一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于预应力工程技术领域，涉及一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系。
【背景技术】
[0002]预应力锚具是预应力工程技术领域锚固体系中的核心元件之一，其力学性能的优劣直接关系到预应力结构的安全性和经济性。一般，将在同一锚板锥孔中所用的两片或三片夹片称为一个夹片组成体；在同一锚板锥孔中所用的两片或三片夹片和所夹持的预应力筋组成一个组装件；由锚板锥孔以及在该锚板锥孔中所用的两片或三片夹片和所夹持的预应力筋组成一个夹片式锚具组装件体系。随着预应力技术在建筑工程、桥梁工程等诸多工程技术领域的广泛应用，夹片式锚具组装件体系的设计与优化也逐渐成为该领域学者所关注与研宄的热点。在目前夹片式锚具组装件体系的设计与研制中，往往仅从拉压、剪切、弯曲等方面进行考虑，而对夹片式锚具组装件体系处于拉压、剪切、弯曲和扭转的复合受力状态下的实际受力重视不够。因此，现广泛应用的夹片式锚具组装件体系均设计成夹片组成体是横截面为圆环形的空心变截面体，锚板锥孔是与夹片和预应力筋组装件的形状相匹配的横截面为圆形的变截面体。而在实际工程中，夹片式锚具组装件体系长期处于拉压、剪切、弯曲和扭转的复合受力状态，因预应力筋受扭转而导致夹片转动松脱和夹片破裂的问题非常普遍，夹片的转动松脱或夹片破裂将引起预应力锚固体系锚固性能的失效，给预应力工程结构带来巨大的安全隐患。
[0003]为了解决夹片式锚具组装件体系出现的夹片松动、夹片破裂等问题，国内外学者进行了大量的研宄，诸如实用新型专利“锚具夹片”(申请号:01264846.9)通过在夹片外锥面喷射硬质颗粒形成众多凹坑形状，提供了一种防夹片松动的锚具，该方法在一定程度上能防止夹片在受荷载作用后发生的振动松脱现象，但是由于凹坑形状较小，不能消除夹片的转动松脱现象。实用新型专利“一种外锥面锚具夹片”(申请号:201220380078.7)公开了一种锚具夹片，夹片的外锥面上设有一个以上的圆形且分别相互平行的凹槽，这种结构的表面形状使得锚具夹片在使用时，在受到强烈震动不容易脱落，但是在夹片上开凹槽将导致夹片的抗破裂能力降低，且不能对夹片转动松脱问题起到有效作用。实用新型专利“钢绞线拉锁锚具的防松动装置”(申请号:201320079815.4)介绍了一种钢绞线拉锁锚具的防松动装置，包括设置有圆柱形通孔的锚具板以及覆盖板，其锚具板侧表面设置一个环形槽口，覆盖板的侧边固定有至少四个钩爪，该实用新型解决了锚具低应力或动载荷而引起的夹片松动使得锚具脱落的问题，但是该防松动装置只能限制夹片轴向的松脱，不能对夹片转动松脱起到作用。实用新型专利“一种单孔锚具”(申请号:201120126386.2)，涉及一种单孔锚具，包括锚具本体、夹片组件、夹片组件锁定装置，夹片组件锁定装置固定在锚具本体上以防止夹片松动或脱开，也不能对夹片转动松脱起到作用。
[0004]通过对已有专利、公开文献的研宄发现，现有的为防止夹片松动和夹片破裂等问题所设计的夹片式锚具组装件体系，夹片组成体均是横截面为圆环形的空心变截面体，锚板锥孔均是与夹片和预应力筋组装件形状相匹配的横截面为圆形的变截面体，所有这种形式的夹片式锚具组装件体系都不能对复合受力状态下的夹片转动松脱起到有效约束作用，因此提出一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系显得尤为重要。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的关键问题是弥补现有夹片式锚具组装件体系的不足，提出一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系，该体系具有较好的防夹片转动松脱作用。
[0006]为解决上述关键技术问题，发明一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系，包括夹片J1-1、夹片J1-2、夹片J2-1、夹片J2-2、夹片J3-1、夹片J3-2、锚板锥孔Z1、锚板锥孔Z2、锚板锥孔Z3、预应力筋Gl、预应力筋G2和预应力筋G3，其特征在于:夹片Jl-1和夹片J1-2构成的夹片组成体是横截面为非圆环形的空心变截面体，锚板锥孔Zl是横截面为非圆形的变截面体，夹片Jl-1和夹片J1-2共同夹持预应力筋Gl并放置于锚板锥孔Zl中，当受扭转荷载作用时，锚板锥孔Zl将限制夹片J1-1、夹片J1-2和预应力筋Gl组装件的转动，组成一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系；或夹片J2-1和夹片J2-2构成的夹片组成体是横截面为非圆环形的空心变截面体，锚板锥孔Z2是横截面为非圆形的变截面体，夹片J2-1和夹片J2-2共同夹持预应力筋G2并放置于锚板锥孔Z2中，当受扭转荷载作用时，锚板锥孔Z2将限制夹片J2-1、夹片J2-2和预应力筋G2组装件的转动，组成一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系；或夹片J3-1和夹片J3-2构成的夹片组成体是横截面为非圆环形的空心变截面体，锚板锥孔Z3是横截面为非圆形的变截面体，夹片J3-1和夹片J3-2共同夹持预应力筋G3并放置于锚板锥孔Z3中，当受扭转荷载作用时，锚板锥孔Z3将限制夹片J3-1、夹片J3-2和预应力筋G3组装件的转动，组成一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系。
