一种混凝土构件预应力的施加装置的制作方法

本实用新型涉及混凝土预应力技术领域，特别是涉及一种混凝土构件预应力的施加装置。

背景技术：

预应力混凝土是为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在构件使用以前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。这种储存下来的预加压力，当构件承受由外荷载产生拉力时，首先抵消受拉区混凝土中的预压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，相当于用钢筋抵消整体混凝土构件收到的外部拉力，这就限制了混凝土的伸长，延缓或不使裂缝出现，这就叫做预应力混凝土。

目前预应力混凝土构件进行预应力张拉时，通常采用螺杆或螺盘连接预应力钢筋和张拉液压千斤顶，通过观测千斤顶的油压值，来控制预应力的张拉应力，张拉到达额定数值之后，拧紧螺杆或螺盘的螺母锚固预应力，可是在较大的长时间的预应力施加过程中，通过螺杆和螺母施加的力有可能会难以承受，导致螺纹发生些许变形，并且长期使用，螺纹必然会发生变形，随着使用次数的增加，导致预应力的施加产生越来越多的误差。该传统的方法易受人为和机械设备的影响，且问题不易发现，也容易出现压力表失准、拧紧螺母过程中油压值下降不能持荷或螺母拧不紧钢筋回缩等众多问题，产品质量存在一定的风险；且拧螺母的过程耗时较长，对生产效率也有影响，因此这些装置和方法都有较多的可变因素，导致可靠性不佳。

基于此，本实用新型设计了一种混凝土构件预应力的施加装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种混凝土构件预应力的施加装置，能够预先制作出标准厚度的预应力垫块，预应力垫块是40cr钢调质处理的，已经不能被产生的预应力压扁了，预应力垫块也就不会跟螺纹一样因为使用次数和时间的原因导致变形，而使预应力施加不准的情况发生，确保每次混凝土预应力构件的制作都是标准值，并且不需要压力表或者罗盘等装置，这样就不需要每次制作都进行读数了，避免了人为误差，确保预应力施加准确，并且达到预设拉伸预应力后，能够停止拉伸并且缩回。

本实用新型是这样实现的：一种混凝土构件预应力的施加装置，包括张拉千斤顶，所述张拉千斤顶内设置了张拉杆，所述张拉千斤顶的一侧固设了支撑环，所述支撑环的一侧开设了限位槽，所述限位槽竖直方向贯穿支撑环，所述的支撑环上还设置了感应开关，所示张拉杆上还环绕固定了垫块卡环；

限位卡块，所述限位卡块固定支撑环顶部；

浇筑封头和浇筑外壳，所述浇筑封头和浇筑外壳组成浇筑模具，所述张拉千斤顶的支撑环固定安装在浇筑封头的外侧，所述浇筑封头紧贴在支撑环上的限位槽外；

预应力垫块，所述预应力垫块能分离和滑动的卡设在限位槽内，所述限位卡块与预应力垫块相互接触，所述限位卡块阻挡在预应力垫块的水平移动方向上，所述预应力垫块能分离的夹紧在垫块卡环与浇筑封头之间，所述预应力垫块上还设置了开关感应器，所述开关感应器与感应开关相互感应；

所述张拉杆水平的穿过浇筑封头伸入在浇筑外壳内，所述浇筑外壳内部还竖直设置了张拉固定板，所述张拉固定板与所述张拉杆的拉力作用端固定；

预应力筋，所述预应力筋设置在浇筑外壳内，需要进行张拉的所述预应力筋锁紧安装在张拉固定板上；

所述张拉千斤顶通过感应开关和张拉千斤顶的控制开关与外接电源电连接。

进一步地，所述预应力垫块有复数个厚度各不相同的替换件，所述预应力垫块为40cr钢制成的整体结构。

进一步地，所述预应力垫块为开口的u型结构，所述预应力垫块内部还开设了卡位槽，所述卡位槽为u型槽，所述卡位槽最小距离小于垫块卡环的外径，所述卡位槽最小距离大于张拉杆的直径，所述预应力垫块的u型开口朝下的滑设在限位槽内。

进一步地，所述预应力垫块与限位卡块和浇筑封头之间的缝隙为间隙配合。

进一步地，当所述垫块卡环与浇筑封头贴紧时，所述垫块卡环阻挡在预应力垫块的向下滑动路径上；

当所述预应力垫块与浇筑封头紧靠时，所述预应力垫块阻挡在垫块卡环向浇筑封头的平移恢复路径上。

进一步地，所述预应力筋有复数根，复数根所述预应力筋上还间断的环绕固定了复数个环形加固筋，复数根所述加固筋与复数根预应力筋组成钢筋笼。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过预先制作出标准厚度的预应力垫块，这样预应力垫块的标准厚度将预应力筋拉长产生预应力就是标准值了，只要每次将标准厚度的预应力垫块加塞位置准确，这样每次预应力筋所被拉伸的长度都保持相同，这样的预应力施加标准，不需要用到压力节，也不需要用到螺杆加压，不需要每次制作预应力混凝土构件都进行读数了，这样就避免了人为操作和读数误差，使得每次施加预应力都是标准值；

