本發(fā)明屬于橋梁預(yù)應(yīng)力補償設(shè)備領(lǐng)域，具體提供一種用于復(fù)合材料的多軸分層自鎖張拉裝置。

背景技術(shù)：

建筑工程經(jīng)常采用預(yù)應(yīng)力張拉方式來施工，尤其是橋梁工程中，大部分的大跨度橋梁均是采用預(yù)應(yīng)力方式來建橋的。隨著車輛的不斷通行會造成橋梁預(yù)應(yīng)力的損失，為了補償這些預(yù)應(yīng)力損失，需要在橋梁體外進行增加預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。由于大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁不是特別平整，采用復(fù)合材料帶預(yù)應(yīng)力方式就需要提前在工廠進行復(fù)合材料帶的預(yù)張拉，保證復(fù)合材料帶的各個絲束均勻受力，到達現(xiàn)場后可以實現(xiàn)一次張拉達到補償預(yù)應(yīng)力損失的效果，這樣做的好處就是基本不用中斷交通。

但是，現(xiàn)有的復(fù)合材料帶預(yù)張拉裝置不能夠完全地使復(fù)合材料帶的絲束均勻受力，總是存在一根或多根絲束受力過大或者一根或多跟絲束受力過小的情況，使得復(fù)合材料帶在現(xiàn)場施工時需得重新進行預(yù)張拉，否則受力過大的復(fù)合材料帶就會被拉斷。

相應(yīng)地，本領(lǐng)域需要一種新的復(fù)合材料帶預(yù)張拉裝置來解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有技術(shù)中多層復(fù)合材料帶一次纏繞時絲束受力不均勻的問題，本發(fā)明提供了一種用于復(fù)合材料的多軸分層自鎖張拉裝置，該多軸分層自鎖張拉裝置包括復(fù)合材料帶、第一固定端和第二固定端，所述復(fù)合材料帶包括至少兩層子帶；所述第一固定端包括至少兩個第一轉(zhuǎn)軸；在組裝過程中，所述復(fù)合材料帶的第一端與所述第一固定端固定連接，所述復(fù)合材料帶的第二端與所述第二固定端固定連接，所述第一固定端和所述第二固定端分別連接到張拉設(shè)備上，所述復(fù)合材料帶被張緊；所述子帶的第一端盤繞到所述第一轉(zhuǎn)軸上，使得當所述復(fù)合材料帶被在張緊時每層所述子帶所受到的張緊力相同。

在上述多軸分層自鎖張拉裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第一固定端還包括底板和壓塊，所述壓塊與所述底板固定連接，所述第一轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述壓塊中或者設(shè)置在所述底板與所述壓塊之間。

在上述多軸分層自鎖張拉裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述子帶的第一端盤繞到所述第一轉(zhuǎn)軸上之后，轉(zhuǎn)動每根所述第一轉(zhuǎn)軸，使得盤繞到每根所述第一轉(zhuǎn)軸上的所述子帶的張緊力相同。

在上述多軸分層自鎖張拉裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第二固定端上設(shè)置有一根第二轉(zhuǎn)軸，所述復(fù)合材料帶的所述第二端盤繞到所述第二轉(zhuǎn)軸上。

在上述多軸分層自鎖張拉裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述底板上設(shè)置有第一凹槽，所述第一轉(zhuǎn)軸安裝在所述第一凹槽內(nèi)。

在上述多軸分層自鎖張拉裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述壓塊上設(shè)置有與所述第一凹槽位置對齊的第二凹槽，所述第一轉(zhuǎn)軸安裝在所述第一凹槽與所述第二凹槽形成的孔內(nèi)。

在上述多軸分層自鎖張拉裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述壓塊上設(shè)置有頂絲，在所述子帶被張緊的狀態(tài)下，所述頂絲能夠頂靠到所述第一轉(zhuǎn)軸上并因此固定所述第一轉(zhuǎn)軸。

