一种多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具及其制作方法与流程

本发明涉及一种土木工程结构用锚具，尤其是一种多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具及其制备方法。

背景技术：

现有土木工程结构用预应力钢绞线为1×7结构，采用专用挤压设备将挤压套、挤压簧与钢绞线变径挤压后，握裹为一个整体。随着预应力技术及结构的不断发展，钢绞线向更高强度和更大直径方向发展，2015年预应力钢绞线国标出现直径为φ17.8、φ21.8、φ28.6等不同结构的1×19三层多层钢丝结构钢绞线，其锚固方式主要采用夹片锚，但结构中常有使用固定端的场合，直接借用1×7结构的钢绞线固定端锚固技术，锚固效果不佳，中间钢丝或中心钢丝受力后常出现滑移。

专利公开号为cn102425270a、发明名称为《一种大直径钢绞线挤压式锚具》的发明专利申请公开了一项技术方案，即在现有1×7结构的钢绞线挤压锚的技术方案上，增加一个锥形套，安装在中心钢丝处，通过锥形套使多层钢绞线在端部胀大，以增加各层钢丝间的挤压力，但实际情况在安装好锥套后，挤压簧无法推进多层钢丝结构钢绞线的端部，挤压套挤压后有锥形套的部份没有挤压簧作用，锚固效果也达不到预期。

专利公开号为cn102287030a、发明名称为《大直径钢绞线挤压套》的发明专利申请公开了一项技术方案，采用轴向两端开槽的挤压片代替挤压簧，确实可以增强锚固效果，但钢丝层数增加后，中心钢丝受力后仍有滑移，并且不能达到标准要求的锚固效率95%指标，故市场也未能推行。

以上结构的共同点都是采用变径挤压，挤压设备将挤压套径向直径变小以产生对钢绞线的轴向压力，由于外层钢丝与挤压簧或两端开槽的挤压片等类似零件直接接触，并部分嵌入钢丝中，因此多层钢丝结构钢绞线受力时，外层钢丝握裹力足够，但中间层钢丝和中心钢丝完全依靠外一层钢丝传递的变径压力，即钢丝间的摩擦力，而高强钢丝强度高，硬度大，钢丝间挤压变形产生的摩擦力不足以抵抗钢丝极限拉力，因此在进行静载试验时，拉力超过多层钢丝结构钢绞线公称抗拉强度的80%后，中间钢丝或中心钢丝就发生相对滑移，锚固效率不能达到标准要求的95%。

专利公开号为cn107035075a、发明名称为《大直径钢绞线挤压套》的发明专利申请公开了一项技术方案，将多层钢丝分层挤压以增加中间钢丝与中心钢丝的握裹力，但制作时需环切外层钢丝，并装配三种不同规格的挤压环，不利于施工操作，制作效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具及其制备方法，该多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具通过变径挤压设备将挤压套、锥形套和多层钢丝结构钢绞线挤压为一个整体，可方便的在施工现场制作，操作简便易行，且锚固效率达到标准要求；作为固定端锚具，可应用于竖向预应力工程，或一端预埋的结构工程中；两端都挤压上本发明多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具后，还可作为工具索或结构用索。

解决上述问题的技术方案是：一种多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具，涉及一种挤压式锚具，包括多层钢丝结构钢绞线、挤压套，其特征在于：它还包括一个锥形套，所述锥形套位于多层钢丝结构钢绞线和挤压套之间，挤压套与锥形套之间锥形配合，其配合角度为1°～7°，锥形套的外锥度为α，挤压套内锥孔的锥度为β，锥形套的外锥度α比挤压套内锥孔的锥度β大0.1°～1°。