预应力垫块是40cr钢调质处理的，已经不能被产生的预应力压扁了，预应力垫块也就不会跟螺纹一样因为使用次数和时间的原因导致变形，而使预应力施加不准的情况发生，确保每次混凝土预应力构件的制作都是标准值，也不会出现载荷螺母拧紧，无法回缩的问题；

本装置是先拉伸超出预应力额定需求范围，这样预应力垫块才能落下，再松开张拉千斤顶，使得预应力筋缩回定型，这样的施力是超张拉过程，使减少预应力钢筋松弛效果更佳；

本装置的预应力垫块下滑后，触发感应开关，使张拉千斤顶自动卸荷回缩，如此就不需要人员进行操作，只要开启张拉千斤顶施加预应力然后模具的浇筑外壳内浇筑混凝土即可，操作更加简易。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型外部结构示意图；

图2为本实用新型支撑环右侧面示意图；

图3为本实用新型垫块卡环支撑预应力垫块位置示意图；

图4为本实用新型已施加预应力状态预应力垫块位置示意图；

图5为本实用新型未施加预应力状态预应力垫块位置示意图；

图6为本实用新型预应力垫块卡在张拉杆上左侧面示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-张拉千斤顶，11-张拉杆，12-限位卡块，13-支撑环，14-限位槽，15-垫块卡环，2-预应力垫块，21-卡位槽，22-开关感应器，3-浇筑封头，31-感应开关，32-浇筑外壳，4-张拉固定板，41-预应力筋，42-加固筋。

具体实施方式

请参阅图1至6所示，本实用新型提供一种技术方案：一种混凝土构件预应力的施加装置，包括张拉千斤顶1，所述张拉千斤顶1内设置了张拉杆11，所述张拉千斤顶1的一侧固设了支撑环13，所述支撑环13的一侧开设了限位槽14，所述限位槽14竖直方向贯穿支撑环13，所述的支撑环13上还设置了感应开关31，所示张拉杆11上还环绕固定了垫块卡环15；

限位卡块12，所述限位卡块12固定支撑环13顶部；

浇筑封头3和浇筑外壳32，所述浇筑封头3和浇筑外壳32组成浇筑模具，所述张拉千斤顶1的支撑环13固定安装在浇筑封头3的外侧，所述浇筑封头3紧贴在支撑环13上的限位槽14外；

预应力垫块2，所述预应力垫块2能分离和滑动的卡设在限位槽14内，所述限位卡块12与预应力垫块2相互接触，所述限位卡块12阻挡在预应力垫块2的水平移动方向上，所述预应力垫块2能分离的夹紧在垫块卡环15与浇筑封头3之间，所述预应力垫块2上还设置了开关感应器22，所述开关感应器22与感应开关31相互感应；

所述张拉杆11水平的穿过浇筑封头3伸入在浇筑外壳32内，所述浇筑外壳32内部还竖直设置了张拉固定板4，所述张拉固定板4与所述张拉杆11的拉力作用端固定；

预应力筋41，所述预应力筋41设置在浇筑外壳32内，需要进行张拉的所述预应力筋41锁紧安装在张拉固定板4上；

所述张拉千斤顶1通过感应开关31和张拉千斤顶1的控制开关与外接电源电连接，能够预先制作出标准厚度的预应力垫块2，预应力垫块2是40cr钢调质处理的，已经不能被产生的预应力压扁了，预应力垫块2也就不会跟螺纹一样因为使用次数和时间的原因导致变形，而使预应力施加不准的情况发生，确保每次混凝土预应力构件的制作都是标准值，并且不需要压力表或者罗盘等装置，这样就不需要每次制作都进行读数了，避免了人为误差，确保预应力施加准确。

其中，预应力垫块2有复数个厚度各不相同的替换件，所述预应力垫块2为40cr钢调质处理制成的整体结构，确保各个不同规格的预应力筋41都有相应厚度的预应力垫块2进行预应力施加；

预应力垫块2为开口的u型结构，所述预应力垫块2内部还开设了卡位槽21，所述卡位槽21为u型槽，所述卡位槽21最小距离小于垫块卡环15的外径，所述卡位槽21最小距离大于张拉杆11的直径，所述预应力垫块2的u型开口朝下的滑设在限位槽14内，如此就能使在不进行事假预应力的时候，能够始终处于预设位置，只要预应力符合要求，预应力垫块2随时就能下滑就位，并且不会与张拉杆11脱落，导致失效，能够与张拉杆11相互卡住，形成准确的预应力施加件；

