試驗用超短預應力梁的預應力錨具及其張拉工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明主要涉及一種試驗用超短預應力梁的預應力錨具及其張拉工藝，該錨具主要由外錨環(huán)和內(nèi)錨環(huán)兩部分組成，其外錨環(huán)內(nèi)側與內(nèi)錨環(huán)外側都配有絲扣，內(nèi)錨環(huán)與外錨環(huán)間通過絲扣連接。本發(fā)明結構簡單、使用方便，成功解決了在試驗過程中對超短梁有效施加預應力的技術難題。
【專利說明】試驗用超短預應力梁的預應力錨具及其張拉工藝

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于試驗用超短預應力梁的預應力錨具及其張拉工藝，屬于巖土工程中錨固定裝置領域。

【背景技術】
[0002]預應力技術在當今建筑結構工程和橋梁結構工程中已得到廣泛應用，因此開展預應力技術的科學研究已經(jīng)成為當今土木工程領域的一大熱點研究方向。在現(xiàn)今的試驗科學研究中，傳統(tǒng)試驗用預應力梁一般都在4m以上，這是由于將傳統(tǒng)預應力錨具應用于試驗用短預應力梁會引起在張拉過程中張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮過于嚴重，從而導致預加應力遠遠低于試驗設計預加應力值，影響試驗數(shù)據(jù)真實性，無法將所得試驗結論應用于實際工程。然而，對于靜力荷載試驗或疲勞荷載試驗，梁長達到2.5m就足以滿足試驗研究需要；對于耐久性能試驗，由于試驗機的限制，梁長最多只能為1.0m。綜上所述，利用傳統(tǒng)預應力錨具應用于試驗用預應力梁會導致試驗材料的浪費以及試驗結果可靠性的嚴重降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的
[0004]本發(fā)明提出一種試驗用超短預應力梁的預應力錨具及其預應力張拉工藝，目的在于改善傳統(tǒng)預應力錨具及其預應力張拉工藝應用于試驗用超短預應力梁所出現(xiàn)的張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮嚴重超限的試驗現(xiàn)象。
[0005]技術方案
[0006]一種試驗用超短預應力梁錨具，其特征在于:該錨具主要由外錨環(huán)和內(nèi)錨環(huán)兩部分組成，其外錨環(huán)內(nèi)側與內(nèi)錨環(huán)外側都配有絲扣，內(nèi)錨環(huán)與外錨環(huán)間通過絲扣連接。
[0007]錨具外錨環(huán)與內(nèi)錨環(huán)的絲扣高度要大于2倍張拉端錨具變形和鋼筋的回縮量。
[0008]一種如上所述試驗用超短預應力梁錨具的張拉工藝，其特征在于:分為兩次張拉:首次張拉不使用層鉸，通過穿心千斤頂分10級加載將預應力筋張拉至1.05 O _，且每級荷載持荷1min ;二次張拉是將層鉸放置在穿心千斤頂前端，而后將預應力筋一次性張拉至
1.05 σ _，同時徒手旋鈕內(nèi)錨環(huán)和外錨環(huán)以擬補張拉端錨具變形和鋼筋的回縮量。
[0009]錨具外錨環(huán)與內(nèi)錨環(huán)的絲扣高度要大于2倍張拉端錨具變形和鋼筋的回縮量。
[0010]所述的層鉸為中空、立面局部開口的圓柱型裝置，圓柱體一端不封口，另一端利用鋼墊板封口，鋼墊板與圓柱體間利用絲扣連接，鋼墊板中心處設有直徑略大于預應力筋直徑的圓孔，用于撐頂穿心千斤頂?shù)那岸隋^環(huán)；層鉸的中空段高度至少為2倍錨具高度。
[0011]層鉸末端的鋼墊板厚度以及中空段鋼板厚度通過軸心受壓構件的相關公式進行承載力和穩(wěn)定性驗算。
[0012]優(yōu)點及效果
