预应力碳板施工用螺母自动上紧装置的制作方法

本实用新型属于桥梁混凝土预应力张拉装置技术领域，涉及一种预应力碳板施工用螺母自动上紧装置。

背景技术：

目前，桥梁多采用预应力钢筋混凝土结构，运用于桥梁混凝土结构加固工程中用的预应力张拉索通常为宽度为100mm、50mm或20mm，厚度为1mm～3mm的长方形薄板(条或带)，其施加张拉预应力加固方法常规使用有先张法或后张法两种。因施加张拉力时碳纤维长方形薄板易产生受力不均而破裂现象，所以，这两种方式实施时不但可靠性和安全性较差，而且张拉控制应力只能发挥材料标准值的40～50％，碳纤维的高强度特性未得到有效发挥，对结构加固补强的效能也较低。现有技术中的碳纤维板施加张拉力后，碳纤维板与混凝土结构层之间需采用填充厚度达10～60mm(跨中厚两端薄)的环氧结构胶粘结，如此厚的胶层不但因环氧结构胶弹模低不利于结构受力传递，而且环氧结构胶辅材成本昂贵，远高于碳纤维主材，因其性价比差的缺点严重影响了该项加固技术的推广应用。针对这种情况，申请号为cn201721575860.3的高位张拉的预应力碳纤维张拉装置提出了如下一种解决方案，即直接在桥下架设固定端和张拉端来牵拉碳纤维薄板使之紧贴桥面，并在桥面的混凝土下端面开设出用于安装固定端组件、张拉端组件的槽，同时在张拉端基座内设置滑槽，滑槽内设能够在滑槽内滑动的张拉端锚块，张拉索的一端固定安装在张拉端锚块上，通过千斤顶拉动固定于张拉端锚块上的张拉螺杆，从而带动张拉端锚块在滑槽内滑动，进而拉动张拉索张紧。但是在该方案中，由于反力螺母在千斤顶拉动张拉螺杆时随张拉螺杆同步移动，导致每拉动一段时间的张拉螺杆后，需要人工重新对反力螺母进行上紧，实际操作中由于桥梁的高度较高，对螺母的上紧操作并不方便，并且重复的上紧操作也占用了大量的人力物力，因此亟需研究一种能够自动对反力螺母进行上紧的装置。

因此，研究一种能够在拉伸碳板后自动螺紧螺母的预应力碳板施工用螺母自动上紧装置具有十分重要的意义。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中存在的预应力碳板施工时人工上紧反力螺母不仅操作不便还费时费力的问题，本实用新型提供了一种预应力碳板施工用可移动式螺母自动上紧装置，通过在反力螺母与千斤顶之间设置上紧装置，利用移动装置使上紧爪手靠近反力螺母，通过爪手装置控制上紧爪手钳紧反力螺母，再通过螺紧装置带动上紧爪手不断螺紧反力螺母，并以反力螺母旋转一定角度为一个运动周期，当一个周期完成后，电动伸缩杆收缩，上紧爪手放开反力螺母，此时为使上紧爪手复位，既可以控制双向电机反向转动，也可以关闭双向电机，仅利用弹簧对上紧爪手进行复位，上紧爪手复位后，进入下一个运动周期，不断螺紧反力螺母并进行复位操作，直至反力螺母在拉伸螺杆上螺紧。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

预应力碳板施工用螺母自动上紧装置，包括上紧结构，上紧结构包括移动装置、螺紧装置和爪手装置，其中，爪手装置中设置有上紧爪手，上紧爪手包括对称式的第一爪手和第二爪手，第一爪手和第二爪手的中部均设置有安装孔，第一爪手和第二爪手的底端均设置有螺栓，螺栓与第一连接杆的一端相连接，第一连接杆的另一端与第二螺杆的中部相连接，第一连接杆的另一端均套设于第二螺杆上，第一连接杆将上紧爪手与活动连接块之间连接起来，当活动连接块发生位移时，活动连接块能够对上紧爪手远离钳块的一端产生作用力；第二螺杆的两端分别嵌设于活动连接块的内侧壁，活动连接块的底部与电动伸缩杆的顶端固定连接，活动连接块与电动伸缩杆均设置于安装腔的内部，活动连接块和安装腔均为u形结构，安装腔的顶部两侧均设置有对称式的安装板，不同侧的安装板之间设置有第三螺杆，第三螺杆的中部均穿过安装孔，使第一爪手和第二爪手能够以第三螺杆为支点，钳夹反力螺母；

