本發(fā)明涉及建筑結構加固領域，具體涉及一種適用于隧道管片接頭的體外螺栓預應力張拉裝置。

背景技術：

1、盾構掘進法因其靈活性、成本效益以及對周圍環(huán)境影響最小，而被廣泛用于城市地區(qū)地下隧道的建設。盾構隧道中通常使用混凝土管片襯砌，這些襯砌隨著隧道掘進機(tbm)的推進而連續(xù)并排放置。在設計管片隧道襯砌時，最重要的因素之一是縱向接頭對結構整體性能的影響。在隧道運營期間，混凝土管片襯砌的結構性能可能會進一步受到外部因素的影響，如附近的深層開挖、新建交叉隧道、軟土地層中的不均勻沉降以及地面意外荷載。在這種情況下，需要對混凝土管片襯砌，尤其是縱向接頭的性能進行加固或補強，以確保結構安全。

2、現(xiàn)有的體外預應力張拉裝置，在設計上主要是針對施工空間充足且形狀平整規(guī)則的結構，張拉方式通常為張拉體外預應力筋或體外預應力板，而在材料上通常選擇鋼材或碳纖維材料。盡管現(xiàn)有裝置可較好的完成體外預應力施加工作，且施加效果也較為良好，但對于盾構地鐵隧道這類弧面結構，由于其整體施工空間狹小，且無平整平面，因此傳統(tǒng)的體外預應力施加裝置難以在這類結構上進行操作。除此之外，當前的體外預應力加固技術，通常需要對被加固結構進行鉆孔植筋，從而為預應力加載裝置的固定提供錨固基礎。但對于隧道管片這種地下或水下的高水壓滲透環(huán)境，這種鉆孔可能會導致管片混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫并擴展，增大滲水風險，從而使得管片的耐久性和安全性產(chǎn)生下降，因此，現(xiàn)有的體外預應力加固技術在這類結構中即使安裝成功，其實用性也不強。

3、例如，專利cn117449608b公開了一種用于弧面結構的自動調(diào)平碳纖維板預應力張拉裝置，雖然其可以使用于弧面結構，但該裝置需要對弧面結構進行鉆孔植筋，會增大地下結構滲水風險。此外，該發(fā)明中所公開的裝置占用空間較大，對于盾構地鐵隧道這類結構來說同樣難以使用。

4、綜上，現(xiàn)有的體外預應力加固結構對于基于螺栓連接的隧道管片的適用性不高，且難以做到無損化的預應力施加。因此，如何提供一種無損高效且便捷施工的隧道管片接頭加固體外預應力施加裝置及配套技術，是本領域技術人員亟需解決的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種適用于隧道管片接頭的體外螺栓預應力張拉裝置，并具體公開了以下技術方案：

2、一種適用于隧道管片接頭的體外螺栓預應力張拉裝置，包括固定端機構、張拉端機構、弧面自適應螺栓、預應力螺栓以及鎖緊螺母，所述固定端機構和所述張拉端機構均包括水平支撐板，兩所述水平支撐板相互遠離的一端底部分別固定連接有豎直支撐板，所述預應力螺栓的螺桿部依次穿過固定端機構的豎直支撐板上的通孔以及張拉端機構的豎直支撐板上的通孔且安裝有鎖緊螺母，兩所述水平支撐板相互遠離的一端頂部分別固定連接有耳板，兩所述耳板上均開設有固定孔。

3、進一步的，所述豎直支撐板的兩側與所述水平支撐板的兩側底部之間分別固定連接有側板，且兩所述側板相互平行。

4、進一步的，兩個所述豎直支撐板上的通孔的孔徑均大于所述預應力螺栓的公稱直徑。

5、進一步的，所述鎖緊螺母與所述張拉端機構的豎直支撐板之間設置有調(diào)平墊片，所述調(diào)平墊片套設在所述預應力螺栓上，所述調(diào)平墊片靠近所述張拉端機構的豎直支撐板的一側設置為球面，所述張拉端機構的豎直支撐板上位于通孔的外圍設置有與所述調(diào)平墊片的球面相匹配的凹槽。

6、進一步的，兩個所述水平支撐板上均開設有若干個螺栓孔，若干個所述弧面自適應螺栓分別由下向上穿過對應的螺栓孔，所述弧面自適應螺栓的頂端用于與待加固結構的弧面接觸。

