[發明專利]組合裝配糾偏式預應力纖維片材張拉裝置及其施工方法

有效

• 申請號: 201611246774.8
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106760609B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 趙順波;汪志昊;裴松偉;李曉克;范宏宇
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04G21/12
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.組合裝配糾偏式預應力纖維片材張拉裝置，其特征在于：包括張拉端錨具、張拉反力架、張拉導桿（7）、張拉擋板（12）和千斤頂（11）；

預應力纖維片材（1）右端夾持在張拉端錨具內，張拉導桿（7）沿左右水平方向平行設有兩根，張拉端錨具、張拉反力架和張拉擋板（12），自左向右依次穿套在兩根張拉導桿（7）上，張拉導桿（7）的兩端分別螺紋連接有左鎖緊螺母（2）和右鎖緊螺母（13），左鎖緊螺母（2）右端與張拉端錨具左端面接觸，右鎖緊螺母（13）左端與張拉擋板（12）左側表面接觸；千斤頂（11）的本體和活塞桿的端部分別與張拉反力架右端和張拉擋板（12）左側表面頂壓配合；張拉端錨具和張拉擋板（12）之間設有位于千斤頂（11）下方的糾偏機構；

張拉端錨具右側和張拉反力架左側之間對應設置有錨固連接結構；

張拉反力架包括連接板（21）、固定板（17）和承壓板（18），連接板（21）的前部和后部沿左右水平方向均設有一條用于穿設張拉導桿（7）的右導向孔（16），連接板（21）通過第二高強螺栓（10）固定連接在土木工程結構梁的下表面，固定板（17）的右端邊沿與承壓板（18）的上端邊沿固定連接構成的L型板狀結構，固定板（17）通過第三高強螺栓（22）固定設置在連接板（21）的下表面，承壓板（18）的右側表面與千斤頂（11）的活塞桿端部頂壓配合；

糾偏機構包括張拉偏心調節桿（24）、左調節螺母（25）、右調節螺母（26）、螺旋壓簧（27）和擋塊（28），張拉偏心調節桿（24）平行于張拉導桿（7），張拉偏心調節桿（24）右端穿過張拉擋板（12），右調節螺母（26）螺紋連接在張拉偏心調節桿（24）右端并與張拉擋板（12）右側面接觸，張拉偏心調節桿（24）左端穿過承壓板（18），螺旋壓簧（27）和擋塊（28）均套設在張拉偏心調節桿（24）上，左調節螺母（25）螺紋連接在張拉偏心調節桿（24）左端并與擋塊（28）左端面接觸，螺旋壓簧（27）左端和右端分別與擋塊（28）右端面和承壓板（18）左側面頂壓配合；

張拉端錨具包括U型板（19）、上錨固板（14）和下錨固板（15），預應力纖維片材（1）右端夾持在上錨固板（14）和下錨固板（15）之間，上錨固板（14）和下錨固板（15）之間通過若干個陣列布置的第一高強螺栓（5）緊固連接，U型板（19）的開口端水平向右設置，U型板（19）的前部和后部沿左右水平方向均設有一條用于穿設張拉導桿（7）的左導向孔（3），上錨固板（14）和下錨固板（15）位于U型板（19）內，U型板（19）的U型內壁開設有U型定位槽（23），上錨固板（14）和下錨固板（15）的左側邊沿、前側邊沿和后側邊沿分別位于U型定位槽（23）內，U型板（19）的中部上側面開設有用于穿過預應力纖維片材（1）的凹槽（20），上錨固板（14）下表面和下錨固板（15）的上表面均勻設置有若干條防滑齒紋，每條防滑齒紋的長度方向均與預應力纖維片材（1）的長度方向垂直，防滑齒紋深為0.5mm，相鄰兩條防滑齒紋間距為4.8mm。

2.根據權利要求1所述的組合裝配糾偏式預應力纖維片材張拉裝置，其特征在于：錨固連接結構包括一組腰型孔（6）和一組帶內攻絲的圓孔（8），上錨固板（14）和下錨固板（15）的左側邊沿對齊，上錨固板（14）的長度小于下錨固板（15）的長度，一組腰型孔（6）自前而后開設在下錨固板（15）的右側部，每個腰型孔（6）的長度方向均沿左右水平方向設置，一組圓孔（8）自前而后開設在連接板（21）左側部，每個腰型孔（6）均與一個圓孔（8）左右對應設置。

3.根據權利要求2所述的組合裝配糾偏式預應力纖維片材張拉裝置，其特征在于：所述的糾偏機構設置有兩套，兩套糾偏機構位于同一水平面上；

螺旋壓簧（27）的剛度系數，其中E、A與l分別表示為纖維片材彈性模量、截面面積與長度。

4.根據權利要求3所述的組合裝配糾偏式預應力纖維片材張拉裝置，其特征在于：所述的糾偏機構設置有兩套，兩套糾偏機構位于同一水平面上；所述螺旋壓簧（27）的剛度系數綜合考慮纖維片材、張拉導桿（7）與張拉偏心調節桿（24）的變形確定。

