專利名稱：一種緩凝預應力筋包覆裝置及其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及預應力混凝土構件施工機具，屬于一種緩粘結預應力混凝土體系中使用的緩凝預應力筋包覆裝置。
(二)技術背景混凝土的抗壓性能好，但抗拉性能很差。為使混凝土在承受拉應力時不破壞，在其內(nèi)部埋入高強度鋼筋，然后對鋼筋施加預拉伸應力，使混凝土承受較高的預壓縮應力。這樣就可充分發(fā)揮混凝土抗壓強度較高和鋼筋抗拉強度較高的優(yōu)勢，共同抵抗外力的作用，避免混凝土開裂和減小裂縫寬度，提高混凝土梁、板的承載能力，這就是預應力混凝土技術。
預應力混凝土結構的出現(xiàn)，擴大了混凝土結構的應用范圍，既適合于建筑大中跨度的橋梁、屋蓋及大尺寸的貯罐、壓力容器、海洋平臺等有特殊要求的結構，也可制作屋面板、樓板、壓力水管、軌枕和電桿等小型構件。
根據(jù)預應力鋼筋張拉時間的先后，習慣上把預加應力方法分為先張法和后張法。先張法即通過張拉底座先拉緊鋼筋，然后澆筑混凝土，待混凝土達到強度要求后，切斷鋼筋，靠鋼筋自身的回縮來給混凝土構件施加預應力；后張法即先澆筑混凝土，待混凝土達到強度要求后，靠成型的混凝土自身，作為施力系統(tǒng)，達到使混凝土受到預應力的目的。后張法根據(jù)施工工藝的不同又分為無粘結和有粘結兩種預應力體系。無粘結是在鋼筋上涂上油脂外裹塑料；有粘結是在混凝土構件中預留孔道，穿入鋼筋張拉后，孔道內(nèi)灌注水泥漿。可見鋼筋張拉施工方法的不同，使先張法在某些場合難以實現(xiàn)，而后張法無粘結易造成鋼筋和錨具的疲勞，有粘結要求的預留孔道，壓孔灌漿等復雜的過程。若把后張法中無粘結和有粘結預應力體系相結合，形成緩粘結預應力體系，即不預留孔道，不須壓孔灌漿，施工時與無粘結體系一樣，鋼筋直接埋入混凝土，而在施工完成后，靠包裹于預應力鋼筋上的緩凝砂漿隨時間的延長而逐漸凝結硬化，達到與有粘結預應力體系相同效果。這樣便簡化了施工工藝，同時緩凝砂漿硬化后對鋼筋產(chǎn)生握裹作用，解決無粘結預應力筋和錨具的疲勞，使得預應力技術的應用領域更為廣闊，市場潛力更為巨大，所帶來的社會和經(jīng)濟效益更為顯著。
緩凝預應力筋是預應力鋼筋(鋼絲、鋼絞線或粗鋼絲)和外層包裹的緩凝砂漿共同組成的，根據(jù)試驗和工程實踐驗證，緩凝砂漿在5～40℃密閉條件下，能根據(jù)工程要求可在20天、30天、40天以前不凝結，之后才逐漸硬化，并最終達到30MPa以上的拉壓強度，這種超效緩凝的水泥砂漿材料在國內(nèi)外尚屬空白?！熬從牧显诤髲埛A應力混凝土構件中應用研究”2001年通過部級鑒定，緩凝預應力技術已應用于工程實際，但在施工中，緩凝砂漿是靠人手持塑料帶將其纏繞裹實在預應力鋼筋上，不能很好滿足施工要求，研制一種連續(xù)可靠地在預應力鋼筋上包覆緩凝砂漿的設備裝置一施工設備機械化，便是緩凝砂漿及緩粘結預應力體系得以工程推廣應用的關鍵環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容為把預應力技術后張法中無粘結和有粘結相接合，取各自之長，避各自之短，形成緩粘結預應力體系，本發(fā)明的目的是提供一種便于運輸、定位、操作和清洗，且重量較輕、體積較小、制造和使用成本較低的新型緩凝預應力筋包覆裝置，自動連續(xù)實現(xiàn)在預應力鋼筋上用塑料密封包裹一層緩凝砂漿，形成緩凝預應力筋制品。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，它包含牽引機構、緩凝砂漿推進機構、塑料包覆機構、定型冷卻系統(tǒng)、拖動和控制系統(tǒng)。