7、進一步的，所述耳板的底端與所述水平支撐板的頂端固定連接，所述耳板的頂端向外側傾斜設置。

8、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

9、本發(fā)明所提供的裝置，完全通過機械接觸的方式固定于待加固結構的表面，無需對結構進行破壞性的鉆孔，避免了對結構內(nèi)部的損傷；

10、本發(fā)明中水平支撐板上安裝有若干個弧面自適應螺栓，通過分別調(diào)節(jié)每個弧面自適應螺栓的高度，使其可以貼合并適應不同形狀的弧面；

11、豎直支撐板上的通孔的孔徑大于預應力螺栓的公稱直徑，且鎖緊螺母與張拉端機構的豎直支撐板之間設置有調(diào)平墊片，調(diào)平墊片靠近豎直支撐板的一側設置為球面，豎直支撐板上位于通孔的外圍設置有與調(diào)平墊片的球面相匹配的凹槽，調(diào)平墊片在該凹槽處可形成球鉸結構，可以在一定的范圍內(nèi)轉動，從而使得預應力螺栓在安裝時可以通過調(diào)平墊片的旋轉來自動消除安裝時導致的位置偏差，最終起到裝置自適應調(diào)平的功能；

12、本發(fā)明的裝置體積較小，且預應力的施加僅需通過電動扳手或數(shù)顯扳手旋緊鎖緊螺母即可完成，操作簡便，無需另外配備千斤頂或油泵等大型設備，因此能夠便于在狹窄空間內(nèi)安裝和發(fā)揮作用。

技術特征：

1.一種適用于隧道管片接頭的體外螺栓預應力張拉裝置，其特征在于，包括固定端機構、張拉端機構、弧面自適應螺栓、預應力螺栓以及鎖緊螺母，所述固定端機構和所述張拉端機構均包括水平支撐板，兩所述水平支撐板相互遠離的一端底部分別固定連接有豎直支撐板，所述預應力螺栓的螺桿部依次穿過固定端機構的豎直支撐板上的通孔以及張拉端機構的豎直支撐板上的通孔且安裝有鎖緊螺母，兩所述水平支撐板相互遠離的一端頂部分別固定連接有耳板，兩所述耳板上均開設有固定孔。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于隧道管片接頭的體外螺栓預應力張拉裝置，其特征在于，所述豎直支撐板的兩側與所述水平支撐板的兩側底部之間分別固定連接有側板，且兩所述側板相互平行。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于隧道管片接頭的體外螺栓預應力張拉裝置，其特征在于，兩個所述豎直支撐板上的通孔的孔徑均大于所述預應力螺栓的公稱直徑。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種適用于隧道管片接頭的體外螺栓預應力張拉裝置，其特征在于，所述鎖緊螺母與所述張拉端機構的豎直支撐板之間設置有調(diào)平墊片，所述調(diào)平墊片套設在所述預應力螺栓上，所述調(diào)平墊片靠近所述張拉端機構的豎直支撐板的一側設置為球面，所述張拉端機構的豎直支撐板上位于通孔的外圍設置有與所述調(diào)平墊片的球面相匹配的凹槽。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于隧道管片接頭的體外螺栓預應力張拉裝置，其特征在于，兩個所述水平支撐板上均開設有若干個螺栓孔，若干個所述弧面自適應螺栓分別由下向上穿過對應的螺栓孔，所述弧面自適應螺栓的頂端用于與待加固結構的弧面接觸。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于隧道管片接頭的體外螺栓預應力張拉裝置，其特征在于，所述耳板的底端與所述水平支撐板的頂端固定連接，所述耳板的頂端向外側傾斜設置。

技術總結
本發(fā)明涉及建筑結構加固領域，具體涉及一種適用于隧道管片接頭的體外螺栓預應力張拉裝置。包括固定端機構、張拉端機構、弧面自適應螺栓、預應力螺栓以及鎖緊螺母，所述固定端機構和所述張拉端機構均包括水平支撐板，兩所述水平支撐板相互遠離的一端底部分別固定連接有豎直支撐板，所述預應力螺栓的螺桿部依次穿過固定端機構的豎直支撐板上的通孔以及張拉端機構的豎直支撐板上的通孔且安裝有鎖緊螺母，兩所述水平支撐板相互遠離的一端頂部分別固定連接有耳板，兩所述耳板上均開設有固定孔。本發(fā)明所提供的裝置，完全通過機械接觸的方式固定于待加固結構的表面，無需對結構進行破壞性的鉆孔，避免了對結構內(nèi)部的損傷。

技術研發(fā)人員：張偉,黃逸群,劉博峰
受保護的技術使用者：福建理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19