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专利成果
<发明专利>说明
浏览次数: 日期:2016-05-15
基本概念:1MPa(兆帕)=10kg(公斤)    1KN(千牛)≈100kg
预应力钢绞线指标参数:破断负荷=269KN=26.9吨   (通俗解释:当此根预应力钢绞线承受大约26900公斤的力时会断裂)                       抗拉强度=1925MPa  (通俗解释:此根预应力钢绞线可承受19250公斤的拉力)
钢材的主要指标参数:   屈服强度=235MPa   (通俗解释:当钢板承受2350公斤的力时此钢板发生塑性变型)

   依据以上各项指标的对比,得出的结论是:预应力钢绞线的综合强度是普通钢板8倍以上。(我公司产品在每节U型梁结构钢材秤体上再加装4根预应力钢绞线,4根钢绞线能够承受约80吨的荷载,与秤体自身刚性相结合,所以我公司产品永远不会出现弯折及钢材塑性变型现象,秤体如定期除锈刷漆保养得当,使用寿命在40年以上)
此预应力钢绞线原为建造"超大跨度桥梁""高铁"等使用,在全球首次应用于钢结构件制造,目的是提高结构件抗拉强度,该技术已经获得<国家发明专利>,其全球专利正在审批中.

《发明专利具体内容》
采用预应力技术的弹性支撑与提拉装置的安装方法
技术领域
[0001] 本发明属于钢结构技术领域,尤其涉及一种采用预应力技术的弹性支撑与提拉装置的安装方法。
背景技术
[0002] 目前,国内外在衡器及钢结构产品生产领域所制造的产品,在结构强度上还完全依赖于所使用材料自身具备物理性质来抵抗外荷载对它的拉力、压力、致弯力、剪切力。在产品设计上为解决上述外荷载对产品质量性能及安全性的破坏,解决办法也是简单的构件结构形状、截面形状、支撑位置的改变。在钢结构构件和衡器中局部所受荷载所产生的应变相对其它部位往往过大,为有效的传递局部所受荷载力,构件其它部位强度也随之提高。在保证产品质量性能及安全性的前提下从而对选取材料,强度,热处理往往是超大设计及加工使用,不可避免的造成材料及人工的浪费,导致企业效益的降低,消费者购买成本升高。
[0003] 另外在钢结构厂房建设中所采用的柱与柱,梁与梁之间的对角斜拉,只起到稳固整体结构的作用。对梁柱个体本身做不到刚性加强,对墙壁房顶的刚性强度的增加更起不到任何作用,并且所采用的方法是螺纹绞接,用人力依据个人经验来判断绞接力是否恰当,既不科学,也无标准,不可靠也不可控。
[0004] 在衡器生产中为适应短轴距大吨位载重汽车车型,在衡器的设计及使用上目前国内外最普遍的U型梁结构汽车衡其截面高度已经达到40厘米,剪跨比为7.5,单体自重达3吨以上。
[0005] 随着时间的推移结构部件或衡器经过荷载的连续施加或荷载部位的转移原有初始设计强度已经不能满足或丧失功能而这时再进行改造所付出的成本往往是巨大的,而且有些是不可逆的。
[0006] 综上所述,上述缺陷或技术问题亟需得到解决,本领域技术人员对上述技术问题均尝试了改进,但尚未达到理想的效果。
发明内容
[0007] 本发明为了解决现有技术中的不足之处,提供一种成本低、安全可靠、承载力大的采用预应力技术的弹性支撑与提拉装置的安装方法。
[0008] 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:采用预应力技术的弹性支撑与提拉装置的安装方法,包括以下步骤:
(1)、加工符合设计规格的面板、拉撑板和端头板,在端头板上开设通孔,同时加工锚固块和卡片;
(2)、在面板一侧沿面板长度和/或宽度方向焊接至少一排拉撑板,然后在拉撑板的两端分别焊接端头板,接着沿拉撑板长度方向焊接一个或多个拉撑块,中部的拉撑块长、两侧的拉撑块短;
(3)、弹性杆使用预应力钢绞线、预应力钢丝或者精轧预应力螺纹钢,沿拉撑板长度方向通过端头板上的通孔穿插并安装弹性杆;
(4)、锚固块分别穿设在弹性杆两端,锚固块的通孔较小端朝内,锚固块与端头板外表面接触;
(5)、在锚固块的锥形孔穿入两个半圆锥形的卡片,两个卡片的外表面与锚固块的锥形孔配合,两个卡片之间形成的插孔与弹性杆紧密接触;
(6)、安装张拉千斤顶使张拉千斤顶内的夹具夹紧弹性杆的一端;
(7)、使用张拉千斤顶进行预张拉,在张拉过程中,两个卡片随着弹性杆沿锥形通孔移动,将弹性杆夹紧,理论抗屈服强度范围内将弹性杆拉直,弹性杆通过两端卡片的紧固及拉撑块的固定支撑,在相邻两个拉撑块之间弹性杆为直线段,弹性杆整体呈圆弧状;
(8)、通过油泵站压力表监测张拉力值,达到张拉力值后保持该力值5~15秒;
(9)、油泵站退油,卸掉张拉千斤顶, 一根弹性杆的一端张拉完毕,按照上述过程在对弹性杆另一端进行张拉;
(10)、弹性杆全部张拉紧固后,割掉锚固块外超长部分的弹性杆。
[0009] 所述弹性杆采用预应力钢绞线、预应力钢丝或者精轧预应力螺纹钢。
[0010] 所述两个半圆锥形的卡片形成的插孔内壁设有增加摩擦力的纹理。
[0011] 采用上述技术方案所安装成的弹性支撑于提拉装置包括包括面板,面板一侧沿面板长度和/或宽度方向设有至少一排拉撑板,拉撑板的两端均设有端头板,两块端头板之间设有弹性拉撑机构。
[0012] 所述弹性拉撑机构包括至少一根弹性杆和设在端头板外侧的至少两个锚固块,弹性杆采用预应力钢绞线、预应力钢丝或者精轧预应力螺纹钢,锚固块和端头板上分别开设有通孔,锚固块上的通孔为外大内小的圆锥形结构,锚固块上的通孔内设有两个半圆锥形的卡片,两个卡片中心设有与端头板上的通孔相对应的圆形插孔,相对的两个锚固块之间设有穿设在插孔和端头板上通孔的弹性杆,面板与弹性杆之间设有拉撑块;弹性杆通过两端卡片的紧固及拉撑块的固定支撑,弹性杆在两个拉撑块之间呈直线状,弹性杆整体呈圆弧线形状。
[0013] 面板可以位于弹性拉撑机构上部作为衡器的称重板,也可以位于弹性拉撑机构下部作为行吊的吊物板。弹性杆可以直接使用预应力钢绞线、预应力钢丝或者精轧预应力螺纹钢。本发明在安装时所使用的设备有张拉千斤顶和油泵站。本发明可根据衡器中或钢构件承受荷载面部位及应力区域布置安装。通过有限元分析计算出局部荷载较大或应力较大部位,然后进行荷载面与弹性杆之间做支撑或固定可以在弹性杆相互交叉点用经纬编织法加以编织,以有效的通过弹性杆来承载及传递所受荷载力到达锚固区。
[0014] 本发明在钢结构件上可替代梁及减少柱的使用,例如在一个矩形结构理论上只要在其四角使用钢材建立稳固并有一定刚性的立柱即可,其它梁用预应力钢绞线或预应力螺纹钢代替。本发明也可以应用于钢结构的厂房。
[0015] 在衡器上采用本发明的技术方案生产的汽车衡截面高度为10厘米,剪跨比为30,单体自重2.5吨以内,对比现有衡器可减少四分之一的钢材使用量,衡器截面高度减少四分之三即30厘米,更加轻薄耐用。
[0016] 本发明可节省大量钢材成本,成本低易施工,对于结构来看,其含义为预先使其产生应力,其优点是可以提高构造本身刚性,减少振动和弹性变型这可以明显改善荷载模块的弹性强度,使原本的抗性更强,此方法具有成本低,易施工,易维修,无需专业人员,实用性强,易于推广应用。
[0017] 本发明可依据使用单位的要求在荷载区域或强度发生变化随时更改受力点位置或张拉强度,张拉强度可控,控制精度达到1%。
[0018] 本发明将大量降低钢材、电力、耗材、工时的使用量,生产制造时间缩短,同时降低碳排放量,经济效益、社会效益显著。