牽引機構以變頻調(diào)速、覆帶傳輸方法，實現(xiàn)預應力鋼筋的連續(xù)、可靠、平穩(wěn)送進，使包覆過程穩(wěn)定地進行；緩凝砂漿推進機構以液壓馬達驅(qū)動、螺旋推進、直通機頭方法，實現(xiàn)緩凝砂漿均勻密實包裹在預應力鋼筋上；塑料包覆機構以液壓馬達驅(qū)動、直角機頭、擠出成型方法，實現(xiàn)在包裹了緩凝砂漿的鋼筋上均勻包覆一層塑料，使緩凝砂漿密封在其中；定型冷卻系統(tǒng)以管內(nèi)充漿加壓、管外冷卻定型、噴淋水箱冷卻方法，實現(xiàn)對包覆制品的定徑、整型、冷卻和充分冷卻，獲得既定的形狀、尺寸和表面；拖動與控制系統(tǒng)以液力拖動調(diào)速為主，電機拖動變頻調(diào)速輔之，實現(xiàn)整臺裝置的自動控制和對包覆預應力鋼筋的質(zhì)量控制。
由于本發(fā)明自動連續(xù)實現(xiàn)對預應力鋼筋的緩凝砂漿和塑料的包覆，集機電液、塑料、混凝土技術工藝于一體，技術密集，各功能機構均布置在一臺機架上，布局緊湊合理、結構簡單獨特，重量較輕、體積較小、操作簡單、運輸清洗方便，并可在施工現(xiàn)場安全作業(yè)。


圖1為本發(fā)明實施例的結構示意圖。
具體實施方式
參照圖1，本實施例由牽引機構3、緩凝砂漿推進機構4、塑料包覆機構16、定型冷卻系統(tǒng)11、拖動控制系統(tǒng)18組成，并且它們均布置在一臺機架上。牽引機構3采用變頻調(diào)速、覆帶式結構，覆帶壓緊并輸送預應力鋼筋1，手輪2調(diào)整壓緊力，這種結構牽引力大，調(diào)速范圍寬，預應力鋼筋不易打滑，尤其低速運行時具有較硬的機械特性，防止出現(xiàn)爬行，因而實現(xiàn)了連續(xù)、可靠、平穩(wěn)地輸送預應力鋼筋，并對包覆制品的截面尺寸進行控制，使包覆過程穩(wěn)定地進行；緩凝砂漿推進機構4由液壓馬達19、料斗5、螺桿7、料筒6、直通機頭8組成，其功用是將緩凝砂漿推進并按既定的截面和尺寸密實地包裹在預應力鋼筋1上，液壓馬達19驅(qū)動螺桿7旋轉(zhuǎn)，螺桿7采用等距等深中空結構，螺桿7頭部呈錐形并帶螺旋伸進直通機頭8，預應力鋼筋1從螺桿7孔中送進并定心，緩凝砂漿20由料斗5進入料筒6，隨螺桿7的旋轉(zhuǎn)而被逐漸推向直通機頭8方向，與螺桿7孔中送進的預應力鋼筋1一同通過直通機頭8，按既定的幾何截面和尺寸均勻密實地包裹在預應力鋼筋1上；塑料包覆機構16由液壓馬達17、料斗15、塑料擠出主機14、直角機頭9組成，其功用是在包裹了緩凝砂漿的預應力鋼筋1上均勻地包覆一層塑料21，使緩凝砂漿20密封在其中，液壓馬達17提供塑料擠出主機14的驅(qū)動動力，塑料擠出主機14將料斗15的塑料加熱、輸送、壓縮、熔融、混合，直角機頭9則是形成最終包覆的緩凝預應力筋制品13形狀的部件，它將熔融的塑料以既定的截面和尺寸包覆于充入其中包裹了緩凝砂漿的預應力鋼筋上，直角機頭9一端連直通機頭8，另一端與定徑套10相連，并連塑料擠出主機14，塑料擠出主機14與預應力鋼筋1垂直布置；定型冷卻系統(tǒng)11由定徑套10和冷卻水箱12組成，定徑套10的作用是將從直角機頭9擠出的包覆了塑料和緩凝砂漿的緩凝預應力鋼筋制品13的既定形狀穩(wěn)定下來，并將其進行精整，從而得到更為準確的截面形狀、尺寸和表面，采用水冷卻方法達到這一目的，冷卻水箱12把由定徑套10出來的緩凝預應力鋼筋制品13在此得到充分得冷卻，獲得最終的形狀和尺寸；拖動與控制系統(tǒng)18由一臺液壓站和控制箱組成，液壓站實現(xiàn)液壓馬達17、液壓馬達19的壓力油供應并對其輸出軸按所需的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速運行，液壓馬達17、液壓馬達19采用擺線式，這種液壓馬達轉(zhuǎn)矩大、體積小、調(diào)速范圍大，牽引機構3的拖動由電機和減速器驅(qū)動，并經(jīng)變頻調(diào)速，減速器的使用增大了電動機的轉(zhuǎn)矩，減少變頻器和電動機的容量，提高牽引機構3驅(qū)動系統(tǒng)的工作頻率，保證牽引機構3低速運動的穩(wěn)定性，控制箱包括液壓站油泵電機的驅(qū)動，液壓馬達17、液壓馬達19的電磁控制，塑料擠出主機14的加熱溫度自動控制，牽引機構3變頻調(diào)速控制，定型冷卻系統(tǒng)11的冷卻泵電機的驅(qū)動，通過拖動與控制系統(tǒng)18保證各執(zhí)行機構的協(xié)調(diào)工作、工藝參數(shù)的調(diào)整匹配，實現(xiàn)對整臺裝置的自動控制和包覆預應力鋼筋質(zhì)量的控制。