螺紧装置包括安装架，安装架内部固定设置有双向电机，双向电机与旋转螺杆的一端相连接，旋转螺杆另一端依次贯穿安装轴承和第二安装块并与第一安装块相连接，安装轴承的一侧设置有第一复位挡板，第一复位挡板与第二安装块之间的旋转螺杆上套设有弹簧，弹簧的另一端与第二复位挡板相连接，第二复位挡板与第一安装块固定连接，第一安装块与安装腔的底部固定连接；

移动装置包括底板，底板的底部一侧设置有与底板固定连接的驱动电机，驱动电机的一侧设置有减速器，底板的底部另一侧设置有轴承座，驱动电机与轴承座之间设置有丝杆，丝杆上套设有连接套，丝杆的转动能够带动连接套的直线运动，连接套的底部设置有双向连接轴，双向连接轴的底端与所述第二安装块的顶端固定连接；

现有技术中的预应力碳板施工流程一般包括固定端基座、固定端锚块、张拉索、张拉端锚块以及张拉端基座，通过将碳板的一端与张拉端锚块固定连接，拉伸时，固定端锚块相对固定端基座不动，千斤顶拉动张拉索带动张拉端锚块在张拉端基座的固定槽内滑动，进而能够不断拉伸碳板，其中，反力螺母在千斤顶拉动张拉螺杆时随张拉螺杆同步移动，这就导致每拉动一段时间的张拉螺杆后，反力螺母的位置是随机的，因此需要设置移动装置来使上紧爪手靠近反力螺母，又由于反力螺母是套设在拉伸螺杆上的，拉伸螺杆会阻碍螺紧装置直接螺紧反力螺母，妨碍反力螺母的旋转，因此设计螺紧装置和爪手装置相互配合，以螺紧装置螺紧反力螺母一定角度为一个周期，周期内上紧结构螺紧反力螺母的角度为35°至75°，选取该角度范围的原因之处在于，角度过大张拉螺杆会阻碍上紧爪手的螺紧运动，角度过小会造成螺紧效率下降；通过调试，控制两个周期内电动伸缩杆刚好完成一次伸缩运动，当一个周期运动完成时，控制爪手装置松开反力螺母，此时既可以控制双向电机反向转动，使得上紧爪手复位，也可以关闭双向电机，仅利用弹簧对上紧爪手进行复位，然后进入下一个周期。

作为优选的技术方案：

如上所述的预应力碳板施工用螺母自动上紧装置，第一爪手和第二爪手的顶端为爪臂，爪臂为方形、六角形或环形结构，实际操作时由于上紧爪手很难与反力螺母处于同一水平线上，为保证上紧爪手能够钳紧反力螺母，第一爪手和第二爪手上爪臂的形状应与实际的反力螺母适配。

如上所述的预应力碳板施工用螺母自动上紧装置，底板上设置有固定槽和固定栓，用于将上紧装置固定安装于桥梁下方。

如上所述的预应力碳板施工用螺母自动上紧装置，弹簧优选为复位弹簧，由于弹簧一端的第一复位挡板不会是固定不动的，另一端的第二复位挡板随着旋转螺杆的运动而运动，因此，弹簧选用复位弹簧，可以对上紧爪手进行复位。

如上所述的预应力碳板施工用螺母自动上紧装置，位于第一爪手和第二爪手之间的爪臂侧壁上设置有螺纹，用于增加上紧爪手钳夹发反力螺母时的摩擦力，防止钳夹时发生脱落。

本实用新型的预应力碳板施工用螺母自动上紧装置，通过在反力螺母与千斤顶之间设置上紧结构，先控制电动伸缩杆延伸，电动伸缩杆延伸的同时拉动活动连接块位移，活动连接块位移的同时能够拉动第一连接杆，进而拉动第一爪手和第二爪手，使得第一爪手和第二爪手以第三螺杆为支点，钳紧反力螺母，然后再打开双向电机开关，利用双向电机带动旋转螺杆的转动，进而带动第一安装块的转动，安装腔与第一安装块固定连接，进而最终能够带动上紧爪手的转动，进而螺紧反力螺母，以反力螺母旋转一定角度为一个运动周期，当一个周期完成后，电动伸缩杆收缩，上紧爪手放开紧反力螺母，此时既可以控制双向电机反向转动，使得上紧爪手复位，也可以关闭双向电机，仅利用弹簧对上紧爪手进行复位，重新进入下一个运动周期，重复上述过程，直至反力螺母在拉伸螺杆上螺紧；采用本实用新型的预应力碳板施工用螺母自动上紧装置上紧螺母，操作简单，省时省力，能够节省大量的人力物力。