[0007]—种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系，其特征在于:上述所述夹片Jl-1和夹片J1-2构成的夹片组成体的横截面是变厚度无凸起肋的非圆环形截面，锚板锥孔Zl的横截面为与夹片J1-1、夹片J1-2和预应力筋Gl组装件的横截面形状相匹配的非圆形截面，其横截面为无凸起肋的非圆形截面，锚板锥孔Zl的数量为il，il为整数，其取值范围为I ^ il ^ 30。
[0008]一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系，其特征在于:上述所述夹片J2-1和夹片J2-2构成的夹片组成体的横截面是等厚度带m条凸起肋的非圆环形截面，m为整数，其取值范围为2 < m < 10，锚板锥孔Z2的横截面为与夹片J2-1、夹片J2-2和预应力筋G2组装件的横截面形状相匹配的非圆形截面，其横截面为带m条凸起肋的非圆形截面，m为整数，其取值范围为210，锚板锥孔Z2的数量为i2，i2为整数，其取值范围为I < i2 < 30。
[0009]一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系，其特征在于:上述所述夹片J3-1和夹片J3-2构成的夹片组成体的横截面是变厚度带η条凸起肋的非圆环形截面，η为整数，其取值范围为2 < η < 10，锚板锥孔Ζ3的横截面为与夹片J3-1、夹片J3-2和预应力筋G3组装件的横截面形状相匹配的非圆形截面，其横截面为带η条凸起肋的非圆形截面，η为整数，其取值范围为2 < η < 10，锚板锥孔Ζ3的数量为i3，?3为整数，其取值范围为I < i3 < 30。
[0010]上述结构形式的抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系，可适用于圆锚、扁锚等任何形式的夹片式锚具组装件体系，夹片组成体横截面厚度的变化范围及凸起肋的条数应根据实际的受扭情况进行设计。当夹片式锚具组装件体系处于拉压、剪切、弯曲和扭转的复合受力状态时，夹片组成体和锚板锥孔之间的约束作用将限制夹片转动松脱现象的发生，提高夹片式锚具组装件体系的抗扭转松脱性能。该种结构形式的夹片式锚具组装件体系结构简单、设计巧妙，提高了预应力结构工程的安全储备能力。
[0011]本发明设计合理，适用性强，可靠性好，便于推广应用。
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本发明作进一步的说明。锚板锥孔Z1、锚板锥孔Z2和锚板锥孔Z3的数量il、i2、?3均为3。
[0013]图1变厚度无凸起肋的夹片式锚具组装件体系立体示意图
[0014]图2变厚度无凸起肋的夹片式锚具组装件体系平面示意图
[0015]图3变厚度无凸起肋的夹片式锚具组装件体系夹片示意图
[0016]图4图3Α-Α断面图
[0017]图5图1锚板锥孔Zl立体透视图
[0018]图6图5锚板锥孔Zl平面示意图
[0019]图7等厚度带6条凸起肋的夹片式锚具组装件体系立体示意图
[0020]图8等厚度带6条凸起肋的夹片式锚具组装件体系平面示意图
[0021]图9等厚度带6条凸起肋的夹片式锚具组装件体系夹片示意图
[0022]图10图9Β-Β断面图
[0023]图11图7锚板锥孔Ζ2立体透视图
[0024]图12图11锚板锥孔Ζ2平面示意图
[0025]图13变厚度带6条凸起肋的夹片式锚具组装件体系立体示意图
[0026]图14变厚度带6条凸起肋的夹片式锚具组装件体系平面示意图
[0027]图15变厚度带6条凸起肋的夹片式锚具组装件体系夹片示意图
[0028]图16图15C-C断面图
[0029]图17图13锚板锥孔Ζ3立体透视图
[0030]图18图17锚板锥孔Ζ3平面示意图
[0031]图中:J1_1一夹片 J1-2—夹片；J2-1—夹片；J2-2—夹片；J3_1—夹片；J3_2—夹片；Z1—销板锥孔；Z2—销板锥孔；Z3—销板锥孔；G1—预应力筋；G2—预应力筋；G3—预应力筋。
【具体实施方式】
[0032]实施例一
[0033]某高速铁路双线桥梁，主跨是(48m+88m+48m)的预应力混凝土变截面箱型连续梁，采用后张法施工工艺。单向列车高速运行时的偏载作用会对整个桥梁产生扭转效应，在单向列车往返多次疲劳荷载作用下，该扭转效应会导致桥梁夹片式锚具组装件体系出现夹片转动松脱和夹片破裂等问题。为减小这种不利效应，特设计一种抗扭转松脱夹片式锚具组装件体系。该夹片式锚具组装件体系包括夹片J1-1、夹片J1-2、锚板锥孔Zl和预应力筋Gl，经计算确定锚板锥孔Zl的数量il = 3，夹片Jl-1和夹片J1-2构成的夹片组成体是横截面为非圆环形的空心变截面体，其横截面形状为变厚度无凸起肋的非圆环形截面，横截面的厚度变化量为3_，锚板锥孔Zl为与夹片组成体相匹配