專利名稱：一種緩凝預(yù)應(yīng)力筋包覆裝置及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工機(jī)具，屬于一種緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系中使用的緩凝預(yù)應(yīng)力筋包覆裝置。
(二)技術(shù)背景混凝土的抗壓性能好，但抗拉性能很差。為使混凝土在承受拉應(yīng)力時(shí)不破壞，在其內(nèi)部埋入高強(qiáng)度鋼筋，然后對(duì)鋼筋施加預(yù)拉伸應(yīng)力，使混凝土承受較高的預(yù)壓縮應(yīng)力。這樣就可充分發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度較高和鋼筋抗拉強(qiáng)度較高的優(yōu)勢(shì)，共同抵抗外力的作用，避免混凝土開裂和減小裂縫寬度，提高混凝土梁、板的承載能力，這就是預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，擴(kuò)大了混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，既適合于建筑大中跨度的橋梁、屋蓋及大尺寸的貯罐、壓力容器、海洋平臺(tái)等有特殊要求的結(jié)構(gòu)，也可制作屋面板、樓板、壓力水管、軌枕和電桿等小型構(gòu)件。
根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)間的先后，習(xí)慣上把預(yù)加應(yīng)力方法分為先張法和后張法。先張法即通過(guò)張拉底座先拉緊鋼筋，然后澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后，切斷鋼筋，靠鋼筋自身的回縮來(lái)給混凝土構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力；后張法即先澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后，靠成型的混凝土自身，作為施力系統(tǒng)，達(dá)到使混凝土受到預(yù)應(yīng)力的目的。后張法根據(jù)施工工藝的不同又分為無(wú)粘結(jié)和有粘結(jié)兩種預(yù)應(yīng)力體系。無(wú)粘結(jié)是在鋼筋上涂上油脂外裹塑料；有粘結(jié)是在混凝土構(gòu)件中預(yù)留孔道，穿入鋼筋張拉后，孔道內(nèi)灌注水泥漿?？梢?jiàn)鋼筋張拉施工方法的不同，使先張法在某些場(chǎng)合難以實(shí)現(xiàn)，而后張法無(wú)粘結(jié)易造成鋼筋和錨具的疲勞，有粘結(jié)要求的預(yù)留孔道，壓孔灌漿等復(fù)雜的過(guò)程。若把后張法中無(wú)粘結(jié)和有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系相結(jié)合，形成緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系，即不預(yù)留孔道，不須壓孔灌漿，施工時(shí)與無(wú)粘結(jié)體系一樣，鋼筋直接埋入混凝土，而在施工完成后，靠包裹于預(yù)應(yīng)力鋼筋上的緩凝砂漿隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸凝結(jié)硬化，達(dá)到與有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系相同效果。這樣便簡(jiǎn)化了施工工藝，同時(shí)緩凝砂漿硬化后對(duì)鋼筋產(chǎn)生握裹作用，解決無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋和錨具的疲勞，使得預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊，市場(chǎng)潛力更為巨大，所帶來(lái)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。
緩凝預(yù)應(yīng)力筋是預(yù)應(yīng)力鋼筋(鋼絲、鋼絞線或粗鋼絲)和外層包裹的緩凝砂漿共同組成的，根據(jù)試驗(yàn)和工程實(shí)踐驗(yàn)證，緩凝砂漿在5～40℃密閉條件下，能根據(jù)工程要求可在20天、30天、40天以前不凝結(jié)，之后才逐漸硬化，并最終達(dá)到30MPa以上的拉壓強(qiáng)度，這種超效緩凝的水泥砂漿材料在國(guó)內(nèi)外尚屬空白?！