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一种耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚的制作方法

专利查询2022-5-27  65

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1.本实用新型涉及预应力混凝土用锚固装置,具体是指一种耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚。


背景技术:

2.预应力混凝土装配式空心板桥是我国公路或铁路桥梁的一种主力桥型,在中小跨径公路桥梁中得到广泛应用。随着交通运输量的快速增长、车辆超限等诸多不利因素的影响,现有的空心板桥在安装时或维修时需要加固。现有常用的加固方式是体外预应力加固,通过在桥梁受拉区张拉体外预应力束来提高桥梁的承载能力,其基本原理是充分利用混凝土的抗压性能,通过体外预应力束对梁体施加预压力,以预压力产生的反弯矩抵消部分外荷载产生的内力,从而达到改善结构使用性能并提高其极限承载能力的目的。
3.体外预应力加固是否能实现预期的加固效果,与体外预应力的锚固密切相关,对于预应力混凝土装配式空心板桥,目前体外预应力加固的锚固结构及工艺为在空心板桥两侧两块边板的外侧壁混凝土中安装钢绞线等预应力束,然后安装一侧预应力锚具,随后安装另一侧锚具,张拉体外预应力束等。
4.现有工况中,还有一种即在桥墩上面的盖梁内预埋空心管道后穿钢绞线应力束,然后安装两端锚垫板(承载板)及预应力锚具,再进行张拉体外预应力束,继而锁定。预应力锚具下面的锚垫板通常采用铸铁件制作,沿板梁或盖梁竖向对称布置在两端,也称两头侧。
5.现有的锚固体系虽然安装及施工均较为快捷,但在安装施工中,仍存在以下问题:
6.第一、工程锚具在板梁或盖梁两端的锚具安装时很难一次性到位:锚具安装时各锚板孔内的夹持件,夹持件又称夹持片或锁片或夹片,其往往会出现一端安装到位而另一端出现退位,即在一侧钢绞线的同方向力的推动下另一侧夹片往锚具的锚孔外侧滑移或脱落,继而出现拉锯效应,使得工程锚具的安装尤为耗时耗力。
7.第二、锚具安装初始阶段锚板中各锚孔内的夹持片的初始夹持长度不均匀,各单根钢绞线承载值差异性较大:各独立单元的夹持片在安装初始阶段只能靠人为的借助榔头或扳手柄等工具将锁片砸入锚孔内,至于锁片砸入的深度全靠工人的主观感觉,而其锁片的前期砸入深度的不均匀则直接影响到该单元锁片后期的夹持力不均匀,从而导致其后期受力不同步,差异性较大。
8.第三、工程锚具张拉、锁定时其每一个锚具上都需要安装限位板,耗时耗力:预应力钢绞线张拉时必须在其工程锚具的上面,且在锚具与千斤顶之间安装一辅助工具——限位板,又因各厂家工程锚具设计参数不同,故其限位板往往很难做到通用、通配。因而,还需要耗时耗力选配、安装限位板。
9.第四、预应力束在张拉锁定中各钢绞线回缩时各单元夹持片跟进不同步,锁片滑牙,钢绞线受力不均匀:由于预应力钢绞线共有的高弹性伸长模量,当各锚孔内的钢绞线束在千斤顶张拉力的作用下,其各锚孔内钢绞线均会产生一定对应值的伸长长度,其锚孔内的锁片在与钢绞线的摩阻力下亦会随着其钢绞线的伸长而往锚孔的外侧(大端)滑移,直至
到达限位板的顶端,这一现象通常称为:锁片的自由行程,自由行程的距离通常为4-8mm。