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果如下:
[0014]第一，本發(fā)明的預應力錨具與層鉸的搭配使用，可以在二次張拉過程中通過旋鈕預應力錨具的內(nèi)、外錨環(huán)來大大的擬補由于張拉端錨具變形和鋼筋回縮所引起的有效預加應力損失。
[0015]第二，采用二次張拉工藝可以有效的降低錨具與墊板間以及墊板與梁體混凝土間的預壓變形，進一步降低有效預加應力損失。
[0016]第三，本發(fā)明這種試驗用超短預應力梁的預應力錨具構造簡單，且張拉方法易于實現(xiàn)，成功解決了在試驗過程中對超短梁有效施加預應力的技術難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為預應力錨具結構示意圖；
[0018]圖2為預應力錨具內(nèi)錨環(huán)的細部示意圖；
[0019]圖3為預應力錨具外錨環(huán)的細部示意圖；
[0020]圖4為預應力錨具俯視圖；
[0021]圖5為層鉸細部圖；
[0022]圖6為層鉸俯視圖；
[0023]圖7為層鉸結構示意圖；
[0024]圖8為首次張拉裝置示意圖；
[0025]圖9為二次張拉裝置示意圖。
[0026]標號及符號說明:
[0027]1、鋼絞線；2、錨具外錨環(huán)；3、錨具內(nèi)錨環(huán)；4、夾片；5、層鉸；6、穿心千斤頂。
[0028]L1、錨具內(nèi)錨環(huán)絲扣高度；L2、錨具外錨環(huán)絲扣高度；L3、層鉸中空段高度；L4、錨固自由段長度；T1、層鉸中空段鋼板厚度；Τ2、層鉸末端鋼墊板厚度。

【具體實施方式】
:
[0029]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的說明:
[0030]本發(fā)明涉及一種試驗用超短預應力梁的預應力錨具及其張拉工藝，所示的實施圖中主要包括錨具外錨環(huán)2，錨具內(nèi)錨環(huán)3，層鉸5和首次張拉裝置如圖8所示以及二次張拉裝置如圖9所示。
[0031]具體而言，由于錨具的外錨環(huán)內(nèi)側2與錨具的內(nèi)錨環(huán)外側3均帶有絲扣，因此將錨具內(nèi)錨環(huán)3旋擰至錨具外錨環(huán)2的最底部，以避免二次張拉過程中錨具的補張長度不夠(參見圖1、圖2、圖3和圖4)。此外，改進后的預應力錨具仍沿用傳統(tǒng)錨具夾片4，因此，改進后預應力錨具內(nèi)錨環(huán)的斜面角度與傳統(tǒng)預應力錨具的斜面角度相同。將中心帶孔的鋼墊板旋擰在中空圓柱體的末端(參見圖5、圖6和圖7)。值得注意:層鉸末端鋼墊板在加工過程中一定要保證圓孔處于中心位置，防止預應力張拉過程中造成偏心影響，影響預應力的施加效果。另外，層鉸中空段鋼板厚度Tl和層鉸末端鋼墊板厚度Τ2要參照《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2003)中的軸心受力構件的強度計算公式和穩(wěn)定性計算公式進行驗算。
[0032]首次張拉前要先仔細檢查夾片是否完好以及夾片與預應力錨具內(nèi)錨環(huán)的斜面是否能夠完全接觸；然后將預應力錨具和夾片分別安裝在預應力筋的錨固端和張拉端，要保證錨固自由段長度L4為20cm以上，同時利用沙袋等物品將錨固端遮擋好，避免在張拉過程中錨固端預應力錨具飛出，張拉端的預應力錨具安裝后要盡量緊靠混凝土梁體；最后將穿心千斤頂安裝在預應力試驗梁的張拉端即可開始張拉工作(參見圖8)。在首次張拉工藝中，首先，要進行預加載，預加荷載為20kN并持荷lOmin，而后勻速緩慢卸載至OKN，此部操作有利于將預應力錨具和夾片以及預應力錨具和試驗梁的梁體間充分接觸；其次，分10級加載直至加荷至1.05 σ con( σ con為張拉控制應力)，且每級荷載持荷1min ;最后,勻速緩慢卸載至0KN，即為試驗用超短預應力梁首次張拉工藝完畢。