熬從牧显诤髲埛A(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中應(yīng)用研究”2001年通過(guò)部級(jí)鑒定，緩凝預(yù)應(yīng)力技術(shù)已應(yīng)用于工程實(shí)際，但在施工中，緩凝砂漿是靠人手持塑料帶將其纏繞裹實(shí)在預(yù)應(yīng)力鋼筋上，不能很好滿足施工要求，研制一種連續(xù)可靠地在預(yù)應(yīng)力鋼筋上包覆緩凝砂漿的設(shè)備裝置一施工設(shè)備機(jī)械化，便是緩凝砂漿及緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系得以工程推廣應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容為把預(yù)應(yīng)力技術(shù)后張法中無(wú)粘結(jié)和有粘結(jié)相接合，取各自之長(zhǎng)，避各自之短，形成緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系，本發(fā)明的目的是提供一種便于運(yùn)輸、定位、操作和清洗，且重量較輕、體積較小、制造和使用成本較低的新型緩凝預(yù)應(yīng)力筋包覆裝置，自動(dòng)連續(xù)實(shí)現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力鋼筋上用塑料密封包裹一層緩凝砂漿，形成緩凝預(yù)應(yīng)力筋制品。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包含牽引機(jī)構(gòu)、緩凝砂漿推進(jìn)機(jī)構(gòu)、塑料包覆機(jī)構(gòu)、定型冷卻系統(tǒng)、拖動(dòng)和控制系統(tǒng)。牽引機(jī)構(gòu)以變頻調(diào)速、覆帶傳輸方法，實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋的連續(xù)、可靠、平穩(wěn)送進(jìn)，使包覆過(guò)程穩(wěn)定地進(jìn)行；緩凝砂漿推進(jìn)機(jī)構(gòu)以液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、螺旋推進(jìn)、直通機(jī)頭方法，實(shí)現(xiàn)緩凝砂漿均勻密實(shí)包裹在預(yù)應(yīng)力鋼筋上；塑料包覆機(jī)構(gòu)以液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、直角機(jī)頭、擠出成型方法，實(shí)現(xiàn)在包裹了緩凝砂漿的鋼筋上均勻包覆一層塑料，使緩凝砂漿密封在其中；定型冷卻系統(tǒng)以管內(nèi)充漿加壓、管外冷卻定型、噴淋水箱冷卻方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)包覆制品的定徑、整型、冷卻和充分冷卻，獲得既定的形狀、尺寸和表面；拖動(dòng)與控制系統(tǒng)以液力拖動(dòng)調(diào)速為主，電機(jī)拖動(dòng)變頻調(diào)速輔之，實(shí)現(xiàn)整臺(tái)裝置的自動(dòng)控制和對(duì)包覆預(yù)應(yīng)力鋼筋的質(zhì)量控制。
由于本發(fā)明自動(dòng)連續(xù)實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的緩凝砂漿和塑料的包覆，集機(jī)電液、塑料、混凝土技術(shù)工藝于一體，技術(shù)密集，各功能機(jī)構(gòu)均布置在一臺(tái)機(jī)架上，布局緊湊合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單獨(dú)特，重量較輕、體積較小、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)輸清洗方便，并可在施工現(xiàn)場(chǎng)安全作業(yè)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本實(shí)施例由牽引機(jī)構(gòu)3、緩凝砂漿推進(jìn)機(jī)構(gòu)4、塑料包覆機(jī)構(gòu)16、定型冷卻系統(tǒng)11、拖動(dòng)控制系統(tǒng)18組成，并且它們均布置在一臺(tái)機(jī)架上。牽引機(jī)構(gòu)3采用變頻調(diào)速、覆帶式結(jié)構(gòu)，覆帶壓緊并輸送預(yù)應(yīng)力鋼筋1，手輪2調(diào)整壓緊力，這種結(jié)構(gòu)牽引力大，調(diào)速范圍寬，預(yù)應(yīng)力鋼筋不易打滑，尤其低速運(yùn)行時(shí)具有較硬的機(jī)械特性，防止出現(xiàn)爬行，因而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)、可靠、平穩(wěn)地輸送預(yù)應(yīng)力鋼筋，并對(duì)包覆制品的截面尺寸進(jìn)行控制，使包覆過(guò)程穩(wěn)定地進(jìn)行；緩凝砂漿推進(jìn)機(jī)構(gòu)4由液壓馬達(dá)19、料斗5、螺桿7、料筒6、直通機(jī)頭8組成，其功用是將緩凝砂漿推進(jìn)并按既定的截面和尺寸密實(shí)地包裹在預(yù)應(yīng