的槽孔。

进一步地，上压锚具、中压锚具、下压锚具采用铸铁或铸钢件制成。

进一步地，所述槽孔为半圆形槽孔，半圆形槽孔内设衬垫，使预应力筋与压锚具隔离，预应力筋与衬垫接触，减小预应力筋与压锚具在相对运动时的摩擦阻力，避免预应力筋损伤。

进一步地，所述上压锚具、中压锚具和下压锚具下端半圆形槽孔的上方设衬垫固定槽口，便于固定衬垫，使衬垫有效地卡在压锚具上。

进一步地，所述衬垫包括圆弧形的衬垫主体，衬垫主体的两侧向上延伸形成侧板，侧板内侧设与衬垫固定槽口相配合的插块。

进一步地，上压锚具的拉杆穿孔的上端设凸锥台，用于连接上压锚具上方的中空管，所述中空管为提取拉杆在混凝土构件预留通道的辅助设计，便于安装工具螺杆，待混凝土达到设计强度后将拉杆从梁体内取出。

进一步地，上压锚具、中压锚具拉杆穿孔下端设槽口，中压锚具、下压锚具拉杆穿孔上端设与所述槽口配合的凸台，用于相邻压锚具之间连接定位和密封，确保压锚具群组实现设计需要的整体效果。

进一步地，下压锚具圆形通孔下端为壁厚线性变化的中空圆柱台设计，用作与拉杆底模孔道的密封套连接，为拉杆孔道密封。

进一步地，所述拉杆为两端带螺栓的高强拉杆，拉杆穿过上压锚具、至少一个中压锚具和下压锚具的拉杆穿孔，拉杆上端与位于上压锚具上方的pvc管连接，拉杆下端与所述分体组合式弯起压锚具下方的弯起装置连接，通过弯起装置张拉拉杆带动上压锚具向下运动时，使中压锚具、下压锚具从分离状态逐个到结合状态，最终形成压锚具群组，整体向下运动。

下压锚具和中压锚具竖直方向的高度与跨中处预应力筋之间的竖直方向的间距一致。

半圆形槽孔沿其孔深方向的边缘设置圆弧形的槽口，用作增加和衬垫接触时的抗剪能力。

预应力筋与下压锚具接触后会产生摩擦，造成预应力筋的磨损，增大预应力摩擦损失，故预应力筋不能直接接触下压锚，在预应力筋与下压锚接触的部分的衬垫采用摩擦系数较小的工程塑料合金材料制成。

本发明的另一目的是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种先张法折线预应力筋下拉分体组合式弯起压锚具的使用方法，以满足预应力混凝土折线预应力筋弯起的需要，并能够保证施工过程的安全、可控。

本发明实现上述目的的技术方案为：一种先张法折线预应力筋下拉分体组合式弯起压锚具的使用方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

拉杆穿过上压锚具、至少一个中压锚具和下压锚具的拉杆穿孔，拉杆上端与位于上压锚具上方的中空管连接，下拉前上压锚具、中压锚具、下压锚具各压锚具间处于分离状态，每一个压锚具的半圆形槽孔对应一根预应力筋；

下拉拉杆，上压锚具向下运动，带动与上压锚具对应的预应力筋向下运动，上压锚具的下端槽口与中压锚具的上端凸台实现装配接合；

上压锚具和中压锚具作为整体往下运动，从而带动与上压锚具和中压锚具对应的预应力筋向下运动，中压锚具的下端槽口卡住下压锚具的上端凸台实现装配接合；

全部压锚具作为整体运动至设计规定位置，带动所有预应力筋运动至设计规定位置。

本发明采用上述结构后，具有如下有益效果：

1.压锚具分体及采用拉杆在压锚具孔导向作用的设计，通过拉杆下拉，使各压锚具在运动过程中实现压锚具之间由初始的分离到最终的结合，解决了混凝土梁支点处预应力筋竖直方向间距与跨中处预应力筋间距不一致的问题；

2.下压锚具和中压锚具竖直方向的高度与跨中处预应力筋之间的竖直方向的间距一致，通过选用不同高度的压锚具可适应任意跨中处预应力筋竖直方向的间距。

3.本发明的弯起压锚具结构简单、尺寸较小、用量少、加工工艺简单，衬垫采用摩擦系数较小的工程塑料合金，增加润滑，减少预应力摩擦损失。

4.本发明组成的弯起系统无需弯起装置先就位再穿束预紧，可在预应力钢束穿束、预紧张拉、安装、弯起工序完成后，直接进入混凝土浇筑工序。混凝土预制完成后，解除下拉约束，能直接吊移梁体，无需拆除侧模，翻模速度快、施工方便简单，最终实现工业化生产，特别适合用于在狭小空间内不适合弯起系统安装操作的场合。