10.当钢绞线张拉力值达到或微量超出设计值后即刻终止张拉。然后通过特制的阀门释放千斤顶液压缸内的压力,进而钢绞线回缩,在钢绞线回缩的同时带动锁片在倒锥形的锚孔内锁定钢绞线,这一现象通常称为:锁片的跟进。然而在有些情况下在钢绞线回缩的同时其锁片并不会立刻跟进或多束钢绞线同时张拉时会出现部分锁片跟进,部分锁片延迟跟进或不跟进(滑牙)。继而出现钢绞线受力不均匀,或部分钢绞线根本就不受力。这一现象为现有产品的通病。
11.第五、在张拉操作时其施加的预应力值损失较大:如第四所述:当钢绞线张拉力值达到或微量超出设计值后即刻终止张拉,锁片不能及时跟进。在其锁片的跟进过程中,其实也就是其钢绞线内应力的释放过程——这一现象也叫锁片的预应力损失。钢绞线越是短这种现象越明显,其预应力损失越多。这一现象也是现有产品的通病。
12.第六、锚具在工程使用中产生的预应力损失:公路桥梁或铁路在张拉后其梁内之前预留的钢绞线穿束孔内需要注入水泥浆,梁两端的锚具往往需要用混凝土进行包裹浇筑,梁两端的锚具锥孔内很容易进入水泥浆。当锚具锥孔内进入水泥浆后部分锁片处于受束缚状态,使用中,由于来自于桥面上的动荷载致使梁内的钢绞线预应力束产生相应的张、驰反复荷载造成的锁片不能及时跟进,降低锚具锚固力,致使钢绞线应力损失。
13.第七,在现有后张预应力简支t梁、空心板、高度受限的低箱梁的薄壁结构以及桥面横向预应力等适用场景,受限于较小的梁或板的高度,锚具的张拉槽口难以适应。


技术实现要素:

14.本实用新型的目的在于提供一种道路桥梁或铁路桥梁预应力钢绞线用的自锁定的锚具。
15.为实现上述目的,本实用新型的一种耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚,包括锚板,锚板上设有用于钢绞线穿过的内锥孔,所述内锥孔内配设分瓣式锥形夹片张拉箍紧钢绞线,所述分瓣式锥形夹片至少包括二个爪型锁片,所述分瓣式锥形夹片一侧被同步调节结构同步推动或松开爪型锁片以锁紧或松开对钢绞线的锁定;所述同步调节结构包括同步推动爪型锁片用穿心垫圈、弹性顶紧或松开穿心垫圈的跟进弹簧,以及顶紧或松开跟进弹簧的顶紧压丝,所述顶紧压丝顶紧跟进弹簧并通过跟进弹簧顶紧爪型锁片以锁紧钢绞线,所述顶紧压丝松开跟进弹簧并通过跟进弹簧松开对爪型锁片的顶紧以松开对钢绞线的锁紧;
16.所述锚板选用扁锚板以适用于扁小的张拉槽口,所述内锥孔贯穿锚板设置,所述内锥孔的轴线呈锥状布置且延长线交汇于一点。
17.进一步地,所述顶紧压丝包括固定跟进弹簧的固定凸台以及螺纹连接在锚板内壁的销柱,所述固定凸台的外壁顶套顶紧弹簧以固定跟进弹簧,所述顶紧压丝通过螺纹旋合长度以调节分瓣式锥形夹片在内锥孔的深度,以调整分瓣式锥形夹片对钢绞线的张拉锁定力。
18.进一步地,所述内锥孔在朝向顶紧压丝一侧连通一活动腔,所述活动腔提供顶紧压丝顶住或松开顶紧弹簧并以此顶紧或松开分瓣式锥形夹片在内锥孔的活动空间。
19.进一步地,所述分瓣式锥形夹片的最大外径、所述穿心垫圈的外径与所述顶紧弹簧的外径与所述活动腔的内壁大小相配。
20.进一步地,所述分瓣式锥形夹片为由3片爪形锁片合围形成,分瓣式锥形夹片由爪形锁片组合后呈圆锥台形,其内部预留通孔用于穿过锚固用钢绞线。
21.进一步地,所述内锥孔设置二个或多个,各所述内锥孔在锚板端面上呈均匀布设,且多个所述内锥孔中位于左右两侧的两个内锥孔以所述锚板的纵向中心线为对称线进行对称布设。
22.进一步地,所述扁锚各处涂覆防腐蚀剂;
23.进一步地,所述防腐蚀剂待耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚张拉锁紧之后,通过钢绞线间隙喷入;