)力鋼筋1上，液壓馬達(dá)19驅(qū)動(dòng)螺桿7旋轉(zhuǎn)，螺桿7采用等距等深中空結(jié)構(gòu)，螺桿7頭部呈錐形并帶螺旋伸進(jìn)直通機(jī)頭8，預(yù)應(yīng)力鋼筋1從螺桿7孔中送進(jìn)并定心，緩凝砂漿20由料斗5進(jìn)入料筒6，隨螺桿7的旋轉(zhuǎn)而被逐漸推向直通機(jī)頭8方向，與螺桿7孔中送進(jìn)的預(yù)應(yīng)力鋼筋1一同通過(guò)直通機(jī)頭8，按既定的幾何截面和尺寸均勻密實(shí)地包裹在預(yù)應(yīng)力鋼筋1上；塑料包覆機(jī)構(gòu)16由液壓馬達(dá)17、料斗15、塑料擠出主機(jī)14、直角機(jī)頭9組成，其功用是在包裹了緩凝砂漿的預(yù)應(yīng)力鋼筋1上均勻地包覆一層塑料21，使緩凝砂漿20密封在其中，液壓馬達(dá)17提供塑料擠出主機(jī)14的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，塑料擠出主機(jī)14將料斗15的塑料加熱、輸送、壓縮、熔融、混合，直角機(jī)頭9則是形成最終包覆的緩凝預(yù)應(yīng)力筋制品13形狀的部件，它將熔融的塑料以既定的截面和尺寸包覆于充入其中包裹了緩凝砂漿的預(yù)應(yīng)力鋼筋上，直角機(jī)頭9一端連直通機(jī)頭8，另一端與定徑套10相連，并連塑料擠出主機(jī)14，塑料擠出主機(jī)14與預(yù)應(yīng)力鋼筋1垂直布置；定型冷卻系統(tǒng)11由定徑套10和冷卻水箱12組成，定徑套10的作用是將從直角機(jī)頭9擠出的包覆了塑料和緩凝砂漿的緩凝預(yù)應(yīng)力鋼筋制品13的既定形狀穩(wěn)定下來(lái)，并將其進(jìn)行精整，從而得到更為準(zhǔn)確的截面形狀、尺寸和表面，采用水冷卻方法達(dá)到這一目的，冷卻水箱12把由定徑套10出來(lái)的緩凝預(yù)應(yīng)力鋼筋制品13在此得到充分得冷卻，獲得最終的形狀和尺寸；拖動(dòng)與控制系統(tǒng)18由一臺(tái)液壓站和控制箱組成，液壓站實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)17、液壓馬達(dá)19的壓力油供應(yīng)并對(duì)其輸出軸按所需的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速運(yùn)行，液壓馬達(dá)17、液壓馬達(dá)19采用擺線式，這種液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)矩大、體積小、調(diào)速范圍大，牽引機(jī)構(gòu)3的拖動(dòng)由電機(jī)和減速器驅(qū)動(dòng)，并經(jīng)變頻調(diào)速，減速器的使用增大了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，減少變頻器和電動(dòng)機(jī)的容量，提高牽引機(jī)構(gòu)3驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作頻率，保證牽引機(jī)構(gòu)3低速運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，控制箱包括液壓站油泵電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，液壓馬達(dá)17、液壓馬達(dá)19的電磁控制，塑料擠出主機(jī)14的加熱溫度自動(dòng)控制，牽引機(jī)構(gòu)3變頻調(diào)速控制，定型冷卻系統(tǒng)11的冷卻泵電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，通過(guò)拖動(dòng)與控制系統(tǒng)18保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)工作、工藝參數(shù)的調(diào)整匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)整臺(tái)裝置的自動(dòng)控制和包覆預(yù)應(yīng)力鋼筋質(zhì)量的控制。
工作原理預(yù)應(yīng)力鋼筋1經(jīng)牽引機(jī)構(gòu)3的上下履帶壓緊并平穩(wěn)可靠地送入緩凝砂漿推出機(jī)構(gòu)4，緩凝砂漿由料斗5進(jìn)入料筒6隨螺桿7的旋轉(zhuǎn)推向直通機(jī)頭8與螺桿7孔中送進(jìn)的預(yù)應(yīng)力鋼筋1一同通過(guò)機(jī)頭8而包裹在預(yù)應(yīng)力鋼筋上，包裹了緩凝砂漿的預(yù)應(yīng)力鋼筋1隨后送入塑料包覆機(jī)構(gòu)16，塑料經(jīng)料斗15加入，通過(guò)塑料擠出主機(jī)14而塑化成均勻的熔體，以熔融態(tài)定壓、定量、定溫地從直角機(jī)頭9擠出并包覆于包裹了緩凝砂漿20的預(yù)應(yīng)力鋼筋1上，經(jīng)定型套10定徑整形和冷卻，再經(jīng)過(guò)冷卻水箱12完全冷卻，形成具有一定截面形狀尺寸和表面質(zhì)量的緩凝預(yù)應(yīng)力筋制品13。
