一种单耳板双螺杆组合的外索张拉系统及其张拉方法 |
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申请号 | CN202410026804.2 | 申请日 | 2024-01-08 | 公开(公告)号 | CN117988249A | 公开(公告)日 | 2024-05-07 |
申请人 | 中国建筑第八工程局有限公司; | 发明人 | 徐世桥; 鲁凯; 胡锋; 杨帅; 刘伟; 段计伟; 孙旻; 周述美; 曾珍; 范时枭; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种单 耳 板双螺杆组合的外索张拉系统,包括:安装板,所述安装板的一侧固定安装有耳板;穿设于所述安装板且位于所述耳板的两侧的张拉螺杆,所述张拉螺杆穿过所述安装板形成锚固段,所述张拉螺杆靠近所述耳板的一侧 螺纹 连接有 锁 紧 螺母 ,所述锁紧螺母贴靠于所述安装板;固定安装于所述锚固段远离所述耳板的一侧的加劲板,所述加劲板形成有若干个 钢 筋穿设口;设置于所述张拉螺杆靠近所述耳板的一侧的穿心千斤顶,通过驱动所述穿心千斤顶以对所述张拉螺杆的靠设所述耳板的部分张拉;以及固定安装于所述耳板的 碳 纤维 拉索。 | ||||||
权利要求 | 1.一种单耳板双螺杆组合的外索张拉系统,其特征是,包括: |
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说明书全文 | 一种单耳板双螺杆组合的外索张拉系统及其张拉方法技术领域[0001] 本发明涉及建筑施工技术领域,特指一种单耳板双螺杆组合的外索张拉系统及其张拉方法。 背景技术[0002] 碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳、热膨胀系数低等优异性能,是用于体外索的理想材料,不仅可以进一步实现桥梁结构的长寿命和轻量化,而且还能降低维护费用。 [0003] 对于大跨径桥梁所用的体外索来说,锚固端受力较大,再与其碳纤维拉索张拉装置匹配的情况下,需保证锚固端与混凝土构件的良好连接,通常的方法是,直接将锚固段埋设于混凝土结构内,通过混凝土来固设锚固端,以避免锚固端被拔出,但长期使用后,混凝土结构会出现开裂、下扰等不良现象。 发明内容[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种单耳板双螺杆组合的外索张拉系统,将锚固段和加劲板埋设于混凝土构件内,通过穿心千斤顶对混凝土构件施加压力,以抵消混凝土的部分拉升工作载荷,使得混凝土的强度提高。 [0005] 实现上述目的的技术方案是,一种单耳板双螺杆组合的外索张拉系统,包括: [0006] 安装板,所述安装板的一侧固定安装有耳板; [0009] 设置于所述张拉螺杆靠近所述耳板的一侧的穿心千斤顶,通过驱动所述穿心千斤顶以对所述张拉螺杆的靠设所述耳板的部分张拉;以及 [0010] 固定安装于所述耳板的碳纤维拉索。 [0011] 进一步的,所述穿心千斤顶和所述锁紧螺母之间设置有放置块,所述放置块对应所述锁紧螺母形成有安装槽,所述锁紧螺母置于所述安装槽内。 [0012] 进一步的,还包括: [0014] 螺纹连接于所述张拉螺杆的张拉端螺母,所述张拉端螺母贴合于所述压力传感器远离所述穿心千斤顶的一侧。 [0015] 进一步的,所述张拉端螺母和所述压力传感器之间设置有垫片。 [0016] 进一步的,所述加劲板对应所述锚固段形成有安装口,所述锚固段固定于所述安装口。 [0017] 进一步的,两个所述锚固段的两个所述加劲板相对设置,两个所述加劲板的若干个所述钢筋穿设口对应设置。 [0018] 在本发明中,还提供一种张拉方法,包括如下步骤: [0019] 提供浇筑模板,所述浇筑模板内设置有若干个加固钢筋,于所述浇筑模板内设置锚固段和加劲板,所述加固钢筋穿设于所述加劲板的钢筋穿设口; [0020] 于所述浇筑模板内浇筑混凝土,待混凝土凝固后,于张拉螺杆上设置穿心千斤顶; [0021] 启动所述穿心千斤顶,通过所述穿心千斤顶对所述张拉螺杆进行张拉; [0022] 在张拉完成后,旋拧锁紧螺母以使得所述锁紧螺母紧贴安装板; [0023] 提供碳纤维拉索,将所述碳纤维拉索固定于耳板。 [0024] 进一步的,提供放置块,所述放置块对应所述锁紧螺母形成有安装槽; [0025] 在浇筑模板内的混凝土凝固后,于所述张拉螺杆上依次设置所述放置块和所述穿心千斤顶,所述锁紧螺母置于所述安装槽内。 [0026] 进一步的,提供压力传感器和张拉端螺母; [0027] 在浇筑模板内的混凝土凝固后,于所述张拉螺杆上依次设置所述穿心千斤顶、所述压力传感器和所述张拉端螺母。 [0028] 进一步的,所述压力传感器和所述张拉端螺母之间设置有垫片。 [0029] 本发明与现有技术相比,具有以下有益效果: [0030] 将锚固段和加劲板埋设于混凝土构件内,通过穿心千斤顶对混凝土构件施加压力,以抵消混凝土的部分拉升工作载荷,使得混凝土的强度提高,并通过压力传感器来检测所述穿心千斤顶的所产生的预应力的大小。附图说明 [0031] 图1为本发明一种单耳板双螺杆组合的外索张拉系统的整体结构图。 [0032] 图2为本发明一种单耳板双螺杆组合的外索张拉系统的使用效果图。 [0033] 图例说明:1、耳板;2、安装板;21、锁紧螺母;3、张拉螺杆;4、加劲板;41、钢筋;5、穿心千斤顶;51、放置块;52、压力传感器;53、张拉端螺母。 具体实施方式[0034] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。 [0035] 参阅图1和图2,一种单耳板双螺杆组合的外索张拉系统,包括:安装板2,所述安装板2的一侧固定安装有耳板1;穿设于所述安装板2且位于所述耳板1的两侧的张拉螺杆3,所述张拉螺杆3穿过所述安装板2形成锚固段,所述张拉螺杆3靠近所述耳板1的一侧螺纹连接有锁紧螺母21,所述锁紧螺母21贴靠于所述安装板2;固定安装于所述锚固段远离所述耳板1的一侧的加劲板4,所述加劲板4形成有若干个钢筋穿设口;设置于所述张拉螺杆3靠近所述耳板1的一侧的穿心千斤顶5,通过驱动所述穿心千斤顶5以对所述张拉螺杆3的靠设所述耳板1的部分张拉;以及固定安装于所述耳板1的碳纤维拉索。 [0036] 在本发明中,一种较佳的实施方式是:将所述锚固段和所述加劲板4预埋于混凝土构件中,所述混凝土构件内埋设有若干个钢筋41,若干个所述钢筋41穿设在所述加劲板4上所形成的若干个钢筋穿设口内,所述耳板1和位于所述耳板1两侧的所述张拉螺杆3露出于所述混凝土构件的表面,所述加劲板4通过PBL(Pre‑Tensioned Bolted Lock‑up)抗剪承载力实现传力,PBL抗剪承载力主要由两部分提供,分别为所述加劲板4与混凝土的粘接作用与所述钢筋41穿设所述钢筋穿设口所提供的抗剪能力,而所述钢筋41对混凝土提供的侧向约束力(空间桁架作用)在一定程度上能够延缓混凝土的破坏,而所述张拉螺杆3埋入混凝土构件中,通过所述加劲板4竖向布置,在很大程度上减少了对原有的混凝土结构中的结构架立钢筋41的干扰,且所述张拉螺杆3的锚固段增加了所述张拉螺杆3与混凝土的粘结面积、提高了贯穿钢筋41提供的抗剪能力;在所述混凝土构件的混凝土的结构凝固后,在所述张拉螺杆3的露出于所述混凝土构件的部分安装所述穿心千斤顶5,通过启动所述穿心千斤顶5,以对所述张拉螺杆3进行张拉,利用所述穿心千斤顶5逐步张拉至设计值,单根所述张拉螺杆3的抗拉强度计算公式为: [0037] [0038] 其中:σ为抗拉强度;F为碳纤维拉索拉力设计值;A为所述张拉螺杆3截面面积;f为所述张拉螺杆3抗拉强度设计值; [0039] 在张拉的过程中,观察所述锁紧螺母21的位置,若所述锁紧螺母21和所述安装板2之间存在肉眼可查缝隙,则旋拧所述锁紧螺母21,使得所述锁紧螺母21贴合于所述安装板2,在张拉到位后,拧紧所述锁紧螺母21,使得所述锁紧锁母紧贴所述安装板2;若要进行补张,可重新设置所述穿心千斤顶5,并重复上述步骤完成补张和锚固;在张拉完成后,将所述碳纤维拉索固定安装于所述耳板1。 [0040] 进一步的,所述穿心千斤顶5和所述锁紧螺母21之间设置有放置块51,所述放置块51对应所述锁紧螺母21形成有安装槽,所述锁紧螺母21置于所述安装槽内。所述放置块51能防止所述穿心千斤顶5在张拉的过程中抵撑所述锁紧螺母21,而导致施工人员无法对所述锁紧螺母21进行调整,并防止所述穿心千斤顶5在张拉的过程中压迫所述锁紧螺母21,而导致穿心千斤顶5受到损伤。 [0041] 进一步的,还包括:设置于所述张拉螺杆3的压力传感器52,所述压力传感器52的一端贴靠于所述穿心千斤顶5远离所述锁紧螺母21的一侧;以及螺纹连接于所述张拉螺杆3的张拉端螺母53,所述张拉端螺母53贴合于所述压力传感器52远离所述穿心千斤顶5的一侧。所述压力传感器52能观察所述穿心千斤顶5所产生的张拉是否达到预订值,以方便施工人员对所述穿心千斤顶5进行开启或关闭。 [0042] 进一步的,所述张拉端螺母53和所述压力传感器52之间设置有垫片。所述垫片能保护所述压力传感器52避免所述穿心千斤顶5在张拉的过程中,由于所述压力传感器52和所述张拉端螺母53之间的压力过大而导致所述压力传感器52遭到破坏。 [0043] 进一步的,所述加劲板4对应所述锚固段形成有安装口,所述锚固段固定于所述安装口。较佳的,所述锚固段通过焊接固定于所述安装口。 [0044] 进一步的,两个所述锚固段的两个所述加劲板4相对设置,两个所述加劲板4的若干个所述钢筋穿设口对应设置。所述混凝土构件内的钢筋41穿设于两个所述加劲板4相对应的所述钢筋穿设口内,以增加所述混凝土构件和所述加劲板4之间的固定效果。 [0045] 在本发明中,还提供一种张拉方法,包括如下步骤: [0046] 提供浇筑模板,所述浇筑模板内设置有若干个加固钢筋41,于所述浇筑模板内设置锚固段和加劲板4,所述加固钢筋41穿设于所述加劲板4的钢筋穿设口; [0047] 于所述浇筑模板内浇筑混凝土,待混凝土凝固后,于张拉螺杆3上设置穿心千斤顶5; [0048] 启动所述穿心千斤顶5,通过所述穿心千斤顶5对所述张拉螺杆3进行张拉; [0049] 在张拉完成后,旋拧锁紧螺母21以使得所述锁紧螺母21紧贴安装板2; [0050] 将所述碳纤维拉索固定于所述耳板1。 [0051] 进一步的,提供放置块51,所述放置块51对应所述锁紧螺母21形成有安装槽; [0052] 在浇筑模板内的混凝土凝固后,于所述张拉螺杆3上依次设置所述放置块51和所述穿心千斤顶5,所述锁紧螺母21置于所述安装槽内。 [0053] 进一步的,提供压力传感器52和张拉端螺母53; [0054] 在浇筑模板内的混凝土凝固后,于所述张拉螺杆3上依次设置所述穿心千斤顶5、所述压力传感器52和所述张拉端螺母53。 [0055] 进一步的,所述压力传感器52和所述张拉端螺母53之间设置有垫片。 [0056] 下面对本发明一种单耳板双螺杆组合的外索张拉系统的使用过程进行说明。 [0057] 将所述锚固段和所述加劲板4预埋于混凝土构件中,所述混凝土构件内埋设有若干个钢筋41,若干个所述钢筋41穿设在所述加劲板4上所形成的若干个钢筋穿设口内,所述耳板1和位于所述耳板1两侧的所述张拉螺杆3露出于所述混凝土构件的表面,所述加劲板4通过PBL( [0058] Pre‑Tensioned Bolted Lock‑up)抗剪承载力实现传力,PBL抗剪承载力主要由两部分提供,分别为所述加劲板4与混凝土的粘接作用与所述钢筋41穿设所述钢筋穿设口所提供的抗剪能力,而所述钢筋41对混凝土提供的侧向约束力(空间桁架作用)在一定程度上能够延缓混凝土的破坏,而所述张拉螺杆3埋入混凝土构件中,通过所述加劲板4竖向布置,在很大程度上减少了对原有的混凝土结构中的结构架立钢筋41的干扰,且所述张拉螺杆3的锚固段增加了所述张拉螺杆3与混凝土的粘结面积、提高了贯穿钢筋41提供的抗剪能力;在所述混凝土构件的混凝土的结构凝固后,在所述张拉螺杆3的露出于所述混凝土构件的部分依次安装所述穿心千斤顶5、放置块51和压力传感器52,最后拧入所述张拉端螺母53,通过启动所述穿心千斤顶5,以对所述张拉螺杆3进行张拉,利用所述穿心千斤顶5逐步张拉至设计值,单根所述张拉螺杆3的抗拉强度计算公式为: [0059] [0060] 其中:σ为抗拉强度;F为碳纤维拉索拉力设计值;A为所述张拉螺杆3截面面积;f为所述张拉螺杆3抗拉强度设计值; [0061] 在张拉的过程中,观察所述锁紧螺母21的位置,若所述锁紧螺母21和所述安装板2之间存在肉眼可查缝隙,则旋拧所述锁紧螺母21,使得所述锁紧螺母21贴合于所述安装板2,在张拉到位后,拧紧所述锁紧螺母21,使得所述锁紧锁母紧贴所述安装板2;若要进行补张,可重新设置所述穿心千斤顶5、放置块51和所述压力传感器52,最后拧入所述张拉端螺母53,并重复上述步骤完成补张和锚固;在张拉完成后,将所述碳纤维拉索固定安装于所述耳板1; [0062] 较佳的,所述张拉螺杆3尾端焊接加劲板4,加劲板4上开孔形成所述钢筋穿设口,所述钢筋穿设口内穿入横向钢筋41,形成PBL剪力群。 [0063] 单个PBL剪力键的极限承载力计算公式: [0064] [0066] PBL剪力键群中各剪力键共同承担着外荷载,在整个加载历程中,各排PBL剪力键间存在着复杂的荷载重分配过程。PBL剪力键群的极限承载力绝不仅仅是单个PBL剪力键的极限承载力之和,而是由各排剪力键共同分担的结果,但PBL剪力键群达到极限承载力时,远离加载端的剪力键并未达到极限荷载。考虑到各排剪力键的滑移与其承担的荷载息息相关,各排剪力键的滑移虽并不等于其各自的荷载分担,但却真实呈现了剪力键群之间荷载的重分配过程,因此PBL剪力键群的承载力是各排剪力键滑移曲线对应的承载力之和; [0067] 为了计算简单起见,PBL剪力键群的极限承载力计算公式只考虑每个剪力键的抗剪承载力之和,然后乘以一定的安全系数进行折减。 [0068] [0069] 式中:Vug为PBL剪力键群的极限承载力;n为剪力键的排数;Vu为单个PBL剪力键的极限承载力;η为折减系数。 [0070] 以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明,本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而,实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定,本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。 |