工作原理預應力鋼筋1經(jīng)牽引機構3的上下履帶壓緊并平穩(wěn)可靠地送入緩凝砂漿推出機構4，緩凝砂漿由料斗5進入料筒6隨螺桿7的旋轉(zhuǎn)推向直通機頭8與螺桿7孔中送進的預應力鋼筋1一同通過機頭8而包裹在預應力鋼筋上，包裹了緩凝砂漿的預應力鋼筋1隨后送入塑料包覆機構16，塑料經(jīng)料斗15加入，通過塑料擠出主機14而塑化成均勻的熔體，以熔融態(tài)定壓、定量、定溫地從直角機頭9擠出并包覆于包裹了緩凝砂漿20的預應力鋼筋1上，經(jīng)定型套10定徑整形和冷卻，再經(jīng)過冷卻水箱12完全冷卻，形成具有一定截面形狀尺寸和表面質(zhì)量的緩凝預應力筋制品13。
權利要求
1.一種緩凝預應力筋包覆裝置，含牽引機構(3)，緩凝砂漿推進機構(4)、塑料包覆機構(16)、定型冷卻系統(tǒng)(11)、拖動與控制系統(tǒng)(18)，其特征是緩凝砂漿推進機構(4)以液壓馬達驅(qū)動、螺旋推進、直通機頭方法，實現(xiàn)緩凝砂漿均勻密實包裹在預應力鋼筋上，液壓馬達(19)驅(qū)動螺桿(7)旋轉(zhuǎn)，螺桿(7)采用等距等深中空結構，螺桿(7)頭部呈錐形并帶螺旋伸進直通機頭(8)，預應力鋼筋(1)從螺桿(7)孔中送進并定心，緩凝砂漿(20)由料斗(5)進入料筒(6)，隨螺桿(7)的旋轉(zhuǎn)而被逐漸推向直通機頭(8)方向，與螺桿(7)孔中送進的預應力鋼筋(1)一同通過直通機頭(8)。
2.根據(jù)權利要求1所述的緩凝預應力筋包覆裝置，其特征是塑料包覆機構(4)以液壓馬達驅(qū)動、直角機頭、擠出成型方法，實現(xiàn)在包裹了緩凝砂漿的鋼筋上均勻包覆一層塑料，使緩凝砂漿密封在其中，液壓馬達(17)提供塑料擠出主機(14)的驅(qū)動動力，直角機頭(9)則是形成最終包覆的緩凝預應力筋制品(13)形狀的部件，它將熔融的塑料以既定的截面和尺寸包覆于充入其中包裹了緩凝砂漿(20)的預應力鋼筋(1)上，直角機頭(9)一端連機頭(8)，另一端與定徑套(10)相連，并連塑料擠出主機(14)，塑料擠出主機(14)與預應力鋼筋(1)垂直布置。
3.根據(jù)權利要求1所述的緩凝預應力筋包覆裝置，其特征是牽引機構(3)以變頻調(diào)速、覆帶傳輸方法，實現(xiàn)預應力鋼筋的連續(xù)、可靠、平穩(wěn)送進，使包覆過程穩(wěn)定地進行。
4.根據(jù)權利要求1所述的緩凝預應力筋包覆裝置，其特征是牽引機構(3)、緩凝砂漿推進機構(4)、塑料包覆機構(16)、定型冷卻系統(tǒng)(11)、拖動與控制系統(tǒng)(18)均在一臺機架上布局。
全文摘要
緩凝預應力筋包覆裝置是將新型緩凝預應力筋應用于預應力混凝土體系的一種施工機具。它可自動連續(xù)實現(xiàn)在預應力鋼筋上用塑料密封包裹一層緩凝砂漿，形成緩凝預應力筋制品，緩凝預應力筋應用于預應力混凝土構件中，從而構成一種具有無粘結預應力筋混凝土構件優(yōu)點的有粘結預應力筋混凝土構件。該裝置部局緊湊、結構獨特、機電液一體、操作簡單、運輸清洗方便，可在施工現(xiàn)場作業(yè)。
文檔編號E04G21/12GK1467354SQ03122799
公開日2004年1月14日 申請日期2003年4月24日 優(yōu)先權日2003年4月24日
發(fā)明者張建輝, 李懷東, 高廷陽, 薛德勝 申請人:蘭州鐵道學院