在上述多軸分層自鎖張拉裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第一轉(zhuǎn)軸是多邊形柱體并且/或者所述第一轉(zhuǎn)軸的外表面設(shè)置有防滑紋，使得所述第一轉(zhuǎn)軸在被所述頂絲頂靠時無法轉(zhuǎn)動。

在上述多軸分層自鎖張拉裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第一固定端還包括第一壓板，所述第一壓板通過結(jié)構(gòu)膠固定到所述底板上，以便將所述第一轉(zhuǎn)軸和所述復(fù)合材料帶夾在所述第一壓板與所述底板之間。

在上述多軸分層自鎖張拉裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第一轉(zhuǎn)軸和/或所述第二轉(zhuǎn)軸上都設(shè)置有縫隙，所述復(fù)合材料帶穿過所述縫隙并纏繞在所述第一轉(zhuǎn)軸和/或所述第二轉(zhuǎn)軸上，進而通過結(jié)構(gòu)膠與所述第一轉(zhuǎn)軸和/或所述第二轉(zhuǎn)軸固定連接。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，第一固定端上設(shè)置有多個可轉(zhuǎn)動的第一轉(zhuǎn)軸，將復(fù)合材料帶的子帶的第一端分別盤繞在不同的第一轉(zhuǎn)軸上，復(fù)合材料帶的子帶的第二端與第二固定端固定連接，在復(fù)合材料帶預(yù)張緊時，每層子帶都可以通過旋轉(zhuǎn)固定該子帶的第一轉(zhuǎn)軸來單獨設(shè)定張緊力，從而保證了每層子帶都能承受相同的張緊力，進而提高張拉裝置的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的用于復(fù)合材料的多軸分層自鎖張拉裝置的效果示意圖；

圖2是本發(fā)明的多軸分層自鎖張拉裝置的第一固定端的剖視圖。

具體實施方式

下面參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是，這些實施方式僅僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)原理，并非旨在限制本發(fā)明的保護范圍。例如，雖然附圖中的第一固定端上設(shè)置有四個第一轉(zhuǎn)軸，但這是種數(shù)量關(guān)系非一成不變，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對其作出調(diào)整，以便適應(yīng)具體的應(yīng)用場合。

需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方向或位置關(guān)系的術(shù)語是基于附圖所示的方向或位置關(guān)系，這僅僅是為了便于描述，而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，還需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

如圖1所示，本發(fā)明的用于復(fù)合材料的多軸分層自鎖張拉裝置包括復(fù)合材料帶1、第一固定端2和第二固定端3，復(fù)合材料帶1的第一端(圖1中所示復(fù)合材料帶1的右端)與第一固定端2固定連接，復(fù)合材料帶1的第二端(圖1中所示復(fù)合材料帶1的左端)與第二固定端3固定連接。復(fù)合材料帶1由多層子帶(圖中未標示)構(gòu)成，并且每層子帶層疊布置。

如圖1和圖2所示，第一固定端2包括：底板21、兩個壓塊22、第一轉(zhuǎn)軸23、螺栓24。壓塊22位于底板21的頂部，并且壓塊22與底板21之間通過螺栓24固定連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，壓塊22與底板21之間除了采用螺栓的連接方式外還可以采用其他的連接方式，例如，將壓塊22和底板21焊接在一起。如圖2所示，底板21上設(shè)置有第一凹槽211，優(yōu)選地，第一凹槽211的橫截面呈半圓狀；壓塊22上設(shè)置有第二凹槽221，優(yōu)選地，第二凹槽221的橫截面呈半圓狀；在組裝好的狀態(tài)下，第一凹槽211和第二凹槽221共同形成一個圓形的通孔，使得安裝在第一凹槽211和第二凹槽221內(nèi)的第一轉(zhuǎn)軸23能夠在該圓形通孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，第一凹槽211和第二凹槽221的形狀并非一成不變，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體情況將第一凹槽211和第二凹槽221設(shè)置成其他形狀，只要保證在安裝好的狀態(tài)下第一轉(zhuǎn)軸23能夠在第一凹槽211和第二凹槽221構(gòu)成的通孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)即可，例如，可以只在壓塊22上設(shè)置第二凹槽221，并將第二凹槽221設(shè)置成圓形通孔或者U型凹槽，用于安裝第一轉(zhuǎn)軸23。