[0033]在二次張拉工藝中，首先，將層鉸安裝在預應力錨具與穿心千斤頂之間(參見圖9);其次，勻速緩慢加荷至1.05 σ con(o _為張拉控制應力)，持荷1min后徒手旋擰層鉸內(nèi)預應力錨具的內(nèi)、外錨環(huán)，直至無法擰動為止；最后，穿心千斤頂勻速緩慢卸載至OKN，拆下穿心千斤頂和層鉸，即為試驗用超短預應力梁二次張拉工藝結束。
[0034]現(xiàn)有降低張拉端錨具變形和鋼筋回縮量的方法存在很多問題:現(xiàn)有降低張拉端錨具變形和鋼筋回縮量的方法主要是利用傳統(tǒng)預應力錨具，并借助層鉸的支撐，通過在試驗梁梁體與預應力錨具間插入鋼片，這一方法雖然可以達到試驗所需的有效預加應力值，但是由于每根試驗梁張拉端錨具變形值和鋼筋回縮量的不同，因此所需的鋼片厚度均不同，這就給預應力張拉工作帶來不便。此外，有時為了將鋼片能夠充分的插入試驗梁梁體與預應力錨具的間隙中，就要通過錘子等利器對鋼片進行敲打，這樣有可能使有效預加應力超過試驗設計的有效預加應力值，造成試驗結果偏差。同時對鋼片過重的敲打也可能造成預應力筋被拉斷，威脅試驗人員的人身安全。
[0035]而本發(fā)明所述的試驗用超短預應力梁的預應力錨具由內(nèi)錨環(huán)與外錨環(huán)兩部分組成；張拉工藝分為首次張拉和二次張拉，首次張拉的目的主要是降低錨具與墊板間以及墊板與梁體混凝土間的預壓變形，二次張拉的目的主要是利用層鉸來旋鈕錨具的內(nèi)、外錨環(huán)以擬補張拉端錨具變形和鋼筋回縮量。
【權利要求】
1.一種試驗用超短預應力梁錨具，其特征在于:該錨具主要由外錨環(huán)(2)和內(nèi)錨環(huán)(3)兩部分組成，其外錨環(huán)⑵內(nèi)側與內(nèi)錨環(huán)⑶外側都配有絲扣，內(nèi)錨環(huán)與外錨環(huán)間通過絲扣連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的試驗用超短預應力梁錨具，其特征在于:錨具外錨環(huán)(2)與內(nèi)錨環(huán)(3)的絲扣高度要大于2倍張拉端錨具變形和鋼筋的回縮量。
3.—種如權利要求1所述試驗用超短預應力梁錨具的張拉工藝，其特征在于:分為兩次張拉:首次張拉不使用層鉸(5)，通過穿心千斤頂(6)分10級加載將預應力筋張拉至1.05σ _，且每級荷載持荷1min;二次張拉是將層鉸(5)放置在穿心千斤頂前端，而后將預應力筋一次性張拉至1.05 σ _，同時徒手旋鈕內(nèi)錨環(huán)和外錨環(huán)以擬補張拉端錨具變形和鋼筋的回縮量。
4.根據(jù)權利要求3所述的試驗用超短預應力梁錨具的張拉工藝，其特征在于:錨具外錨環(huán)(2)與內(nèi)錨環(huán)(3)的絲扣高度要大于2倍張拉端錨具變形和鋼筋的回縮量。
5.根據(jù)權利要求3試驗用超短預應力梁錨具的張拉工藝，其特征在于:所述的層鉸(5)為中空、立面局部開口的圓柱型裝置，圓柱體一端不封口，另一端利用鋼墊板封口，鋼墊板與圓柱體間利用絲扣連接，鋼墊板中心處設有直徑略大于預應力筋直徑的圓孔，用于撐頂穿心千斤頂￠)的前端錨環(huán)；層鉸(5)的中空段高度至少為2倍錨具高度。
6.根據(jù)權利要求3試驗用超短預應力梁錨具的張拉工藝，其特征在于:層鉸末端的鋼墊板厚度以及中空段鋼板厚度通過軸心受壓構件的相關公式進行承載力和穩(wěn)定性驗算。
【文檔編號】E04C5/12GK104453100SQ201410721146
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權日:2014年12月1日
【發(fā)明者】姚大立, 余芳, 鮑文博, 黃志強 申請人:沈陽工業(yè)大學