[发明专利]用于重型预应力结构预紧的后张法

说明书

本发明公开了一种用于重型预应力结构预紧的后张法，先制作与待预紧缠绕结构预紧后的最终尺寸一致的胎具，再在胎具上进行无张力钢丝层缠绕，并将钢丝层圈从胎具上取下；对钢丝层圈进行加热使其受热膨胀后装到待预紧缠绕结构上，继续给套装在待预紧缠绕结构上的钢丝层圈加热，并给待预紧缠绕结构的活动端施加辅助载荷使钢丝层圈伸长；在待预紧缠绕结构的活动端与固定端之间放入垫块组；最后冷却钢丝层圈，完成待预紧缠绕结构的预紧，本发明能够适用于一般重型结构，辅助载荷容易实现，不会出现偏载现象，避免了预紧缠绕结构崩塌的风险。

技术领域

本发明涉一种用于重型和超重型预应力钢丝缠绕结构的预紧施工方法，特别是指一种用于重型预应力结构预紧的后张法。

背景技术

预应力钢丝缠绕重型结构，包括承载机架和容器，其预紧是一个十分复杂而困难的题。目前的缠绕预紧方法为先张法，即将具有高张力的张力钢丝依次，逐根、逐层缠绕到被预紧组装结构上，而形成预紧力，实现钢丝缠绕重型结构的预紧，如转盘绕、切线缠绕水平机人缠绕、垂直器人缠绕等。一台重型数万吨以上的压机机架的缠绕预紧，施工周期往往在4～8个月以上，甚至更长。

目前有提出力致后张法实现钢丝缠绕张紧，即采用大大超过预应力结构设计载荷的超张载荷，强制张开钢丝层，利用其回弹完成预紧的方法；

力致后张法先在胎具上进行无张力或低张力钢丝层缠绕，得到一个完整的无张力的钢丝层圈，然后将其套在组装完毕的机架之外，采用远远超过该机架设计工作载荷的超张载荷(一般为设计工作载荷的1.5～2.0倍)进行超张：对钢丝层圈进行拉伸，使其在强大的力(超张载荷)作用下而伸长，在组装结构间形成间隙，垫入垫片，卸除超张紧载荷，钢丝圈层回弹，由于垫入的垫片，钢丝层圈无法回到无张力的自由状态，其上尚存的张力将机架预紧。

根据机架的吨位，可计算出立柱所需的压应力，即可求出垫片的厚度为β：

β＝ηPL/EF/2

上式中，P为设计工作载荷，η为预紧系数，L为立柱的长度，E为立柱的弹性模量，F为立柱的截面积。

采用超张载荷Pk，强力拉伸钢丝层，产生Δ的间隙，垫入β厚的垫片产生ω间隙：

Δ－β＝ω

ω是一种方便置入垫块组的暂时间隙，一般为：

ω＝5～100mm

卸除Pk，钢丝层收缩，将力柱压缩，完成预紧，此时机架高度达到设计值。此时机架可承受值为P的载荷。P与Pk的关系为

Pk＝η(C+1)P

上式中，C为钢丝层与立柱的拉压刚度比，η为预紧系数。从下例中可以看出，力致后张法的困惑：设P＝10万吨，C＝0.2，η＝1.5，则

Pk＝1.5×1.2×10万吨＝18万吨。

然而，如何产生18万吨的超张载荷？这是工程上的难题。后张法最大的风险在于超张载荷Pk过大，引起一系列问题：除超张力过大外，安装超张装置，超张过程中的偏载将造成崩塌的风险，甚至成为不可能。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种用于重型预应力结构预紧的后张法，该用于重型预应力结构预紧的后张法的辅助载荷小，能够适用于一般重型结构。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案：一种用于重型预应力结构预紧的后张法，具体步骤如下：

步骤一：制作胎具，胎具尺寸与待预紧缠绕结构预紧后的最终尺寸一致；

步骤二：在胎具上进行钢丝层缠绕，然后将钢丝层从胎具上取下，得到一个完整的无张力的钢丝层圈；

步骤三：采用加热装置对钢丝层圈进行加热，使其受热膨胀；