24.或,所述防腐蚀剂选用聚氨酯发泡剂;
25.或,所述防腐蚀剂选用油脂。
26.本实用新型的有益效果是:
27.第一,本实用新型的锚具结构简单、稳定,在施工安装时其沿钢绞线的一端能推进自锁定,方便、快捷,省时省力。不会出现因一侧锚具安装另一侧锚具出现锁(夹)片滑滑移、脱落现象。
28.第二,本实用新型的锚具通过调节顶紧压丝与锚板的螺纹旋合长度之间的距离,实现对钢绞线张拉锁定时应力损失的补偿,从而将应力损失降到最低。
29.第三,本实用新型的锚具能有效消化反复荷载造成的应力增减,防止反复荷载造成的钢绞线应力损失;
30.第四,本实用新型的锚具在钢绞线张拉锁定时其内锥孔内的分瓣式锥形夹片跟进及时、同步,张拉、锁定后的钢绞线应力损失较小,钢绞线受力均匀,大大提高了锚具的整体张拉锁紧效率;
31.第五,本实用新型的锚板选用扁锚板,配设可调节垫板也选用扁形锚板,扁锚板的张拉槽口扁小,可削减砼板厚,可以单根分束张拉,施工便利,形成的扁锚特别适用于后张预应力简支t梁、空心板,城市高度受限制的低箱梁等薄壁结构,以及桥面横向预应力等,能有用减小梁或板的高度,提升自锁定锚板的适用空间。
32.第六,本实用新型的锚具,在张拉锁紧之后,通过钢绞线喷涂喷入,喷涂聚氨酯发泡剂后,对钢绞线、分瓣式锥形夹片、穿心垫圈、顶紧弹簧、顶紧压丝进行涂覆,隔离外部水汽等进入锚具,防止各部件生锈或腐蚀,同时能提升各部位相对运动时润滑度,使用时灵活舒适。
附图说明
33.图1是实施例1的结构示意图;
34.图2是实施例1的锚板的结构示意图;
35.图3是图2的a-a向的剖视图;
36.图4是实施例1的顶紧压丝的结构示意图;
37.图5是图4的f-f向的剖视图;
38.图6是图4的e-e向的剖视图;
39.图7是实施例1的穿心垫圈的结构示意图;
40.图8是图7的h-h向的剖视图;
41.图9是实施例1的分瓣式锥形夹片在钢绞线方向的剖视图;
42.图10是图9的e-e向剖视图;
43.图11是分瓣式锥形夹片由三个爪形锁片构成的e
’‑
e’方向上的剖视图;
44.图12是实施例2的结构示意图;
45.图13是实施例3的局部剖视图;
46.附图中,锚板2;穿心垫圈3;顶紧弹簧4;顶紧压丝5;固定凸台501;销柱502;内锥孔6;活动腔7;分瓣式锥形夹片10;钢绞线11;防腐蚀剂12。
具体实施方式
47.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
48.实施例1
49.如图1-10所示,本实施例的一种耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚,包括锚板2,锚板2上设有用于钢绞线穿过的内锥孔6,所述内锥孔内配设分瓣式锥形夹片10以张拉箍紧钢绞线,所述分瓣式锥形夹片10至少包括二个爪型锁片,所述分瓣式锥形夹片一侧被所述同步调节结构同步推动或松开爪型锁片以锁紧或松开对钢绞线的锁定,所述同步调节结构1包括同步推动爪型锁片用穿心垫圈3、弹性顶紧或松开穿心垫圈3的跟进弹簧4,以及顶紧或松开跟进弹簧4的顶紧压丝5,所述顶紧压丝5顶紧跟进弹簧4并通过跟进弹簧4顶紧爪型锁片以锁紧钢绞线,所述顶紧压丝5松开跟进弹簧4并通过跟进弹簧4松开对爪型锁片的顶紧以松开对钢绞线的锁紧。
50.所述锚板2选用扁锚板以适用于扁小的张拉槽口,所述内锥孔6贯穿锚板2设置,所述内锥孔6的轴线呈锥状布置且延长线交汇于一点。
