專利名稱：預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的u型工裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉裝置，特別是適用于大型叉耳錨頭拉索 的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代大型建筑鋼結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)的外旋式冷鑄錨頭鋼拉索已經(jīng)逐步被內(nèi)旋式熱鑄 叉耳錨頭拉索所代替。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工對(duì)叉耳錨頭拉索張拉的最大難題是承力架上 端的反作用力點(diǎn)的“生根”工藝的選擇設(shè)計(jì)。叉耳錨頭拉索“生根”工藝通常有“抱箍式”、 “扁擔(dān)式”、“鋼結(jié)構(gòu)耳板鉆孔式”等工藝方法。而抱箍式”、“扁擔(dān)式”、“鋼結(jié)構(gòu)耳板鉆孔式” 存在施加預(yù)拉力大小有限且結(jié)構(gòu)體積大等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置，要解決傳 統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉裝置體積大，施加預(yù)拉力有限的技術(shù)問(wèn)題；并解決精確控制預(yù)拉力 數(shù)值的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的 U型工裝裝置，包括張拉螺桿、連接鋼拉索的承力架和張拉千斤頂，所述鋼拉索的錨頭是由 銷軸與耳板連接的叉耳錨頭，所述鋼拉索的中間圓鋼呈截面階梯變化，所述承力架包括兩 個(gè)U形承力拉環(huán)、兩個(gè)轉(zhuǎn)換箱和一個(gè)拉索頸椎承力座，所述兩個(gè)U形承力拉環(huán)的弧形部分緊 壓在叉耳錨頭的兩個(gè)叉形耳廓上，每個(gè)U形承力拉環(huán)的兩個(gè)自由端分別穿過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換箱， 并由鎖母固定，每個(gè)轉(zhuǎn)換箱在兩個(gè)穿過(guò)U形承力拉環(huán)自由端的穿孔之間開有一個(gè)穿過(guò)張拉 螺桿的穿孔，張拉螺桿的前端由鎖母固定，兩根張拉螺桿的后端對(duì)稱穿過(guò)一個(gè)拉索頸椎承 力座、并分別與一個(gè)張拉千斤頂連接，拉索頸椎承力座卡在鋼拉索變截面處，所述拉索頸椎 承力座是由兩個(gè)可對(duì)稱扣合在鋼拉索上、并可緊固連接為一起的鋼結(jié)構(gòu)座體。所述兩個(gè)U形承力拉環(huán)的弧形部分分別通過(guò)U形墊緊壓在叉耳錨頭的兩個(gè)叉形耳 廓上。所述轉(zhuǎn)換箱是一個(gè)具有箱前板、箱后板、箱頂板和箱底板的箱型鋼梁，箱前板和箱 后板上對(duì)應(yīng)開有三個(gè)穿孔。所述拉索頸椎承力座的兩部分均由前抱索鋼板、后抱索鋼板、翅板、加勁肋板和腹 板組焊而成，兩個(gè)前抱索鋼板的缺口和兩個(gè)后抱索鋼板的缺口均關(guān)于中軸線對(duì)稱，并分別 焊接在兩個(gè)腹板的前后兩端，每個(gè)腹板的上下外側(cè)面均對(duì)稱焊接有一對(duì)翅板，兩相對(duì)應(yīng)的 翅板通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接，腹板上焊接有加勁肋板或沒(méi)有。所述張拉千斤頂與配有壓力傳感器的油泵系統(tǒng)連接。所述張拉千斤頂?shù)暮蠖送ㄟ^(guò)千斤頂錨具固定在張拉螺桿上。所述鋼拉索的圓鋼變截面處和叉耳錨頭之間安裝有可調(diào)節(jié)鎖輥。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和有益效果1、本實(shí)用新型所述U型
