[发明专利]一种预应力筋连接及张拉装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及预应力筋处理装置，特别涉及一种用于桥梁等结构中预应力筋由于锈蚀等原因发生局部断裂后的连接和预应力张拉的预应力筋连接及张拉装置和方法。

背景技术

预应力混凝土桥梁或结构，由于不良施工质量下的孔道压浆不密实、局部位置雨水聚积和车辆船只撞击下混凝土保护层的剥落等原因，不利环境作用下极易发生预应力筋的局部锈蚀。加之，预应力筋的材料特性，以及其高应力作用下存在的应力腐蚀、氢脆等腐蚀形式，预应力筋一旦锈蚀极易发生局部断裂。对该类结构进行维修加固设计时，不能像普通钢筋混凝土结构一样完全忽略断裂筋的作用而重新配置预应力筋进行代替。这是因为断口以外该力筋尚能提供预压应力，加之新配预应力筋的作用，可能会导致这些区域混凝土预压应力过大而被压溃。因此，将断筋重新连接并施加预应力是一种有效的维修加固方式。

目前多采用的搭接式连接装置存在一些缺点：首先，难以保证预应力筋的对中连接；其次，预应力筋在连接装置处存在强制性弯曲，增大了其局部区域的工作应力；再次，搭接式连接装置必须借助液压千斤顶进行预应力张拉，需要较大的工作空间，不易操作，而且危险性较高；此外，还存在与短筋张拉类似的锚具压缩预应力损失，其张拉应力难以准确的控制。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明专利的技术方案是，一种预应力筋连接及张拉装置，包括互相连接的连接装置和张拉装置；

所述的连接装置包括大小两个套筒，所述的大套筒内壁设有内螺纹；所述的小套筒外壁一端设有外螺纹，另一端沿轴线方向设有卡槽，小套筒设有外螺纹的一端旋入至大套筒内，另一端伸出至大套筒外；预应力筋的断筋两端分别穿入至两个套筒相对的两端并固定在内；

所述的张拉装置包括基座、伞齿轮与棘轮组合、棘轮帽、四向棘爪、加力杆、螺帽、扇形伞齿轮、传动棘轮和双向棘爪；所述的基座为半环柱体，基座内径与大套筒外径相同并固定于大套筒上，基座上设有柱状的基座转杆，基座转杆末端设有螺纹以匹配螺帽；所述的伞齿轮与棘轮组合通过中央设有的通孔套装在基座转杆上，棘轮设置于伞齿轮上端；所述的棘轮帽中央开孔，套装于伞齿轮与棘轮组合上方并接触棘轮，棘轮帽通过螺帽固定；所述的加力杆叉入棘轮帽侧边留孔中用于扳转棘轮帽；所述的四向棘爪通过弹簧安装在棘轮帽侧壁孔洞中，并通过加力杆来回摇动以调控伞齿轮与棘轮组合随棘轮帽的转动；所述的扇形伞齿轮与大小套筒共圆心，两侧分别设外凸的导向肋和圆柱滚子组件，安装在基座的凹肋中并沿凹肋转动，且与伞齿轮啮合；所述的传动棘轮为套于小套筒上的短环柱体，内环面设有用于卡住小套筒上卡槽的凸肋，外环面设棘口；所述的双向棘爪通过弹簧安装在扇形伞齿轮侧壁孔洞中，爪头顶向传动棘轮棘口。

所述的一种预应力筋连接及张拉装置，所述的大套筒外筒壁上开有至少两个用于固定基座的固定槽，固定槽的侧壁上设有螺纹，基座在与固定槽相匹配的位置上设有固定螺孔，并通过固定螺栓固定在大套筒外筒壁上。

所述的一种预应力筋连接及张拉装置，所述的基座的下端开口宽度小于大套筒外径且大于小套筒外径。

所述的一种预应力筋连接及张拉装置，四向棘爪底端为具有四个受力面的正方柱，且其中一个面为坡面，其他三个面均用于带动棘轮转动。

所述的一种预应力筋连接及张拉装置，扇形伞齿轮的扇形角为40-60度，扇形外边缘设有4-6片齿与伞齿轮齿合，扇形面的圆柱滚子组件设有3-5个圆柱滚子，圆柱滚子通过铜条固定。

所述的一种预应力筋连接及张拉装置，传动棘轮为两个相同的半圆环组装而成，半圆环两端设置分别设置一个梯形凸头和一个形状相匹配的的梯形凹口，两个半圆环的梯形凸头和凹口互相匹配组成环形的传动棘轮。

所述的一种预应力筋连接及张拉装置，所述的大小套筒分别在用于穿入断筋的端部内设有用于固定断筋的挤压锚。

一种预应力筋连接及张拉方法，包括以下步骤：

步骤1，安装连接装置：将结构的断筋两端分别插入大小套筒相对两端并固定，安装挤压锚后通过螺纹将两套筒进行初步连接；

步骤2，安装张拉装置，首先将基座开口环柱体置于小套筒上，对准并推向大套筒，拧紧螺柱固定；然后将由两个相同的半圆环组成的传动棘轮套在近小套筒端的预应力筋上进行组装，传动棘轮内环面的条凸肋卡于小套筒对应的卡槽，然后将传动棘轮推向大套筒，置于扇形伞齿轮下，外环面的棘口与双向棘爪连接；

步骤3，张拉预应力：将加力杆叉入棘轮帽侧边留孔中，通过反复摇动加力杆使小套筒发生相对于大套筒的旋转，并通过调整四向棘爪和双向棘爪的坡面朝向，来旋近或旋远大小套筒之间的距离达到张拉和调整预应力的效果；