后张法无粘结预应力钢筋预退张构造和方法 【技术领域】
本发明涉及周期组合、分解的砼预制构件结构的无粘结后张法预应力钢筋的退张构造系统。
背景技术
目前，为了达到周期移动使用的机械设备(如建筑塔式起重机、无线信号塔、石油的采油机、风力发电机、地矿的勘探机等)组合基础的砼预制构件的预应力构造系统能反复退张使预应力钢筋重复使用的目的，无粘结后张法的预应力钢筋拉力设计值仅为其抗拉强度标准值的40％左右，这种强度设计值与规范规定的强度设计值为其强度标准值的70％尚有30％左右的差额，这是为了实现预应力钢筋能多次重复使用以达到节约材料、降低成本的目的技术措施造成的另一种可观的资源和成本的浪费。而现有的预应力钢筋的退张方法与构造措施无法实现在利用剩余的强度标准值(70～100％)范围内保证预应力钢筋重复使用的材料力学性质的条件下实现预应力钢筋的无损坏退张。其技术现状是，要么为完好退张实现重复使用的需要而降低预应力钢筋的拉力设计值，造成增加预应力钢筋用量，钢筋用量的增加连锁造成其整个构造系统包括张拉端、固定端和钢筋孔道的构造相应增大形成的进一步综合浪费；要么把预应力钢筋的强度设计值用到规定的极限，造成预应力钢筋的退张破坏只能是一次性使用的浪费；两者都无法避免材料和成本的浪费。
【发明内容】
本发明目的：本发明的目的和任务是提供一种在预应力钢筋达到其抗拉强度设计值条件下能在最终退张拆卸锚固夹片之前将预应力钢筋先行退张的构造系统，使预应力钢筋在最终退张前的拉力值提前减小到其剩余的抗拉强度值所形成的材料伸长度足以顺利完成退张拆卸锚固夹片，然后使预应力钢筋与锚具彻底分解。这样，既可以充分利用预应力钢筋的强度设计标准值，提高其材料性能到100％，从而减少预应力钢筋的用量，同时缩减整个构造系统包括固定端、张拉端和预应力钢筋孔道的构造规格；又可以避免因预应力钢筋的拉力值用到规定的极限而无法完好退张实现其重复使用。为进一步实现用于砼预制构件组合、分解的无粘结后张法预应力构造系统的资源节约和降低成本提供了新的技术条件。
技术方案 本发明包括由预应力钢筋在与锚具彻底分离前先行减小预应力的固定端、张拉端及连接贯通其间的预应力钢筋孔道和置于其中并将固定端与张拉端连接的预应力钢筋的构造以及为达到增加预应力钢筋使用次数目的的其它构造措施共同构成的无粘结后张法预应力构造。
钢绞线(8)的固定端构造：钢绞线孔道(20)的钢绞线孔道端头管(6)的外端与砼预制构件(1)的外立面交会处有圆孔与钢绞线孔道端头管(6)同内径的钢绞线孔道封口圈(2)，钢绞线孔道封口圈(2)为剖面为矩形的圆圈其外向面内侧有剖面为矩形的环形凹槽，钢绞线孔道封口圈(2)地外向面与砼预制构件(1)的外立面相平；钢绞线孔道封口圈(2)的外侧设有圆孔与钢绞线孔道封口圈(2)同内径的承压圈(3)，承压圈(3)为剖面为矩形的圆圈其外向面内侧有剖面为矩形的环形凹槽、其内向面内侧有剖面为矩形的环形凸键，承压圈(3)的外径面上设有外螺纹；承压圈(3)的外侧设有两端剖面形状与承压圈(3)相似并与承压圈(3)同内径的承压管1号(4)，承压管1号(4)的长度大于等于夹片(32)的长度，承压管1号(4)的内向端的内侧环形凸键与承压圈(3)的外向面的环形凹槽相配合，承压管1号(4)外向端的环形凹槽与内向端的环形凸键的剖面为相同的矩形；在承压圈(3)的外侧设有承压管2号(5)1件和件数为大于等于0的整数的承压管1号(4)，与承压管1号(4)直径相交的沿承压管1号(4)纵轴方向的纵向切线将承压管1号(4)分为相同的2件的承压管2号(5)；在最外端的承压管1号(4)或承压管2号(5)的外侧设有形状为圆柱体或棱柱体的钢绞线固定端板(7)，钢绞线固定端板(7)的内向平面的内侧设有与承压管1号(4)或承压管2号(5)的外端外侧环形凸键配合的环形承压管定位凹槽(25)，在承压管定位凹槽(25)的外侧设有圆形或多边形的剖面为矩形或梯形或三角形的环形凹槽(27)与顶推挂件(17)的钩端定位凸键(31)配合，钢绞线固定端板(7)的外径小于承压圈(3)的外径，在钢绞线固定端板(7)上沿钢绞线固定端板(7)的纵轴方向设有钢绞线孔(26)，在穿过钢绞线孔(26)的钢绞线(8)的外端头设有外径大于钢绞线孔(26)的锚头(9)与钢绞线(8)连接；剖面为矩形的封闭筒口圈(24)的内径面上设有内螺纹与承压圈(3)的外螺纹配合，其外向平面与固定端封闭筒(22)的筒口同轴心连接；在封闭筒口圈(24)与钢绞线孔道封口圈(2)和砼预制构件(1)之间有封闭垫圈(23)；如图1所示。