预应力垫块2与限位卡块12和浇筑封头3之间的缝隙为间隙配合，方便预应力垫块2能够轻松的向下滑落，便于预应力垫块2就位；

当所述垫块卡环15与浇筑封头3贴紧时，所述垫块卡环15阻挡在预应力垫块2的向下滑动路径上；

当所述预应力垫块2与浇筑封头3紧靠时，所述预应力垫块2阻挡在垫块卡环15向浇筑封头3的平移恢复路径上，使张拉千斤顶1没有施力的时候，预应力垫块2不会下滑，开关感应器22不影响控制张拉千斤顶1的感应开关31，并且预应力垫块2能够对垫块卡环15进行阻挡，确保预应力施加的稳定准确，并且同时控制感应开关31使张拉千斤顶1由加荷转换成卸荷，张拉杆11开始回缩；

预应力筋41有复数根，复数根所述预应力筋41上还间断的环绕固定了复数个环形加固筋42，复数根所述加固筋42与复数根预应力筋41组成钢筋笼，使得预应力的施加更加均匀。

在本实用新型的一个具体实施例中：

本实用新型实施例通过提供一种混凝土构件预应力的施加装置，本实用新型所解决的技术问题是：1、混凝土的预应力施加，需要用到螺杆，螺杆在长期施加预应力的时候回产生应力疲劳，导致螺纹发生变形，或者抱死的情况，这样就可能导致调整预应力的时候出现问题，比如螺母松动，钢筋回缩无法发现；2、需要人员在拉力设备的压力表上读数调整压力值，而且每次制作都要重新校准，容易产生人员操作和读数误差；3、设备使用过程，长期受力，容易出现施力疲劳等问题，各个设备都有可能发生偏差，可靠性不高，误差情况容易发生；

实现了的技术效果如下：

1、通过预先制作出标准厚度的预应力垫2，这样预应力垫块2的标准厚度将预应力筋41拉长产生预应力就是标准值了，只要每次将标准厚度的预应力垫块2加塞到垫块卡环15和浇筑封头3之间，位置准确，这样每次预应力筋41所被拉伸的长度都保持相同，拉长的长度都是预应力垫块2的厚度，这样的预应力施加就总是标准值，不需要用到压力节，也不需要用到螺杆加压，不需要每次制作预应力混凝土构件都进行读数了，这样就避免了人为操作和读数误差，使得每次施加预应力都是标准值；

2、预应力垫块2是40cr钢调质处理的，已经不能被预应力筋41产生的预应力压扁了，预应力垫块2也就不会跟螺纹一样因为使用次数和时间的原因导致变形，而使预应力施加不准的情况发生，确保每次混凝土预应力构件的制作都是标准值，也不会出现载荷螺母拧紧，无法回缩的问题；

3、本装置是先拉伸超出预应力额需求范围，垫块卡环15与浇筑封头3的之间的缝隙才能超过预应力垫块2的厚度，如此预应力垫块2才能从限位槽14内落在垫块卡环15与浇筑封头3之间缝隙内，再松开张拉千斤顶1，使得预应力筋41缩回定型，这样的施力是超张拉过程，使减少预应力钢筋松弛效果更佳；

4、本装置的预应力垫块2下滑后，开关感应器22与触发感应开关31位置对准，并相互作用，使张拉千斤顶1自动由加荷转换成卸荷，张拉杆11开始缓慢回缩，如此就不需要人人员进行操作，只要开启张拉千斤顶1施加预应力然后模具的浇筑外壳32内浇筑混凝土即可，操作更加简易。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实用新型在制作时，张拉千斤顶1是现有结构各种规格都能直接活动，选择符合预应力筋41和加固筋42尺寸所需求的施加预应力的即可，张拉杆11、垫块卡环15、支撑环13和预应力垫块2都是40cr钢调质处理制成，硬度高、不易锈蚀，厚度就不容易发生变化，不易产生误差。

本实施例以垫块卡环15与浇筑封头3的距离，可取20～30mm该尺寸假设为n；

根据预应力筋41的伸长量与张拉应力间的关系δ2＝l*0.7fptk/es计算出每种长度构件预应力钢材的张拉伸长量δ2；

预应力垫块2的厚度＝δ2+n，单位为mm；

其中，δ2＝l*0.7fptk/es；

δ2：预应力筋41张拉伸长量，单位为mm；

l：预应力混凝土构件长度，单位为mm；

0.7：预应力筋41的张拉控制系数；

fptk：预应力筋41强度标准值，单位为n/mm²；

es：预应力筋41的弹性模量，单位为n/mm²；

n：未施加预应力时，垫块卡环15距离浇筑封头3的距离，单位为mm；

fptk和es是根据使用的钢筋种类产品标准查询获得；

本实用新型在使用时，通过以下步骤完成：

步骤1，根据加固筋42和预应力筋41尺寸，预先制作预应力匹配厚度的预应力垫块2，并确保所述预应力垫块2的卡位槽21的尺寸能够被垫块卡环15支撑，预应力垫块2不会套在垫块卡环15外部，而预应力垫块2的卡位槽21能够正好将张拉杆11套住；