權(quán)利要求
1.一種緩凝預(yù)應(yīng)力筋包覆裝置，含牽引機(jī)構(gòu)(3)，緩凝砂漿推進(jìn)機(jī)構(gòu)(4)、塑料包覆機(jī)構(gòu)(16)、定型冷卻系統(tǒng)(11)、拖動(dòng)與控制系統(tǒng)(18)，其特征是緩凝砂漿推進(jìn)機(jī)構(gòu)(4)以液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、螺旋推進(jìn)、直通機(jī)頭方法，實(shí)現(xiàn)緩凝砂漿均勻密實(shí)包裹在預(yù)應(yīng)力鋼筋上，液壓馬達(dá)(19)驅(qū)動(dòng)螺桿(7)旋轉(zhuǎn)，螺桿(7)采用等距等深中空結(jié)構(gòu)，螺桿(7)頭部呈錐形并帶螺旋伸進(jìn)直通機(jī)頭(8)，預(yù)應(yīng)力鋼筋(1)從螺桿(7)孔中送進(jìn)并定心，緩凝砂漿(20)由料斗(5)進(jìn)入料筒(6)，隨螺桿(7)的旋轉(zhuǎn)而被逐漸推向直通機(jī)頭(8)方向，與螺桿(7)孔中送進(jìn)的預(yù)應(yīng)力鋼筋(1)一同通過(guò)直通機(jī)頭(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩凝預(yù)應(yīng)力筋包覆裝置，其特征是塑料包覆機(jī)構(gòu)(4)以液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、直角機(jī)頭、擠出成型方法，實(shí)現(xiàn)在包裹了緩凝砂漿的鋼筋上均勻包覆一層塑料，使緩凝砂漿密封在其中，液壓馬達(dá)(17)提供塑料擠出主機(jī)(14)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，直角機(jī)頭(9)則是形成最終包覆的緩凝預(yù)應(yīng)力筋制品(13)形狀的部件，它將熔融的塑料以既定的截面和尺寸包覆于充入其中包裹了緩凝砂漿(20)的預(yù)應(yīng)力鋼筋(1)上，直角機(jī)頭(9)一端連機(jī)頭(8)，另一端與定徑套(10)相連，并連塑料擠出主機(jī)(14)，塑料擠出主機(jī)(14)與預(yù)應(yīng)力鋼筋(1)垂直布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩凝預(yù)應(yīng)力筋包覆裝置，其特征是牽引機(jī)構(gòu)(3)以變頻調(diào)速、覆帶傳輸方法，實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼筋的連續(xù)、可靠、平穩(wěn)送進(jìn)，使包覆過(guò)程穩(wěn)定地進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩凝預(yù)應(yīng)力筋包覆裝置，其特征是牽引機(jī)構(gòu)(3)、緩凝砂漿推進(jìn)機(jī)構(gòu)(4)、塑料包覆機(jī)構(gòu)(16)、定型冷卻系統(tǒng)(11)、拖動(dòng)與控制系統(tǒng)(18)均在一臺(tái)機(jī)架上布局。
全文摘要
緩凝預(yù)應(yīng)力筋包覆裝置是將新型緩凝預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土體系的一種施工機(jī)具。它可自動(dòng)連續(xù)實(shí)現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力鋼筋上用塑料密封包裹一層緩凝砂漿，形成緩凝預(yù)應(yīng)力筋制品，緩凝預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，從而構(gòu)成一種具有無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋混凝土構(gòu)件優(yōu)點(diǎn)的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋混凝土構(gòu)件。該裝置部局緊湊、結(jié)構(gòu)獨(dú)特、機(jī)電液一體、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)輸清洗方便，可在施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。
文檔編號(hào)E04G21/12GK1467354SQ03122799
公開日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月24日
發(fā)明者張建輝, 李懷東, 高廷陽(yáng), 薛德勝 申請(qǐng)人:蘭州鐵道學(xué)院