5.根據權利要求4所述的張拉裝置的錨固方法，其特征在于：包括以下步驟：

1）、截取預應力纖維片材（1）：根據土木工程結構梁的長度裁剪合適長度的預應力纖維片材（1），預應力纖維片材（1）尺寸規格為：寬度50mm、厚度1.4mm；

2）、加工制作張拉端錨具的U型板（19）、上錨固板（14）和下錨固板（15），上錨固板（14）的長度為220mm，下錨固板（15）的長度為240mm，上錨固板（14）和下錨固板（15）的厚度均為12mm；

加工制作張拉反力架的連接板（21）、固定板（17）和承壓板（18），張拉反力架的固定板（17）和承壓板（18）構成的L型板狀結構一體折彎而成；

加工制作兩根張拉導桿（7），張拉導桿（7）直徑與長度分別為12mm、1m；

加工制作糾偏機構的張拉偏心調節桿（24）和擋塊（28）；

3）、使用固定錨具將預應力纖維片材（1）的左端夾持到土木工程結構梁的左側下表面；將預應力纖維片材（1）的左端放置到張拉端錨具的上錨固板（14）和下錨固板（15）之間，上錨固板（14）和下錨固板（15）表面的防滑齒紋增強與預應力纖維片材（1）的緊固摩擦力，擰上第一高強螺栓（5）使上錨固板（14）和下錨固板（15）夾緊預應力纖維片材（1），把上錨固板（14）和下錨固板（15）由U型板（19）右端敞口處向左推入到U型定位槽（23）內，預應力纖維片材（1）穿過預應力纖維片材（1）中部上側的凹槽（20）；

然后安裝張拉反力架：對于張拉反力架位置的確定，設定對預應力纖維片材（1）施加預應力值為極限強度的30%，預應力纖維片材（1）的伸長率1.7%，通過計算得出預應力纖維片材（1）實際伸長量為，以張拉端錨具靠近千斤頂（11）的一端起始位置，沿向右張拉方向測量出5.1cm，該位置即為張拉反力架的安裝位置，先使用第二高強螺栓（10）把連接板（21）固定連接在土木工程結構梁的下表面，然后再使用第三高強螺栓（22）把固定板（17）固定設置在連接板（21）的下表面；

4）、安裝張拉端動力驅動機構：將兩根張拉導桿（7）穿到左導向孔（3）和右導向孔（16）內，再把張拉擋板（12）穿到兩根張拉導桿（7）右端，將千斤頂（11）放置在承壓板（18）與張拉擋板（12）之間，在兩根張拉導桿（7）的左端擰上左鎖緊螺母（2），在兩根張拉導桿（7）的右端擰上右鎖緊螺母（13）；

5）、安裝糾偏機構：將兩根張拉偏心調節桿（24）穿到張拉擋板（12）和承壓板（18）之間，先在張拉偏心調節桿（24）的右端擰上右調節螺母（26），再依次把螺旋壓簧（27）和擋塊（28）依次套到張拉偏心調節桿（24）上，在張拉偏心調節桿（24）的左端擰上左調節螺母（25），調整螺旋壓簧（27）兩端分別與擋塊（28）右端面和承壓板（18）左側面的頂壓力；

6）、張拉預應力纖維片材（1）：千斤頂（11）通過液壓管路連接到液壓站，驅動千斤頂（11），千斤頂（11）頂推張拉擋板（12），張拉擋板（12）通過張拉導桿（7）帶動張拉端錨具的U型板（19）向右移動，上錨固板（14）和下錨固板（15）在U型板（19）的U型定位槽（23）的限位下隨著U型板（19）同步向右移動，在螺旋壓簧（27）兩端對擋塊（28）右端面和承壓板（18）左側面的頂壓作用下，使千斤頂（11）的中心線始終與張拉導桿（7）保持平行，避免在張拉過程中張拉導桿（7）發生偏心受力產生彎曲變形對纖維片材施加預應力值造成影響，從而實現對預應力纖維片材（1）的張拉，張拉過程中發現張拉端錨具的下錨固板（15）上的一組腰型孔（6）覆蓋在張拉反力架的固定板（17）上的一組圓孔（8）時，查看液壓站上的液壓表讀數并同步對千斤頂（11）進行加壓或卸載來微調拉力值，校對無誤后即完成對預應力纖維片材（1）的預應力施加；

7）、固定張拉端錨具：保持千斤頂（11）處于持荷狀態，照準張拉端錨具上預留的腰型孔（6）與連接板（21）上的圓孔（8）重合位置，使用第四高強螺栓與圓孔（8）進行連接，擰緊第四高強螺栓后，腰型孔（6）內的多余部分用U形鍵填充，完成對張拉端錨具的固定，然后卸載并拆除千斤頂（11）、U型板（19）、張拉導桿（7）、糾偏機構和張拉擋板（12）。