[发明专利]先压法钢管压锚装置

说明书

本发明属于一种产生混凝土预拉应力的装置，用于土木工程的钢筋混凝土和预应力混凝土结构中，可提高结构承载能力或减小梁的高度。还可用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构的加固。

现有的H·瑞芬斯徒尔（H·Reiffenstuhl）教授发明的“后压法粗钢筋压锚系统”，是在预应力混凝土梁的受压区内设置特制的钢套管，待混凝土凝固达到设计强度后，用特殊千斤顶将高强度粗钢筋在特制的套管内压缩后，再用特殊的锚具固定在梁的端部，借助于钢筋的弹性恢复力，使受压区的混凝土产生拉应力。另一种装置是DT-2342049“可变预加力的建筑构件-芯棒预加拉力、套管预加压力”。这二种系统的主要缺点是：

1、粗钢棒或粗钢筋压入钢套管后都要产生很大的摩阻力，预应力损失很大，不能有效地利用钢材强度而多用钢材;

2、全部粗钢筋与套管都属消耗性材料不能回收，其中瑞氏压锚系统必须沿梁全长布置到两侧的梁端，不能按弯矩内力包络图配筋，用钢量很大;

3、必须采用特制的千斤顶、钢套管、锚具以及有关的专用附属设备，施工设备成本高;

4、施工麻烦，工序多，进度慢，工期长;

5、DT-2342049只适用于钢结构。

本发明的目的是设计一种先压法钢管压锚装置。该装置可使钢筋混凝土和预应力混凝土结构中的受弯构件（梁）和承压构件（柱）的受压区的混凝土产生拉应力，用以抵消部分荷载应力，主要是结构自重的压应力，从而提高截面的承载能力或减小截面尺寸。对于承重梁来说，可以做成建筑高度很小的超低高度梁，可节省工程投资，还可经济地、有效地用于混凝土结构加固。因此，本发明具有较大的经济效益。

本发明的设计方案是由加力部件和承压部件组成。加力部件，包括高强度粗钢筋和轧丝锚具即垫圈和锚固螺帽;承压部件，包括高强度无缝钢管和锚固钢板。加力部件为工具性装置，可回收重复使用，承压部件为结构性装置，用于建立混凝土的拉应力，永存于结构之内。

本发明的优点是：

1、不产生摩阻力，无摩阻力损失，可高效地利用钢材;

2、可按弯矩内力包络图配筋，节省钢材;

3、不需采用特制的施工机具设备以及特制的锚具和套管等，只要采用普通预应力混凝土结构中常用的千斤顶，轧丝锚具和粗钢筋，即可对钢管建立预压应力，释放钢管压应力后，即可建立预拉应力混凝土结构;

4、施工工艺简单，速度快，工期短;

5、压锚系统全部可以工业化、工厂化、批量生产，也可以就地制造安装，粗钢筋与轧丝锚具可回收重复周转应用，降低成本。

结合附图作进一步说明。

图1为工作原理图;

图1-1为梁截面上混凝土应力图;一号为拉应力，十号为压应力。

在梁的受压区上缘配置本发明先压法压锚装置的预压钢管，将钢管的预压力释放后就对截面产生拉应力，与普通预应力混凝土梁的预应力组合后，可将自重应力抵消为零，即零应力状态。使得截面上的抗弯强度完全用于承受活载应力，因而提高了结构的承载能力，使梁的高度可减小到普通预应力混凝土梁所无法设计的最小高度，以满足特殊设计的要求，并可节约工程投资。

图2为构造图。

图2-1为A-A剖面图。

本发明的构造设计由加力部件和承压部件两部分组成。加力部件包括高强度粗钢筋2和轧丝锚具，即垫圈4和锚固螺帽5;承压部件包括高强度无缝钢管1和锚固钢板3。加力部件为工具性装置，可回收重复使用;承压部件为结构性装置，用于建立混凝土的拉应力，永存于结构之内。其联接方式是：高强度粗钢筋2的两端加工成螺纹，高强度粗钢筋2穿入高强度无缝钢管1内，然后在高强度粗钢筋2的两端套上开有孔的方形锚固钢板3，再安装轧丝锚具即垫圈4和锚固螺帽5，螺纹钢筋6的一端焊接或镦头锚固在锚固钢板3上，另一端处于自由状态，使用时埋筑于混凝土中，其根数和长度按设计要求决定，两端的锚固钢板3上均同样设置螺纹钢筋6。

图3为本发明建立混凝土预拉应力实施例的工艺流程图。