附图说明

图1为本实用新型的预应力碳板施工用螺母自动上紧装置位置关系示意图；

图2为本实用新型的螺紧装置结构示意图；

图3为本实用新型的爪手装置结构示意图；

图4为本实用新型的螺紧装置的局部示意图；

其中，1-上紧结构，2-移动装置，3-螺紧装置，4-爪手装置，5-上紧爪手，5a-第一爪手，5b-第二爪手，6-安装孔，7-螺栓，8-第一连接杆，9-第二螺杆，10-活动连接块，11-电动伸缩杆，12-安装腔，13-安装板，14-第三螺杆，15-安装架，16-双向电机，17-旋转螺杆，18-安装轴承，19-第二安装块，20-第一安装块，21-第一复位挡板，22-弹簧，23-第二复位挡板，24-底板，25-驱动电机，26-减速器，27-轴承座，28-丝杆，29-连接套，30-双向连接轴，31-爪臂。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

预应力碳板施工用螺母自动上紧装置，包括上紧结构1，上紧结构1包括移动装置2、螺紧装置3和爪手装置4，如图2所示，其中，爪手装置4中设置有上紧爪手5，如图3所示，上紧爪手5包括对称式的第一爪手5a和第二爪手5b，第一爪手5a和第二爪手5b的顶端为爪臂31，爪臂31为方形、六角形或环形结构，位于第一爪手5a和第二爪手5b之间的爪臂31侧壁上设置有螺纹，第一爪手5a和第二爪手5b的中部均设置有安装孔6，第一爪手5a和第二爪手5b的底端均设置有螺栓7，螺栓7与第一连接杆8的一端相连接，第一连接杆8的另一端与第二螺杆9的中部相连接，第一连接杆8的另一端均套设于第二螺杆9上，第二螺杆9的两端分别嵌设于活动连接块10的内侧壁，如图4所示，活动连接块10的底部与电动伸缩杆11的顶端固定连接，活动连接块10与电动伸缩杆11均设置于安装腔12的内部，活动连接块10和安装腔12均为u形结构，安装腔12的顶部两侧均设置有对称式的安装板13，不同侧的安装板13之间设置有第三螺杆14，第三螺杆14的中部均穿过所述安装孔6；

螺紧装置3包括安装架15，安装架15内部固定设置有双向电机16，双向电机16与旋转螺杆17的一端相连接，旋转螺杆17另一端依次贯穿安装轴承18和第二安装块19并与第一安装块20相连接，安装轴承18的一侧固定连接有第一复位挡板21，第一复位挡板21与第二安装块19之间的旋转螺杆17上套设有弹簧22，弹簧22优选为复位弹簧，弹簧22的另一端与第二复位挡板23相连接，第二复位挡板23与第一安装块20固定连接，第一安装块20与所述安装腔12的底部固定连接；

移动装置2包括底板24，底板24上设置有固定槽和固定栓，底板24的底部一侧设置有与底板24固定连接的驱动电机25，驱动电机25的一侧设置有减速器26，底板24的底部另一侧设置有轴承座27，驱动电机25与轴承座27之间设置有丝杆28，丝杆28上套设有连接套29，丝杆28的转动能够带动连接套29的直线运动，连接套29的底部设置有双向连接轴30，双向连接轴30的底端与所述第二安装块19的顶端固定连接。

使用如上所述的预应力碳板施工用螺母自动上紧装置对反力螺母进行上紧，先通过底板14上的固定槽和固定栓将上紧结构1安装于桥梁下方靠近反力螺母位置处，如图1所示，先控制电动伸缩杆11延伸，电动伸缩杆11延伸的同时拉动活动连接块10位移，活动连接块10位移的同时能够拉动第一连接杆8，进而拉动第一爪手5a和第二爪手5b，使得第一爪手5a和第二爪手5b以第三螺杆14为支点，钳紧反力螺母，然后再打开双向电机16开关，利用双向电机16带动旋转螺杆17的转动，进而带动第一安装块20的转动，安装腔12与第一安装块20固定连接，进而最终能够带动上紧爪手5的转动，进而螺紧反力螺母，以反力螺母旋转35°至75°为一个运动周期，当一个周期完成后，电动伸缩杆11收缩，上紧爪手5放开紧反力螺母，此时使上紧爪手复位，具体方式为，既可以控制双向电机反向转动，也可以关闭双向电机，仅利用弹簧对上紧爪手进行复位，上紧爪手复位后，进入下一个运动周期，不断重复上述的螺紧反力螺母和复位操作，直至反力螺母在拉伸螺杆上螺紧。