51.本实用新型选用扁锚板,其张拉槽口扁小,可削减砼板厚形成的扁锚特别适用于后张预应力简支t梁、空心板,城市高度受限制的低箱梁等薄壁结构,以及桥面横向预应力等,能有用减小梁或板的高度,提升自锁定锚板的适用空间。
52.所述分瓣式锥形夹片10朝向顶紧弹簧方向配设一穿心垫圈3,所述穿心垫圈3同步推动或离开分瓣式锥形夹片10的爪型锁片,所述穿心垫圈3外侧被一顶紧弹簧4压紧。穿心垫圈3贴近分瓣式锥形夹片10设置,在钢绞线11推进或退出活动时,分瓣式锥形夹片10受力同步,能够实现各个爪型锁片前进或后退能够随着穿心垫圈3实现同步,因而各分瓣式锥形夹片10进入内锥孔6的深度相同,使得其对钢绞线的夹持力均匀,离散性较小。
53.本实用新型中,当钢绞线11a端从分瓣式锥形夹片10的小口端插入时,钢绞线11a端推动分瓣式锥形夹片10往顶紧压丝5端推进,继而顶紧弹簧4进行弹性压缩,继而分瓣式锥形夹片10退位、瓣式锥形夹片10小口端部牙齿开启,后供钢绞线11a端仅能做单向自由穿束。当钢绞线11a端的推力值为零或其被反向拉动时,分瓣式锥形夹片10在顶紧弹簧4的推动下实现钢绞线11a端被自动锁紧。
54.在钢绞线11a端的耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚安装好并固定后,将钢绞线11b端分别插入对应的各个内锥孔21孔内。然后将该锚具整体从钢绞线11b端推向钢钢绞线11a端,继而b端锚具与钢绞线11b端自动锁紧安装像钢绞线11a端安装。
55.所述顶紧压丝5包括固定跟进弹簧4的固定凸台501以及螺纹连接在锚板2内壁的销柱502,所述固定凸台501的外壁顶套顶紧弹簧4以固定跟进弹簧4,所述顶紧压丝5通过螺
纹旋合长度以调节分瓣式锥形夹片10在内锥孔6的深度,以调整分瓣式锥形夹片10对钢绞线的张拉锁定力。
56.本实用新型中的同步调节结构结构简单,装配方便,且同步顶紧或松开爪型锁片的动作直接,通过顶紧压丝5直线推动或松开,顶紧压丝5调整分瓣式锥形夹片10对钢绞线的张拉锁定力直接,有效避免了失误的发生。
57.在板梁或盖梁b端锚具从钢绞线11b端推向钢钢绞线11a端的同时其钢绞线11本身也会随之向钢绞线11a端滑移,继而推动板梁或盖梁a端锚具的分瓣式锥形夹片10往内锥孔6的大端移动,但来自锚具b端的推力减小或消失时,其板梁或盖梁a端的跟进弹簧4利用其回弹力立即顶紧分瓣式锥形夹片10的外移并复位、自动锁紧。不会像其他锚具出现锁片滑移无法跟进或锁片脱落现象。
58.综上,由此避免了两侧锚具安装时出现的拉锯效应,提升了锚具安装效率。在拉锯效应中,直接造成预应力损失的的问题也得以缓解,提升了锚具的锚固力。
59.所述锚板2另一侧螺纹连接一顶紧压丝5,所述顶紧压丝5通过螺纹转动连接在锚板2一侧;所述顶紧压丝5上开有供锚固用钢绞线11穿过的通孔,所述顶紧压丝5通过螺纹旋合长度以调节分瓣式锥形夹片10在内锥孔6的深度,以调整分瓣式锥形夹片10对钢绞线的张拉锁定力。
60.所述顶紧压丝5与锚板2同轴设置,钢绞线张拉时作用力更为均匀、稳定。
61.所述顶紧压丝5上设置的通孔能容纳锚板2上设置的多个钢绞线作沿着通孔的轴心作圆周运动转动。
62.又,当检测到来自于路面的反复动荷载时退位块9能为分瓣式锥形夹片10的二(再)次跟进提供空间(退位),能有效降低因锚具疲劳荷载而造成的钢绞线预应力损失。
63.所述内锥孔在朝向顶紧压丝5一侧连通一活动腔7,所述活动腔7提供顶紧压丝5顶住或松开顶紧弹簧4并以此顶紧或松开分瓣式锥形夹片10在内锥孔6的活动空间。