其进一步技术方案是：所述锥形套两端径向开有2-6条凹槽。

其更进一步技术方案是：所述锥形套内孔为倒齿形螺纹结构，受力后螺纹嵌入多层钢丝结构钢绞线中。

相关的另一技术方案是：一种多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具的制作方法，它是本发明上述一种多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具的制作方法，其特征在于：它是通过变径挤压设备将挤压套、锥形套和多层钢丝结构钢绞线通过挤压制锚方式成为一个整体，从而构成多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具，其挤压制锚方法步骤如下：

a、备料和下料：

a1:备料：根据施工要求，准备相应规格的锥形套与挤压套；

a2：下料：根据施工长度对多层钢丝结构钢绞线下料，并预出挤压端锚固长和张拉端所需长度；

b、组装：多层钢丝结构钢绞线一端穿过挤压模，在多层钢丝结构钢绞线另一端安装挤压套及锥形套，锥形套之锥孔小端靠近挤压模，锥形套之锥孔大端靠近顶压头；

c、挤压：

c1、将锥形套顶入挤压套：

顶压头止口端面先接触锥形套端面，带动锥形套、挤压套及多层钢丝结构钢绞线顶向挤压模方向，当挤压套与挤压模接触后，锥形套受力挤入挤压套内锥；

同时，在将锥形套顶入挤压套过程中实现锥形套上两端的槽逐渐闭合，锥形套内孔螺纹嵌入多层钢丝结构钢绞线；

c2、整体顶入挤压模：

c21、将挤压套连同锥形套、多层钢丝结构钢绞线一起挤入挤压模，通过挤压模时的径向变形压力，再次压缩锥形套槽间隙，增大多层钢丝结构钢绞线之各层钢丝间摩擦力；

c22、当顶压套端面接触挤压套端面后，挤压套与锥形套、多层钢丝结构钢绞线一同挤压通过挤压模，形成整体；

d、完成挤压：

当顶压头通过挤压模后，挤压完成。

由于采取上述结构，本发明之《一种多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具及其制作方法》具有以下有益效果：

一、本发明之多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具的锚固效率高，能达到标准要求：

当钢绞线结构为多层钢丝时，采用现有锚固方法，外部挤压力无法顺利传递到中间部分导致锚固效率低，钢丝间挤压变形产生的摩擦力不足以抵抗钢丝极限拉力，因此在进行静载试验时，拉力超过多层钢丝结构钢绞线公称抗拉强度的80%后，中间钢丝或中心钢丝就发生滑移，导致锚固效率不能达到标准要求；

本发明采用在多层钢丝结构钢绞线3和挤压套2之间增加锥形套的方式，在多层钢丝结构钢绞线受力后，锥形套的锥形角将受到的轴向拉力部分转为径向压力，并传递到中间层钢丝，拉力越大，传递到中间的径向力越大，从而有效锚固多层钢丝钢绞线；径向分力的大小与挤压套2与锥形套的锥形角成正比。

其次，锥形套内孔与多层钢丝结构钢绞线接触面的倒齿形螺纹结构可以更有效的增强锥形套对多层钢丝结构钢绞线的握裹反力。

第三，当挤压套长度超出锥形套长度后，挤压套内腔会形成倒锥形孔21，能有效地防止固定端锚具在受负向力时，锥形套从挤压套内部脱落，进一步增强锚固效果。

二、制作安装方法简单：只要提前制作准备相应规格的锥形套1与挤压套2后,在现场根据施工长度对多层钢丝结构钢绞线3下料，然后组装、挤压即可。

三、应用范围广：

本发明之多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具作为固定端锚具，可应用于竖向预应力工程，或一端预埋的结构工程中；当将多层钢丝结构钢绞线两端都挤压上本发明之多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具后，还可作为工具索或结构用索。

下面结合附图和实施例对本发明之《一种多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具及其制作方法》的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1-1～图1-2是本发明之一种多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具整体结构示意图：

