[发明专利]预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置

说明书

技术领域

本发明属于工程结构的预应力技术领域，具体涉及自动对中的预应力片材张拉锚固装置，以确保预应力片材在张拉锚固过程中仅是纵向受拉，片材内部不会出现横向剪应力。

背景技术

预应力技术，广泛应用于工业与民用建筑、桥梁工程等结构工程中，采用了预应力技术的混凝土结构在抗裂性能、刚度和耐久性等方面都会大大提高，特别是经预应力张拉的高强度纤维复合材料片材，能广泛应用于增强或加固土木工程结构（如混凝土结构、钢结构、木结构等），从而提高工程结构的承载能力，并延长其使用寿命，具有很重要的社会、经济效益。

由于片状材料本身的受力特点（如抗剪性能差），预应力张拉锚固过程中需通过调整夹持式锚具的张拉方向，确保锚具与片材间不发生横向的相对扭转（简称为“对中”），进而确保片材仅是纵向受拉，片材内部不出现横向剪应力。现有的张拉方法一般采取人工对中（即张拉前需先精确标定片材两端的锚具位置，并仔细安装锚具）或采取带专门转向装置的锚固体系。人工对中的方法效率低、精度差、对施工人员和定位仪器要求较高，施工费时费力、对中效果很难保证。带专门转向装置的锚具虽能实现对中，但其转向装置构造相对复杂，使得锚具耗材多、工艺增加、加工要求更高，生产成本增大，同时锚具安装及后期养护都会更加复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单的片材张拉锚固装置，能在片材预应力张拉和锚固过程中实现夹持式锚具与片材的自动对中，进而确保片材始终纵向受拉，内部不出现横向剪应力。

为达上述目的，本发明提供的一种预应力片材夹持式锚具的自动对中张拉锚固装置，包括夹持式锚具（1）、锚固基座（2）、持力螺杆（3）和千斤顶（4），关键在于：所述持力螺杆（3）的前端与所述夹持式锚具（1）固定连接，其后端依次穿过锚固基座（2）、铰垫块（5）、锚固双螺母（6）、承顶板（7）、锚压板（8）和调节螺母（9），所述持力螺杆（3）的轴线位于夹持式锚具（1）的纵向中截面上，所述锚固基座（2）、铰垫块（5）和承顶板（7）上供所述持力螺杆（3）穿过的孔均为横条孔，所述锚压板（8）上供所述持力螺杆（3）穿过的孔为圆孔，所述千斤顶（4）对称地安放在所述持力螺杆（3）的左右两侧；张拉时，所述调节螺母（9）压紧在锚压板（8）上，所述千斤顶（4）顶推承顶板（7），所述承顶板（7）与锚压板（8）之间通过曲面铰接在一起并将力传递给调节螺母（9），最终由调节螺母（9）对持力螺杆（3）施加张拉力；张拉完成后，旋动锚固双螺母（6）使铰垫块（5）压紧在锚固基座（2）上，所述铰垫块（5）与锚固基座（2）之间通过曲面接触承压。

该发明是这样工作的：片材用锚具夹持，夹持式锚具与持力螺杆连接，预应力施加通过对持力螺杆的张拉实现。张拉时，千斤顶的顶推力依次通过承顶板、锚压板、调节螺母传递给持力螺杆并对持力螺杆施加张拉力，锚固基座、铰垫块和承顶板上供持力螺杆穿过的孔设置为横条孔，以满足持力螺杆在张拉锚固过程中有足够的活动空间；承顶板与锚压板之间通过曲面铰接，使锚压板在张拉过程中可以沿承顶板的接触面转动，以确保片材始终轴向受力而不会出现横向剪应力。待张拉到指定要求后，采用锚固双螺母和铰垫块进行定向锚固，铰垫块与锚固基座间通过曲面接触承压。锚固完成后，松下调节螺母，拆取千斤顶、承顶板及锚压板以备下次张拉时使用。

所述铰垫块（5）与锚固基座（2）之间相接触的曲面为圆弧面或球面。

所述承顶板（7）与锚压板（8）之间相铰接的曲面为圆弧面。

本发明可广泛应用于已建或在建的桥梁或房屋建筑等各种工程结构的预应力施工，特别适用于对混凝土梁、板等进行体外预应力施工，其有益效果是：

1）夹持式锚具与持力螺杆之间固定连接，张拉装置在受拉时能传递的拉力更大，整体结构更为稳固；

2）传力路径直观、清楚，确保片材始终纵向受拉，内部不出现横向剪应力，预应力施加效果好且结构简单；

3）在张拉过程中自动实现夹持式锚具与片材始终保持轴线对中，简化了对中工作，提高了对中精度，且张拉装置能反复利用，使施工的成本更低、效率更高；

4）采用锚固双螺母和铰垫块相结合的定向锚固方式，锚固效果好；

5）采用简单、轻便的夹持式锚具，降低了锚具产品的材料消耗和工艺难度，生产、养护成本大大降低。

附图说明

图1  为本发明张拉时的结构示意图。

图2  为本发明锚固时的结构示意图。

图3  为本发明中承顶板与锚压板曲面铰接的形式之一。

图4  为本发明中承顶板与锚压板曲面铰接的形式之二。