[发明专利]组合装配纠偏式预应力纤维片材张拉装置及其施工方法

权利要求书

1.组合装配纠偏式预应力纤维片材张拉装置，其特征在于：包括张拉端锚具、张拉反力架、张拉导杆（7）、张拉挡板（12）和千斤顶（11）；

预应力纤维片材（1）右端夹持在张拉端锚具内，张拉导杆（7）沿左右水平方向平行设有两根，张拉端锚具、张拉反力架和张拉挡板（12），自左向右依次穿套在两根张拉导杆（7）上，张拉导杆（7）的两端分别螺纹连接有左锁紧螺母（2）和右锁紧螺母（13），左锁紧螺母（2）右端与张拉端锚具左端面接触，右锁紧螺母（13）左端与张拉挡板（12）左侧表面接触；千斤顶（11）的本体和活塞杆的端部分别与张拉反力架右端和张拉挡板（12）左侧表面顶压配合；张拉端锚具和张拉挡板（12）之间设有位于千斤顶（11）下方的纠偏机构；

张拉端锚具右侧和张拉反力架左侧之间对应设置有锚固连接结构；

张拉反力架包括连接板（21）、固定板（17）和承压板（18），连接板（21）的前部和后部沿左右水平方向均设有一条用于穿设张拉导杆（7）的右导向孔（16），连接板（21）通过第二高强螺栓（10）固定连接在土木工程结构梁的下表面，固定板（17）的右端边沿与承压板（18）的上端边沿固定连接构成的L型板状结构，固定板（17）通过第三高强螺栓（22）固定设置在连接板（21）的下表面，承压板（18）的右侧表面与千斤顶（11）的活塞杆端部顶压配合；

纠偏机构包括张拉偏心调节杆（24）、左调节螺母（25）、右调节螺母（26）、螺旋压簧（27）和挡块（28），张拉偏心调节杆（24）平行于张拉导杆（7），张拉偏心调节杆（24）右端穿过张拉挡板（12），右调节螺母（26）螺纹连接在张拉偏心调节杆（24）右端并与张拉挡板（12）右侧面接触，张拉偏心调节杆（24）左端穿过承压板（18），螺旋压簧（27）和挡块（28）均套设在张拉偏心调节杆（24）上，左调节螺母（25）螺纹连接在张拉偏心调节杆（24）左端并与挡块（28）左端面接触，螺旋压簧（27）左端和右端分别与挡块（28）右端面和承压板（18）左侧面顶压配合；

张拉端锚具包括U型板（19）、上锚固板（14）和下锚固板（15），预应力纤维片材（1）右端夹持在上锚固板（14）和下锚固板（15）之间，上锚固板（14）和下锚固板（15）之间通过若干个阵列布置的第一高强螺栓（5）紧固连接，U型板（19）的开口端水平向右设置，U型板（19）的前部和后部沿左右水平方向均设有一条用于穿设张拉导杆（7）的左导向孔（3），上锚固板（14）和下锚固板（15）位于U型板（19）内，U型板（19）的U型内壁开设有U型定位槽（23），上锚固板（14）和下锚固板（15）的左侧边沿、前侧边沿和后侧边沿分别位于U型定位槽（23）内，U型板（19）的中部上侧面开设有用于穿过预应力纤维片材（1）的凹槽（20），上锚固板（14）下表面和下锚固板（15）的上表面均匀设置有若干条防滑齿纹，每条防滑齿纹的长度方向均与预应力纤维片材（1）的长度方向垂直，防滑齿纹深为0.5mm，相邻两条防滑齿纹间距为4.8mm。

2.根据权利要求1所述的组合装配纠偏式预应力纤维片材张拉装置，其特征在于：锚固连接结构包括一组腰型孔（6）和一组带内攻丝的圆孔（8），上锚固板（14）和下锚固板（15）的左侧边沿对齐，上锚固板（14）的长度小于下锚固板（15）的长度，一组腰型孔（6）自前而后开设在下锚固板（15）的右侧部，每个腰型孔（6）的长度方向均沿左右水平方向设置，一组圆孔（8）自前而后开设在连接板（21）左侧部，每个腰型孔（6）均与一个圆孔（8）左右对应设置。

3.根据权利要求2所述的组合装配纠偏式预应力纤维片材张拉装置，其特征在于：所述的纠偏机构设置有两套，两套纠偏机构位于同一水平面上；

螺旋压簧（27）的刚度系数，其中E、A与l分别表示为纤维片材弹性模量、截面面积与长度。

4.根据权利要求3所述的组合装配纠偏式预应力纤维片材张拉装置，其特征在于：所述的纠偏机构设置有两套，两套纠偏机构位于同一水平面上；所述螺旋压簧（27）的刚度系数综合考虑纤维片材、张拉导杆（7）与张拉偏心调节杆（24）的变形确定。