繼續(xù)參閱圖1和圖2，壓塊22上設(shè)置有多個螺絲孔222，螺絲孔222與第二凹槽221連通，優(yōu)選地，螺絲孔222的開孔方向指向第二凹槽221的中心軸。進一步，每個螺絲孔222內(nèi)均設(shè)置有頂絲(圖中未示出)，以便在安裝好的狀態(tài)下能夠通過頂絲對第一轉(zhuǎn)軸23進行固定，使得第一轉(zhuǎn)軸23不能夠旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，第一轉(zhuǎn)軸23是六角形圓棒，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體需要，將第一轉(zhuǎn)軸23設(shè)置成其他多邊形柱體(例如，八邊形柱體)，或者在第一轉(zhuǎn)軸23的外圓周上設(shè)置防滑紋，以便于頂絲在對第一轉(zhuǎn)軸23進行固定時，頂絲能夠卡住第一轉(zhuǎn)軸23或者頂絲與第一轉(zhuǎn)軸23之間具有足夠的摩擦力，防止第一轉(zhuǎn)軸23轉(zhuǎn)動。

如圖1所示，每一層或每兩層子帶的第一端(圖1中所示復(fù)合材料帶1的右端)纏繞在一個第一轉(zhuǎn)軸23上，優(yōu)選地，可以在第一轉(zhuǎn)軸23上設(shè)置一個縫隙，將子帶的第一端穿過該縫隙后再盤繞到第一轉(zhuǎn)軸23上。當子帶被拉緊時，子帶能夠通過被纏繞部分之間的接觸產(chǎn)生的摩擦力實現(xiàn)自鎖。在復(fù)合材料帶1預(yù)張緊時，可以通過轉(zhuǎn)動第一轉(zhuǎn)軸23分別調(diào)節(jié)施加到每層子帶上的張緊力。進一步，第一固定端2還包括第一壓板25，當每層子帶的張緊力都設(shè)置好時，在底板21與壓塊22形成的子帶凹槽中灌注專用結(jié)構(gòu)膠，使第一轉(zhuǎn)軸23以及每一層子帶的第一端均浸漬在結(jié)構(gòu)膠中，并將第一壓板25壓緊在底板21上。當結(jié)構(gòu)膠凝固時，復(fù)合材料帶1的第一端即每一層子帶的第一端與第一壓板25、底板21、第一轉(zhuǎn)軸23固定連接成一個整體。

繼續(xù)參閱圖1，第二固定端3包括：連接板31、安裝底板32、兩根收緊螺桿33、四個螺母34和第二壓板35。連接板31和安裝底板32的左右方向(圖1中所示連接板31和安裝底板32的左右方向)上分別設(shè)置有兩個通孔(圖中標示)，兩根收緊螺桿33分別穿過連接板31和安裝底板32上的通孔，并且將螺母34安裝在收緊螺桿33的兩端，用于限制連接板31和安裝底板32之間在收緊螺桿33軸線方向上的最大距離。安裝底板32上設(shè)置有第一安裝孔(圖中未標示)，安裝底板32通過第一安裝孔安裝到需要進行拉緊的設(shè)備(復(fù)合材料帶1預(yù)張緊時是張拉設(shè)備)上。連接板31上設(shè)置有第二安裝孔(圖中未標示)，連接板31通過第二安裝孔與第二壓板35固定連接，并且連接板31上設(shè)置有第二轉(zhuǎn)軸(圖中未標示)，第二轉(zhuǎn)軸的圓周上設(shè)置有一個縫隙(圖中未標示)并且該縫隙沿第二轉(zhuǎn)軸的徑向貫穿該第二轉(zhuǎn)軸，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，該縫隙可以穿過第二轉(zhuǎn)軸的軸線，也可以不穿過第二轉(zhuǎn)軸的軸線。復(fù)合材料帶1的第二端穿過該縫隙并纏繞在第二轉(zhuǎn)軸上，然后通過專用結(jié)構(gòu)膠將復(fù)合材料帶1的第二端、第二轉(zhuǎn)軸、連接板31和第二壓板35固定連接成一個整體。