3工裝裝置，實(shí)現(xiàn)了大噸位內(nèi)旋式熱鑄叉耳錨頭拉索張拉方法且將張拉應(yīng)力的范圍擴(kuò)大到 600-4000千牛，此裝置設(shè)計(jì)體積小巧，總重量小于640公斤，操作簡(jiǎn)便，精度誤差達(dá)到3%以 內(nèi)，不含千斤頂和高壓油泵的造價(jià)每套約只有一萬(wàn)余元。2、U形承力拉環(huán)緊密吻合叉耳錨頭的弧形外緣，受力點(diǎn)為面接觸，不會(huì)出現(xiàn)局部壓 應(yīng)力集中現(xiàn)象；U形承力拉環(huán)為軸向受拉桿件，傳力路線明確、合理。所以采用抗拉強(qiáng)度為 670Mpa0 30-55毫米的鋼棒即可滿足大噸位張拉要求，比“抱箍式”、“扁擔(dān)式”傳統(tǒng)方式材料 用量節(jié)省37%左右，同時(shí)可靠性概率達(dá)到97. 5%。3、U形承力拉環(huán)是連接到拉索錨頭上的，不與鋼結(jié)構(gòu)耳板發(fā)生連接，因此簡(jiǎn)化了工 藝構(gòu)造，并保證了鋼結(jié)構(gòu)耳板的完整性。4、本實(shí)用新型中U型承力架與張拉拉桿的轉(zhuǎn)換箱，既起到轉(zhuǎn)換張拉拉桿的作用也 起到緊固U形承力拉環(huán)約束其不發(fā)生橫向脫落作用，一件兩用，改變了傳統(tǒng)的連接的復(fù)雜 笨重工藝。U形承力拉環(huán)與張拉桿轉(zhuǎn)換箱設(shè)計(jì)為組合箱型結(jié)構(gòu)，其截面按受彎剪合力計(jì)算， 整個(gè)鋼金屬件長(zhǎng)度大約45厘米，采用Q345結(jié)構(gòu)鋼制作。5、本實(shí)用新型所述張拉螺桿金屬件外表面用切削機(jī)床加工出螺紋，與固定螺母內(nèi) 螺紋(順時(shí)針)連接，一根螺桿及螺母的設(shè)計(jì)荷載等于U形承力拉環(huán)及鎖母的兩倍。生產(chǎn)工 藝簡(jiǎn)單可靠，更便于控制加工質(zhì)量。6、本實(shí)用新型所采用的施加預(yù)壓應(yīng)力的專用設(shè)備為兩套液壓千斤頂和千斤頂錨 具，構(gòu)成通用的雙頂張拉體系，且供油系統(tǒng)配有壓力傳感器，可以準(zhǔn)確地控制鋼索張拉內(nèi)力 達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉裝置體積大，構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，預(yù)拉 力施加量較小的缺點(diǎn)，解決了用簡(jiǎn)單的制造工藝，較小的體積，簡(jiǎn)單的操作方法實(shí)現(xiàn)大噸位 預(yù)拉力的精確施加的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于巨型叉耳錨頭拉索的大噸位預(yù)拉力構(gòu)件的施工。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的鋼拉索與耳板連接詳圖。圖3是本實(shí)用新型的承力裝置連接詳圖。圖4是本實(shí)用新型拉索頸椎承力座詳圖。圖5是轉(zhuǎn)換箱詳圖。附圖標(biāo)記1 一 U形承力拉環(huán)、2 — U形墊、3 —轉(zhuǎn)換箱、4 一鎖母、5 —張拉螺桿、6 — 拉索頸椎承力座、6. 1 一前抱索鋼板、6. 2 一后抱索鋼板、6. 3 一翅板、6. 4 一加勁肋板、6. 5 一 腹板、7 —銷軸、8 —張拉千斤頂、9 一千斤頂錨具、10 —鋼拉索、11 一可調(diào)節(jié)鎖輥、12 —叉耳 錨頭、13 —耳板、14 一高強(qiáng)螺栓。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參見(jiàn)
圖1 圖5所示，一種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置，包括張 拉螺桿5、連接鋼拉索10的承力架和張拉千斤頂8，所述鋼拉索10的錨頭是由銷軸7與耳板13連接的叉耳錨頭12，所述鋼拉索10的中間圓鋼呈截面階梯變化，所述承力架包括兩 個(gè)U形承力拉環(huán)1、兩個(gè)轉(zhuǎn)換箱3和一個(gè)拉索頸椎承力座6，所述兩個(gè)U形承力拉環(huán)1的弧 形部分緊壓在叉耳錨頭12的兩個(gè)叉形耳廓上，每個(gè)U形承力拉環(huán)1的兩個(gè)自由端分別穿過(guò) 一個(gè)轉(zhuǎn)換箱3，并由鎖母4固定，每個(gè)轉(zhuǎn)換箱3在兩個(gè)穿過(guò)U形承力拉環(huán)1自由端的穿孔之 間開有一個(gè)穿過(guò)張拉螺桿5的穿孔，張拉螺桿5的前端由鎖母4固定，兩根張拉螺桿5的后 端對(duì)稱穿過(guò)一個(gè)拉索頸椎承力座6、并分別與一個(gè)張拉千斤頂8連接，拉索頸椎承力座6卡 在鋼拉索10變截面處，所述拉索頸椎承力座6是由兩個(gè)可對(duì)稱扣合在鋼拉索10上、并可緊 固連接為一起的鋼結(jié)構(gòu)座體。