钢绞线(8)的预退张构造：剖面为矩形的支承圈(18)的内螺纹与承压圈(3)的外螺纹配合，支承圈(18)的内向平面与钢绞线孔道封口圈(2)的外平面或砼预制构件(1)的外平面之间无间隙；在支承圈(18)的外向平面上设有件数大于等于3的其外端在与承压圈(3)和钢绞线固定端板(7)的轴心垂直的同一平面上的支撑杆(10)，支撑杆(10)的纵轴线与承压圈(3)的外平面垂直，相邻支撑杆(10)的距离相等；在支撑杆(10)的外端平面的外侧设有外形和内孔分别为圆形或多边形的圈或平面为圆形或多边形的板的千斤顶支座(11)，千斤顶支座(11)的纵轴线与钢绞线固定端板(7)的纵轴线重合，千斤顶支座(11)的内向平面与支撑杆(10)的外端面连接；千斤顶支座(11)的内向平面与钢绞线(8)端头的距离大于3倍承压管1号(4)的内向端的环形凸键的长度，千斤顶支座(11)的外向平面上设有内径与千斤顶缸体(12)外圆底部配合并与千斤顶支座(11)同中心且连接的千斤顶缸体定位件(13)；千斤顶活塞(14)的外端面的外侧设有千斤顶活塞支承件1号(16)，千斤顶活塞支承件1号(16)为圆形或多边形钢板，千斤顶活塞支承件1号(16)的内面设有与千斤顶活塞支承件1号(16)平面形心同中心的其内径与千斤顶活塞(14)外径配合的千斤顶活塞定位件(15)与千斤顶活塞支承件1号(16)内面连接；沿千斤顶活塞支承件1号(16)的外圆周设与支撑杆(10)件数相同的剖面为L形的顶推挂件(17)，顶推挂件(17)的下端的钩端定位凸键(31)与钢绞线固定端板(7)的内侧平面外部的凹槽(27)相配合使顶推挂件(17)定位，顶推挂件(17)的外端有供螺栓或销轴(19)穿过的孔，螺栓或销轴(19)的纵轴与千斤顶活塞支承件1号(16)的中心距离相等且与千斤顶活塞支承件1号(16)的半径垂直，螺栓或销轴(19)的纵轴线形成的平面与钢绞线固定端板(7)的纵轴线重合；螺栓或销轴(19)的两端从与千斤顶活塞支承件1号(16)外圆周连接的双悬挑梁1号(21)的与螺栓或销轴(19)外径配合的孔中穿过将悬挑梁1号(21)与顶推挂件(17)通过螺栓或销轴(19)连接并使顶推挂件(17)能自由旋转；支承圈(18)和支撑杆(10)和千斤顶支座(11)和千斤顶缸体定位件(13)组合成预退张支座(37)；千斤顶缸体(12)和千斤顶活塞(14)组合成千斤顶(38)；千斤顶活塞支承件1号(16)和顶推挂件(17)、悬挑梁1号(21)、螺栓或销轴(19)、千斤顶活塞定位件(15)共同组合成预退张顶推支承挂件1号(39)；或以横剖面为矩形的钢板组合成对称的井字形挑梁(29)的内侧面设有平面为圆形或多边形的板或圆形或多边形的圈的千斤顶活塞支承件2号(30)和与其同轴心连接的千斤顶活塞定位件(15)和4件螺栓或销轴(19)、4件顶推挂件(17)共同组成的预退张顶推支承挂件2号(40)替代预退张顶推支承挂件1号(39)；环形的顶推挂件套箍(41)环抱围拢各顶推挂件(17)；如图2、3、4、5、6、7、8所示。