步骤2，将加固筋42和预应力筋41组成的钢筋笼安置在浇筑外壳32内，然后将所有的预应力筋41的一端都拉直固定在张拉固定板4上，一般是通过一个夹紧装置，这个夹紧装置是现有技术，在原有的张拉固定板4上都会配套安装，此时预应力垫块2能上下滑动的卡在限位槽14与浇筑封头3之间的缝隙内，并且此时预应力垫块2的左侧是限位卡块12，此时预应力垫块2位置如图5所示；

步骤3，启动张拉千斤顶1，所述张拉千斤顶1对张拉杆11向外施加拉力，所述张拉杆11通过张拉固定板4将拉力施加给预应力筋41，所述预应力筋41在张拉千斤顶1的拉力作用下延展伸长，所述张拉杆11将垫块卡环15和张拉固定板4一起向外拉动发生缓慢位移；

步骤4，所述张拉千斤顶1、限位卡块12和支撑环13都保持固定，当垫块卡环15跟随张拉杆11向外位移一段距离，并且垫块卡环15发生位移的距离大于预应力垫块2的厚度时，所述预应力垫块2被限位卡块12阻挡不能水平移动，所述预应力垫块2只能在限位槽14内竖直向下滑落；

步骤5，所述预应力垫块2向下滑动并且被张拉杆11阻挡，所述卡位槽21悬停卡在限位槽14与浇筑封头3之间的缝隙内，并且所述预应力垫块2下滑到最下面被张拉杆11顶住时，如图4所示，所述预应力垫块2上开关感应器22与感应开关31位置对齐，并且相互贴近发生感应，然后所述感应开关31带动张拉机换向阀动作，所述张拉千斤顶1由加荷转换成卸荷；

步骤6，所述张拉千斤顶1断电后预应力筋41在预应力的作用下向内收缩，直至所述垫块卡环15被预应力垫块2阻挡，此时所述垫块卡环15保持固定，垫块卡环15与浇筑封头3将预应力垫块2夹紧，所述预应力筋41也跟随垫块卡环15保持固定不再收缩；

步骤7，向所述浇筑外壳32内浇筑混凝土，并进行混凝土养护，直至混凝土完全凝固成形；

步骤8，松开所述张拉固定板4上的预应力筋41，使张拉固定板4与预应力筋41分离，浇筑外壳32内已经凝固成形的预应力混凝土就施加预应力制作完成了，然后启动张拉千斤顶1，张拉杆11向左移动，垫块卡环15与浇筑封头3缝隙变大，就能轻松取出所述预应力垫块2，然后控制张拉千斤顶1调整张拉杆11回复至初始位置，进行下一个混凝土预应力构件的制作。

因为钢筋笼的尺寸的数据是有国家标准的，因此预应力筋41的尺寸也就是有标准的，预应力垫块2就按照标准的预应力筋41预先制作多套不同厚度和尺寸的备用，本装置的预应力垫块2的尺寸有多种标准件，以便不同的钢筋笼需求来制作。

钢材的松弛是钢材在长度和温度维持固定不变的状态下，预应力筋中的拉应力随时间而发生的损失。钢材的松弛损失一般由试验测得，钢材在发生超拉伸再收缩到设定值，可以减少钢材的松弛损失。

所述预应力筋41为浇筑模具的预应力加强筋，所述所述预应力筋41与加固筋42组成钢筋笼，所述预应力筋41为直线支撑钢筋，所述加固筋42为环绕在预应力筋41上的箍筋钢筋圈，预应力筋41就是需要进行拉伸进行预应力拉紧的主筋。

感应开关31，为磁感应开关，通过开关感应器22与感应开关31相互感应，感应开关31进行调节张拉千斤顶1的张拉或者松弛，从而可以使本装置的预应力垫块2向下滑落时，开关感应器22与感应开关31感应调整，感应开关31控制张拉千斤顶1从最初的加荷转换成卸荷。

浇筑模具就是混凝土预制块模具的简化别称，混凝土预制块模具是根据特定尺寸规格专门定制的混凝土成品的模具，是将混凝土灌入模具中，然后养护凝固成形的模具。

浇筑封头3和浇筑外壳32，浇筑外壳32就是要将混凝土成形的模具，是属于浇筑模具整体，而浇筑封头3的外侧就是不浇筑混凝土的一侧，如图1所示，浇筑封头3外侧也就是浇筑封头3的左侧。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

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