64.本实用新型的所述分瓣式锥形夹片10的最大外径、所述穿心垫圈3的外径与所述顶紧弹簧4的外径与所述活动腔7的内壁大小相配,以提高分瓣式锥形夹片10在内锥孔6运动时的平稳性和稳定性,提高其对钢绞线的张拉锁定力的稳定性。
65.所述分瓣式锥形夹片为由2片爪形锁片合围形成,分瓣式锥形夹片由爪形锁片组合后呈圆锥台形,其内部预留通孔用于穿过锚固用钢绞线。
66.所述内锥孔6设置二个或多个,各所述内锥孔在锚板2端面上呈均匀布设,且多个所述内锥孔6中位于左右两侧的两个内锥孔以所述锚板的纵向中心线为对称线进行对称布设。
67.本结构中,多个内锥孔6呈均匀布设,且2个所述内锥孔6以所述锚板2的纵向中心线为对称线进行对称布设。
68.本实用新型的耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚的结构简单,钢绞线安装方便,爪形锁片无滑牙、退位、脱落现象,且可双向调整,大大提高了施工效率;各分瓣式锥形夹片10跟进同步且对钢绞线的有效夹持长度基本相等,使得其对钢绞线的夹持力均匀、同步,离散性较小,大大提高了锚具的整体锚固效率;能对钢绞线因张拉锁定时造成的应力损失进行有效补偿;在工程锚具使用中能有效防止因锚具反复荷载而造成的钢绞线预应力损失;能保证锚具长期有效的锚固的稳定性。
69.如图11所示,本实用新型的耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚,分瓣式锥形夹片为由3片爪形锁片合围形成,分瓣式锥形夹片由爪形锁片组合后呈圆锥台形,其内部预留通孔用于穿过锚固用钢绞线作为替代方案。
70.本实用新型中,所述扁锚各处涂覆防腐蚀剂12,所述防腐蚀剂待耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚张拉锁紧之后,通过钢绞线间隙喷入;所述防腐蚀剂选用聚氨酯发泡剂。
71.本实用新型的锚具,在张拉锁紧之后,通过钢绞线喷涂喷入聚氨酯发泡剂后,对钢绞线、分瓣式锥形夹片、穿心垫圈、顶紧弹簧、顶紧压丝进行防腐蚀剂12的涂覆,隔离外部水汽等进入锚具,防止各部件生锈或腐蚀,提升耐腐蚀性,同时能提升各部位相对运动时润滑度,使用时灵活舒适。
72.分瓣式锥形夹片10由二片爪形锁片合围形成,通过二片爪形锁片时,钢绞线的穿行没有那么顺滑,会有涩感;而分成三片爪形锁片分瓣式锥形夹,锁片的开口角度更大,更利于钢绞线的单向穿行,钢绞线的穿行更为顺滑。与分成四片、五片爪形锁片相比,人工成本及制作成本更低。
73.实施例2
74.如图12所示,本实施例的一种耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚,锚板上单独设置一个内锥孔6用于张拉锁定钢绞线,本实施例可以适用在单根钢绞线的张拉锁定,单根张拉,施工便利。本实施例中的内锥孔6设置在中心部位,便于
75.本实用新型的其他结构与实施例1相同,在此不赘述。
76.实施例3
77.如图13所示,本实施例的一种耐腐蚀、低损失、自锁定扁锚,锚板上单独设置分布四个内锥孔6用于张拉锁定钢绞线,各内锥孔均匀分布,且呈方向缝补,各个内锥孔6单根分束张拉,施工便利。
78.以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本专利的内容并据以实施,不能仅以本实施例来限定本专利的保护范围,即凡依本专利所揭示的精神所作的同等变化或修饰,仍落入本专利的保护范围。

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