钢绞线(8)的张拉端构造：钢绞线孔道端头管(6)的另一外端与砼预制构件(1)的外立面交会处有圆孔与钢绞线孔道端头管(6)同内径的钢绞线孔道封口圈(2)，钢绞线孔道封口圈(2)的外向平面与砼预制构件(1)的外立面相平；钢绞线孔道封口圈(2)的外侧设有圆孔与钢绞线孔道封口圈(2)同内径的锚环承托圈(34)，锚环承托圈(34)为剖面为矩形的圆圈其外向平面内侧有剖面为矩形的环形凹槽与锚环(33)外圆相配合、其内向平面内侧有剖面为矩形的环形凸键与钢绞线孔道封口圈(2)的外向面的环形凹槽相配合，锚环承托圈(34)的外侧设有其形状为圆柱体的钢绞线(8)的锚环(33)，锚环(33)的外圆内侧底部与锚环承托圈(34)的外向面上剖面为矩形的环形凹槽相配合；锚环(33)上设有外大内小的供钢绞线(8)穿过的圆锥形孔(35)，在圆锥形孔(35)部位的钢绞线(8)和锚环(33)之间设有夹片(32)；张拉端封闭筒(36)的内向筒口与封闭筒口圈(24)的外向面同轴心连接，封闭筒口圈(24)的内螺纹与锚环承托圈(34)的外螺纹配合，封闭筒口圈(24)与钢绞线孔道封口圈(2)或砼预制构件(1)的外立面之间有封闭垫圈(23)；如图9所示。
有益效果 本发明采用一种在预应力钢筋达到其抗拉强度设计值条件下能在最终退张拆卸夹片之前将预应力钢筋先行退张的构造系统及配套方法，使预应力钢筋在最终退张前的拉力值降低到其剩余的抗拉强度值所形成的材料伸长度足以顺利退张拆卸夹片，使预应力钢筋与锚具彻底分解。这样，既可以充分利用预应力钢筋的强度设计标准值，用尽材料性能，减少预应力钢筋的用量，同时减小整个构造系统包括张拉端、固定端和预应力钢筋孔道的构造规格；又可以避免因预应力钢筋的拉力值用到规定的极限而无法完好退张以实现其重复使用的情况。实现了无粘结后张法预应力构造系统的材料性能利用最大化、从而为周期移动使用的机械设备的砼预制构件组合基础及其它一切适用结构进一步的节资降耗开辟了新的技术途径。
【附图说明】
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1——钢筋预退张构造的固定端构造
图2——钢筋预退张构造
图3——钢筋预退张构造的A-A剖面
图4——钢筋预退张构造的B-B剖面
图5——钢筋预退张构造的C-C剖面
图6——钢筋预退张构造的D-D剖面
图7——钢筋预退张构造的E-E剖面
图8——钢筋预退张构造的E-E剖面的F-F剖面
图9——钢筋预退张构造的张拉端构造
【具体实施方式】
对后张法无粘结预应力钢筋在最终退张拆卸夹片32使钢绞线8与锚环33进行预退张的钢绞线预应力连接系统构造须如图1、9所示进行制作与安装。
图2、3、4、5、6、7、8所描述的预退张构造，在进行预退张前先将固定端的固定端封闭筒22和封闭垫圈23旋退卸去，然后开始预退张构造的安装和操作：1、将预退张支座37的支承圈18的内螺纹与承压圈3的外螺纹配合旋进使支承圈18的内平面与钢绞线孔道封口圈2或砼预制构件1的外平面间实现无间隙；2、将千斤顶38的千斤顶缸体12的底部与千斤顶缸体定位件13配合使千斤顶缸体12与千斤顶支座11之间无间隙；接通气泵使千斤顶活塞14伸出长度大于等于1.5倍的承压管1号4或承压管2号5长度；3、安装预退张顶推支承挂件1号39使千斤顶活塞定位件15与千斤顶活塞14顶部配合；4、旋转各顶推挂件17使其下端的顶推挂件钩端定位凸键31与凹槽27配合定位，然后安装顶推挂件套箍41使各顶推挂件17就位；5、操作千斤顶38使其将钢绞线固定端板7向外移位达到拆卸承压管2号5的条件后拆卸承压管2号5；6、反向操作千斤顶38使两承压管1号4相配合且与钢绞线固定端板7和承压圈3的内外凹槽相配合；7、继续反向操作千斤顶38，使各顶推挂件17的顶推挂件钩端定位凸键31与凹槽27脱离后，拆除预退张顶推支承挂件1号39；8、拆除千斤顶38；9、拆除预退张支座37；10、旋转张拉端封闭筒36使张拉端构造外露；11、以张拉机对各钢绞线8退张后卸去夹片32，拆下锚环33；12、从固定端抽出钢绞线8，然后卸去钢绞线固定端板7和承压管1号4、承压圈3；
为增加钢绞线8重复使用次数，在安装钢绞线8的固定端时设置多件承压管1号4，每达到重复使用的次数时减装1件承压管1号4，使夹片32换位防止咬伤钢绞线8，递次使钢绞线固定端板7的内面与承压圈3的外面距离缩小直至接触，实现了钢绞线8的受力区段没有夹片32的夹持咬痕，以确保钢绞线8的性能稳定。