下面結(jié)合圖1詳細說明本發(fā)明的復(fù)合材料帶預(yù)張拉的多軸分層自鎖張拉裝置的調(diào)試使用方法。

首先，根據(jù)具體使用環(huán)境計算出復(fù)合材料帶1需要的長度，以及所需復(fù)合材料帶1所要達到的張緊力要求。然后，根據(jù)所需求的力確定子帶的層數(shù)，裁定長度。進而在工廠內(nèi)對復(fù)合材料帶1進行預(yù)張緊，以便復(fù)合材料帶1在預(yù)張緊過程中不會受環(huán)境溫度影響。將復(fù)合材料帶1的第一端固定到第一固定端2上，即將子帶的第一端分別纏繞到第一轉(zhuǎn)軸23上，將復(fù)合材料帶1的第二端纏繞到第二固定端3的第二轉(zhuǎn)軸上。進一步，將安裝底板32和底板21分別固定到張拉設(shè)備(例如，帶有伺服電機的設(shè)備)上，然后通過張拉設(shè)備對復(fù)合材料帶1進行預(yù)張緊，再轉(zhuǎn)動每一個第一轉(zhuǎn)軸23使得每一層子帶所受拉力達到預(yù)定值(該預(yù)定值的大小本領(lǐng)域人員可根據(jù)具體使用情況進行設(shè)定)，用頂絲分別將每一根第一轉(zhuǎn)軸23進行鎖定，在復(fù)合材料帶1拉緊的狀態(tài)下，分別向連接板31和底板21上灌注專用結(jié)構(gòu)膠，并將第一壓板25蓋在底板21上，使得第一轉(zhuǎn)軸23、底板21、第一壓板25和各子帶的第一端膠合成一個整體，將第二壓板35蓋在連接板31上，使得連接板31、第二轉(zhuǎn)軸、第二壓板35和復(fù)合材料帶1的第二端膠合成一個整體。第一固定端2和第二固定端3的膠合結(jié)構(gòu)使得復(fù)合材料帶1在長期使用過程中不會有任何預(yù)應(yīng)力的損失。最后將預(yù)張緊好的復(fù)合材料帶1安裝在需要拉緊的設(shè)施上(例如，橋梁)，并將第一固定端2和第二固定端3之間的復(fù)合材料帶1用專用結(jié)構(gòu)膠進行浸潤，使每層子帶膠合在一起。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，本發(fā)明的多軸分層自鎖張拉裝置不僅適用于多層帶狀的復(fù)合材料的預(yù)張緊，而且還能夠適用于束狀材料的預(yù)張緊。當多軸分層自鎖張拉裝置用于預(yù)張緊束狀材料時，每一束線對應(yīng)地固定到一個第一轉(zhuǎn)軸23上，并通過第一轉(zhuǎn)軸23對該束線進行預(yù)張緊。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠理解的是，復(fù)合材料帶1進行預(yù)張緊時，可以在每層子帶上設(shè)置拉力傳感器，以便于檢測每層子帶的所受到的張緊力，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體情況采用其他方式和設(shè)備對每層子帶進行張緊力檢測。

本領(lǐng)域技術(shù)人員進一步可以理解的是，第二轉(zhuǎn)軸可以根據(jù)具體使用情況去掉，將復(fù)合材料帶1的第二端直接固定到連接板31上，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)需要在第二固定端3上設(shè)置其他合適的固定裝置，例如，將連接板31和第二壓板35相結(jié)合的面均設(shè)置防滑紋，將復(fù)合材料帶1的第二端放置到連接板31和第二壓板35之間并通過螺栓將兩者緊密的壓緊在一起，通過兩者之間的壓緊力對復(fù)合材料帶1的第二端進行固定。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本發(fā)明的保護范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對相關(guān)技術(shù)特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。