所述兩個(gè)U形承力拉環(huán)1的弧形部分分別通過(guò)U形墊2緊壓 在叉耳錨頭12的兩個(gè)叉形耳廓上。所述轉(zhuǎn)換箱3是一個(gè)具有箱前板、箱后板、箱頂板和箱 底板的箱型鋼梁，箱前板和箱后板上對(duì)應(yīng)開有三個(gè)穿孔。所述拉索頸椎承力座6的兩部分 均由前抱索鋼板6. 1、后抱索鋼板6. 2、翅板6. 3、加勁肋板6. 4和腹板6. 5組焊而成，兩個(gè)前 抱索鋼板6. 1的缺口和兩個(gè)后抱索鋼板6. 2的缺口均關(guān)于中軸線對(duì)稱，并分別焊接在兩個(gè) 腹板6. 5的前后兩端，每個(gè)腹板6. 5的上下外側(cè)面均對(duì)稱焊接有一對(duì)翅板6. 3，兩相對(duì)應(yīng)的 翅板6. 3通過(guò)高強(qiáng)螺栓14連接，腹板6. 5上焊接有加勁肋板6. 4或沒(méi)有。所述張拉千斤頂 8與配有壓力傳感器的油泵系統(tǒng)連接。所述張拉千斤頂8的后端通過(guò)千斤頂錨具9固定在 張拉螺桿5上。所述鋼拉索10的圓鋼變截面處和叉耳錨頭12之間安裝有可調(diào)節(jié)鎖輥11。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下步驟一，根據(jù)張拉構(gòu)件類型及圖紙技術(shù)要求選擇鋼 拉索10，按張拉構(gòu)件受力計(jì)算和構(gòu)造所允許尺寸確定承力架各部件具體尺寸。步驟二，用銷軸7將鋼拉索10的叉耳錨頭12與耳板13固定。步驟三，將兩個(gè)U形墊2安裝在叉耳錨頭12的兩個(gè)叉形耳廓上，將兩個(gè)U形承力 拉環(huán)1壓在U形墊2上，每個(gè)U形承力拉環(huán)1的兩個(gè)自由端各穿過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換箱3，并用鎖母 4臨時(shí)固定。步驟四，將拉索頸椎承力座6用高強(qiáng)螺栓14固定在鋼拉索10的圓鋼變截面處。步驟五，分別將兩根張拉螺桿5的前端穿過(guò)轉(zhuǎn)換箱3的預(yù)留孔，并由鎖母4固定。步驟六，將兩根張拉螺桿5的后端穿過(guò)拉索頸椎承力座6，再穿過(guò)張拉千斤頂8，并 由千斤頂錨具9固定。步驟七，旋緊U形承力拉環(huán)1自由端的鎖母4、張拉螺桿5前端鎖母4和千斤頂錨 具9，對(duì)組裝好的U型工裝裝置進(jìn)行初始緊固。步驟八，將張拉千斤頂8與安裝有油壓傳感器的油泵系統(tǒng)連接好，將張拉千斤頂 8、油泵系統(tǒng)和油壓傳感器調(diào)整初始狀態(tài)后，進(jìn)行張拉，控制張拉千斤頂8達(dá)到設(shè)計(jì)或施工 要求的數(shù)值后旋緊可調(diào)節(jié)鎖輥11。步驟九，張拉施工完成后按上述相反的順序步驟逐步拆除U型工裝裝置。所述張拉構(gòu)件為張弦梁或斜拉索鋼結(jié)構(gòu)。步驟8中所述張拉過(guò)程中，可調(diào)節(jié)鎖輥11同步調(diào)整正反螺扣，鎖住鋼拉索10。
權(quán)利要求一種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置，包括張拉螺桿(5)、連接鋼拉索(10)的承力架和張拉千斤頂(8)，所述鋼拉索(10)的錨頭是由銷軸(7)與耳板(13)連接的叉耳錨頭(12)，所述鋼拉索(10)的中間圓鋼呈截面階梯變化，其特征在于所述承力架包括兩個(gè)U形承力拉環(huán)(1)、兩個(gè)轉(zhuǎn)換箱(3)和一個(gè)拉索頸椎承力座(6)，所述兩個(gè)U形承力拉環(huán)(1)的弧形部分緊壓在叉耳錨頭(12)的兩個(gè)叉形耳廓上，每個(gè)U形承力拉環(huán)(1)的兩個(gè)自由端分別穿過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