5.根据权利要求4所述的张拉装置的锚固方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、截取预应力纤维片材（1）：根据土木工程结构梁的长度裁剪合适长度的预应力纤维片材（1），预应力纤维片材（1）尺寸规格为：宽度50mm、厚度1.4mm；

2）、加工制作张拉端锚具的U型板（19）、上锚固板（14）和下锚固板（15），上锚固板（14）的长度为220mm，下锚固板（15）的长度为240mm，上锚固板（14）和下锚固板（15）的厚度均为12mm；

加工制作张拉反力架的连接板（21）、固定板（17）和承压板（18），张拉反力架的固定板（17）和承压板（18）构成的L型板状结构一体折弯而成；

加工制作两根张拉导杆（7），张拉导杆（7）直径与长度分别为12mm、1m；

加工制作纠偏机构的张拉偏心调节杆（24）和挡块（28）；

3）、使用固定锚具将预应力纤维片材（1）的左端夹持到土木工程结构梁的左侧下表面；将预应力纤维片材（1）的左端放置到张拉端锚具的上锚固板（14）和下锚固板（15）之间，上锚固板（14）和下锚固板（15）表面的防滑齿纹增强与预应力纤维片材（1）的紧固摩擦力，拧上第一高强螺栓（5）使上锚固板（14）和下锚固板（15）夹紧预应力纤维片材（1），把上锚固板（14）和下锚固板（15）由U型板（19）右端敞口处向左推入到U型定位槽（23）内，预应力纤维片材（1）穿过预应力纤维片材（1）中部上侧的凹槽（20）；

然后安装张拉反力架：对于张拉反力架位置的确定，设定对预应力纤维片材（1）施加预应力值为极限强度的30%，预应力纤维片材（1）的伸长率1.7%，通过计算得出预应力纤维片材（1）实际伸长量为，以张拉端锚具靠近千斤顶（11）的一端起始位置，沿向右张拉方向测量出5.1cm，该位置即为张拉反力架的安装位置，先使用第二高强螺栓（10）把连接板（21）固定连接在土木工程结构梁的下表面，然后再使用第三高强螺栓（22）把固定板（17）固定设置在连接板（21）的下表面；

4）、安装张拉端动力驱动机构：将两根张拉导杆（7）穿到左导向孔（3）和右导向孔（16）内，再把张拉挡板（12）穿到两根张拉导杆（7）右端，将千斤顶（11）放置在承压板（18）与张拉挡板（12）之间，在两根张拉导杆（7）的左端拧上左锁紧螺母（2），在两根张拉导杆（7）的右端拧上右锁紧螺母（13）；

5）、安装纠偏机构：将两根张拉偏心调节杆（24）穿到张拉挡板（12）和承压板（18）之间，先在张拉偏心调节杆（24）的右端拧上右调节螺母（26），再依次把螺旋压簧（27）和挡块（28）依次套到张拉偏心调节杆（24）上，在张拉偏心调节杆（24）的左端拧上左调节螺母（25），调整螺旋压簧（27）两端分别与挡块（28）右端面和承压板（18）左侧面的顶压力；

6）、张拉预应力纤维片材（1）：千斤顶（11）通过液压管路连接到液压站，驱动千斤顶（11），千斤顶（11）顶推张拉挡板（12），张拉挡板（12）通过张拉导杆（7）带动张拉端锚具的U型板（19）向右移动，上锚固板（14）和下锚固板（15）在U型板（19）的U型定位槽（23）的限位下随着U型板（19）同步向右移动，在螺旋压簧（27）两端对挡块（28）右端面和承压板（18）左侧面的顶压作用下，使千斤顶（11）的中心线始终与张拉导杆（7）保持平行，避免在张拉过程中张拉导杆（7）发生偏心受力产生弯曲变形对纤维片材施加预应力值造成影响，从而实现对预应力纤维片材（1）的张拉，张拉过程中发现张拉端锚具的下锚固板（15）上的一组腰型孔（6）覆盖在张拉反力架的固定板（17）上的一组圆孔（8）时，查看液压站上的液压表读数并同步对千斤顶（11）进行加压或卸载来微调拉力值，校对无误后即完成对预应力纤维片材（1）的预应力施加；

7）、固定张拉端锚具：保持千斤顶（11）处于持荷状态，照准张拉端锚具上预留的腰型孔（6）与连接板（21）上的圆孔（8）重合位置，使用第四高强螺栓与圆孔（8）进行连接，拧紧第四高强螺栓后，腰型孔（6）内的多余部分用U形键填充，完成对张拉端锚具的固定，然后卸载并拆除千斤顶（11）、U型板（19）、张拉导杆（7）、纠偏机构和张拉挡板（12）。