附图说明

图1为先张法折线预应力筋下拉分体组合式弯起压锚具结构示意图；

图2为上压锚具立面和剖面示意图；

图3为中压锚具立面和剖面示意图；

图4为下压锚具立面和剖面示意图；

图5为衬垫结构示意图；

图6为图5的侧视图；

图7为拉杆结构示意图。

图中包括：上压锚具1、拉杆孔11、凸锥台12、下槽口13、楔形企口14、中压锚具2、拉杆孔21、凸台22、下槽口23、楔形企口24、下压锚具3、拉杆孔31、凸台32、中空圆柱台33、楔形企口34、衬垫4、拉杆5。

具体实施方式

以下结合图1～图7，通过详细说明1个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1~图7所示，先张法预应力混凝土折线配筋弯起器，包括上压锚具1、至少一个中压锚具2、下压锚具3、衬垫4和拉杆5。上压锚具1、至少一个中压锚具2、下压锚具3、衬垫4为埋置于梁体内的一次性构件，拉杆5为两端带螺栓的高强拉杆，可重复使用。

上压锚具1、至少一个中压锚具2、下压锚具3采用铸铁或铸钢件制成。

上压锚具1的拉杆孔11、中压锚具2的拉杆孔21、下压锚具3的拉杆孔31均圆形通孔，其内径大小与拉杆5直径匹配，作为压锚具运动的导向，拉杆5穿过拉杆孔11、拉杆孔21、拉杆孔31，下拉拉杆5带动上压锚具1向下运动时，使中压锚具2、下压锚具3从分离状态逐个到结合状态，最终形成压锚具群组，整体向下运动。

上压锚具1拉杆孔上端的凸锥台12用作与中空管连接，所述中空管形成取出拉杆的预留孔道，作为提取拉杆5在混凝土构件预留通道的辅助设计，便于安装工具螺杆，待混凝土达到设计强度后将拉杆5从梁体内取出。

上压锚具1、中压锚具2的下端的下槽口13、下槽口23，中压锚具2、下压锚具3上端的凸台22、凸台32用于相邻压锚之间连接定位和密封，确保压锚具群组实现设计需要的整体效果。

下压锚具3拉杆孔下端为壁厚线性变化的中空圆柱台33设计，用作与拉杆5底模孔道的密封套连接，为拉杆孔道密封。实现在弯起截面从梁顶到梁底对穿孔道，为向上或向下取出拉杆5预留通道，同时为混凝土预制构件的孔道灌浆封闭提供便利条件。

下压锚具1和中压锚具2竖直方向的高度与跨中处预应力筋之间的竖直方向的间距一致，可根据预制构件设计需要，任意调整跨中处预应力筋竖直方向的间距。

上压锚具1、中压锚具2和下压锚具3下端有3个半圆形槽孔的构造设计，具体半径根据张拉预应力筋的规格决定，与张拉预应力筋的直径吻合，并满足弯折预应力筋在弯折处纵向弯折半径的设计要求。半圆形槽孔内沿孔深方向两端设置圆形的槽口，用作增加和衬垫4接触时的抗剪能力。

上压锚具1、中压锚具2和下压锚具3前后两侧各有3个楔形企口14、24、34，便于固定衬垫4，使衬垫4有效地卡在压锚具上，使预应力筋与压锚具隔离，预应力筋与衬垫4接触，减小预应力筋与压锚具在相对运动时的摩擦阻力，避免预应力筋损伤。衬垫4采用摩擦系数较小的工程塑料合金材料制成，增加润滑，减少预应力摩擦损失。

使用时，先将上压锚具1、中压锚具2、下压锚具3穿设在拉杆上，并使得每一压锚具对应一组同一高度的预应力筋，每一根预应力筋均位于压锚具下端半圆形槽孔的衬垫4内，拉杆的上端与上压锚具1上方的pvc管连接。下拉前上压锚具1、中压锚具2、下压锚具3各压锚具间处于分离状态，下拉过程中，上压锚具1向下运动，带动与上压锚具对应的预应力筋向下运动，上压锚具1的下端槽口13与中压锚具2的上端凸台22实现装配接合后，上压锚具1和中压锚具2作为整体往下运动，从而带动与上压锚具和中压锚具对应的预应力筋向下运动，中压锚具2的下端槽口23卡住下压锚具3的上端凸台32实现装配接合后，全部压锚具作为整体运动至设计规定位置，带动所有预应力筋运动至设计规定位置。压锚具分体设计并采用拉杆在压锚具孔导向作用的设计，通过拉杆下拉，使各压锚具在运动过程中实现压锚具之间由初始的分离到最终的结合，解决了预应力混凝土梁支点处预应力筋竖直方向间距与跨中处预应力筋间距不一致的问题。本弯起压锚具组成的弯起系统无需弯起装置先就位再穿束预紧，可在预应力钢束穿束、预紧张拉、安装、弯起工序完成后，直接进入混凝土浇筑工序。混凝土预制完成后，解除下拉约束，能直接吊移梁体，无需拆除侧模，翻模速度快、施工方便简单，最终实现工业化生产。