換箱(3)，并由鎖母(4)固定，每個(gè)轉(zhuǎn)換箱(3)在兩個(gè)穿過(guò)U形承力拉環(huán)(1)自由端的穿孔之間開有一個(gè)穿過(guò)張拉螺桿(5)的穿孔，張拉螺桿(5)的前端由鎖母(4)固定，兩根張拉螺桿(5)的后端對(duì)稱穿過(guò)一個(gè)拉索頸椎承力座(6)、并分別與一個(gè)張拉千斤頂(8)連接，拉索頸椎承力座(6)卡在鋼拉索(10)變截面處，所述拉索頸椎承力座(6)是由兩個(gè)可對(duì)稱扣合在鋼拉索(10)上、并可緊固連接為一起的鋼結(jié)構(gòu)座體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置，其特征在于所述 兩個(gè)U形承力拉環(huán)(1)的弧形部分分別通過(guò)U形墊(2)緊壓在叉耳錨頭(12)的兩個(gè)叉形耳 廓上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置，其特征在于 所述轉(zhuǎn)換箱(3)是一個(gè)具有箱前板、箱后板、箱頂板和箱底板的箱型鋼梁，箱前板和箱后板 上對(duì)應(yīng)開有三個(gè)穿孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置，其特征在于所述 拉索頸椎承力座(6)的兩部分均由前抱索鋼板(6. 1)、后抱索鋼板(6. 2)、翅板(6. 3)、加勁 肋板(6. 4)和腹板(6. 5)組焊而成，兩個(gè)前抱索鋼板(6. 1)的缺口和兩個(gè)后抱索鋼板(6. 2) 的缺口均關(guān)于中軸線對(duì)稱，并分別焊接在兩個(gè)腹板(6. 5)的前后兩端，每個(gè)腹板(6. 5)的上 下外側(cè)面均對(duì)稱焊接有一對(duì)翅板(6. 3)，兩相對(duì)應(yīng)的翅板(6. 3)通過(guò)高強(qiáng)螺栓(14)連接，腹 板(6. 5)上焊接有加勁肋板(6. 4)或沒(méi)有。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置，其特征在于所述 張拉千斤頂(8)與配有壓力傳感器的油泵系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置，其特征在于所述 張拉千斤頂(8)的后端通過(guò)千斤頂錨具(9)固定在張拉螺桿(5)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置，其特征在于所述 鋼拉索(10)的圓鋼變截面處和叉耳錨頭(12)之間安裝有可調(diào)節(jié)鎖輥(11)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置通過(guò)設(shè)置叉耳錨頭作為U型承載反作用力的裝置，設(shè)置拉索頸椎承力座作為張拉受力單元的后部承力點(diǎn)以及張拉桿轉(zhuǎn)化裝置，將U形承力拉環(huán)通過(guò)連接在鋼拉索的叉耳錨頭上，不削弱耳板截面，且能簡(jiǎn)化制造工藝。在油泵系統(tǒng)中設(shè)置壓力傳感器，可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)2500kn千斤頂和油泵體系達(dá)到張拉力4400kn的目標(biāo)，同時(shí)本預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)張拉施工的U型工裝裝置具有體積小巧、總重量輕、制造工藝簡(jiǎn)單、實(shí)施操作簡(jiǎn)便、張拉力控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于采用巨型叉耳錨頭拉索進(jìn)行的超大噸位張拉構(gòu)件的施工。
文檔編號(hào)E04G21/12GK201722934SQ20102023455
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者傅琰, 呂學(xué)政, 宋松霞, 徐瑞龍, 李國(guó)立, 湯世鈞, 沈斌, 王澤強(qiáng), 袁英戰(zhàn), 錢英欣, 陳新禮 申請(qǐng)人:北京市建筑工程研究院