图1-1为主视图剖视图，图1-2为图1-1的a向视图；

图2-1～图2-4是锥形套结构示意图：

图2-1为主视图，图2-2为图2-1的b向视图，

图2-3为图2-1的c向视图,图2-4为图2-1的d部放大图；

图3是挤压套示结构示意图；

图4～图8是多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具之制作方法步骤示意图：

图4为b、组装步骤；

图5是c、挤压步骤之c1、将锥形套顶入挤压套步骤；

图6是c、挤压步骤之c2、整体顶入挤压模步骤；

图7是d、挤压步骤之d、完成挤压步骤；

图8是完成挤压步骤后的多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具状态示意图。

图中：

1-锥形套，11-凹槽，12-倒齿形螺纹结构；

2-挤压套，21-倒锥形孔；

3-多层钢丝结构钢绞线，4-挤压模，5-顶压头。

具体实施方式

实施例一

一种多层钢丝结构钢绞线固定端锚具：

如图1-1～图1-2所示，该多层钢丝结构钢绞线固定端锚具包括锥形套1、挤压套2、多层钢丝结构钢绞线3，所述锥形套1位于多层钢丝结构钢绞线3和挤压套2之间，挤压套2与锥形套1之间锥形配合，其配合角度为1°～7°，锥形套的外锥度为α，挤压套内锥孔的锥度为β，锥形套的外锥度α比挤压套内锥孔的锥度β大0.1°～1°（参见图2-1、图3）。

如图2-1、图2-2、图2-3所示，所述锥形套1两端分别开有2-6条凹槽11,凹槽长度l为锥形套1长度的1/5～9/10、宽度k为0.5～5mm，深度s为贯穿锥形套外表面至内表面。

如图2-4所示，锥形套内孔为倒齿形螺纹结构12，受力后螺纹嵌入多层钢丝结构钢绞线的外层钢丝中。

实施例二

一种多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具及其制作方法。

是实施例一所述多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具的制作方法，它是通过变径挤压设备将挤压套、锥形套和多层钢丝结构钢绞线通过挤压制锚方式成为一个整体，从而构成多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具，其挤压制锚方法步骤如下：

a、备料和下料：

a1:备料：根据施工要求，准备相应规格的锥形套1与挤压套2（参见图2-1～图2-4、图3）；

a2：下料：根据施工要求长度对多层钢丝结构钢绞线3下料，并预出挤压端锚固长和张拉端所需长度；

b、组装：多层钢丝结构钢绞线3一端穿过挤压模4，在多层钢丝结构钢绞线3另一端安装挤压套2及锥形套1，锥形套1之锥孔小端靠近挤压模4，锥形套1之锥孔大端靠近顶压头5；（参见图4）

c、挤压：

c1、将锥形套顶入挤压套：（参见图5）

顶压头5止口端面先接触锥形套端面，带动锥形套1、挤压套2及多层钢丝结构钢绞线3顶向挤压模4方向，当挤压套与挤压模接触后，锥形套受力挤入挤压套内锥，

同时，在将锥形套1顶入挤压套过程中实现锥形套上两端的凹槽11逐渐闭合，锥形套内孔螺纹12嵌入多层钢丝结构钢绞线的外层钢丝中（参见图5）；

c2、整体顶入挤压模（参见图6）：

c21、将挤压套2连同锥形套1、多层钢丝结构钢绞线3一起挤入挤压模4，通过挤压模4时的变形压力，再次压缩锥形套1槽间隙，增大多层钢丝结构钢绞线之钢丝间摩擦力；

c22、当顶压套4端面接触挤压套2端面后，挤压套与锥形套、钢绞线一同挤压通过挤压模，形成整体；

d、完成挤压：

当顶压头通过挤压模后，挤压完成，（参见图7）。

当挤压套长度超出锥形套长度后，挤压套内腔会形成倒锥形孔21，能有效地防止固定端锚具在受负向力时，锥形套从挤压套内部脱落，进一步保证锚固效果，（参见图8）。

作为本发明实施例的一种变换，本发明之多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具还可应用于制成结构用索，即在一定长钢绞线的两端都挤压上本发明之多层钢丝结构钢绞线的固定端锚具，即制成工具索或结构用索。