具体实施方式
[0020] 本发明的采用预应力技术的弹性支撑与提拉装置的安装方法,包括以下步骤:
(1)、加工符合设计规格的面板、拉撑板和端头板,在端头板上开设通孔,同时加工锚固块和卡片;
(2)、在面板一侧沿面板长度和/或宽度方向焊接至少一排拉撑板,然后在拉撑板的两端分别焊接端头板,接着沿拉撑板长度方向焊接一个或多个拉撑块,中部的拉撑块长、两侧的拉撑块短;
(3)、弹性杆使用预应力钢绞线、预应力钢丝或者精轧预应力螺纹钢,沿拉撑板长度方向通过端头板上的通孔穿插并安装弹性杆;
(4)、锚固块分别穿设在弹性杆两端,锚固块的通孔较小端朝内,锚固块与端头板外表面接触;
(5)、在锚固块的锥形孔穿入两个半圆锥形的卡片,两个卡片的外表面与锚固块的锥形孔配合,两个卡片之间形成的插孔与弹性杆紧密接触;
(6)、安装张拉千斤顶使张拉千斤顶内的夹具夹紧弹性杆的一端;
(7)、使用张拉千斤顶进行预张拉,在张拉过程中,两个卡片随着弹性杆沿锥形通孔移动,将弹性杆夹紧,理论抗屈服强度范围内将弹性杆拉直,弹性杆通过两端卡片的紧固及拉撑块的固定支撑,在相邻两个拉撑块之间弹性杆为直线段,弹性杆整体呈圆弧状;
(8)、通过油泵站压力表监测张拉力值,达到张拉力值后保持该力值5~15秒;
(9)、油泵站退油,卸掉张拉千斤顶, 一根弹性杆的一端张拉完毕,按照上述过程在对弹性杆另一端进行张拉;
(10)、弹性杆全部张拉紧固后,割掉锚固块外超长部分的弹性杆。
[0021] 所述弹性杆采用预应力钢绞线、预应力钢丝或者精轧预应力螺纹钢。
[0022] 所述两个半圆锥形的卡片形成的插孔内壁设有增加摩擦力的纹理。
[0023] 如图1、图2和图3所示,采用上述方法安装成的弹性支撑与提拉装置,包括面板1,面板1为一块或多块,面板1一侧沿面板1长度和/或宽度方向设有一排拉撑板2,拉撑板2采用角钢或其他型材,拉撑板2的两端均设有端头板3,端头板3采用钢板,两块端头板3之间设有弹性拉撑机构。
[0024] 弹性拉撑机构包括至少一根弹性杆和设在端头板3外侧的至少两个锚固块4,锚固块4和端头板3上分别开设有通孔,锚固块4上的通孔为外大内小的圆锥形结构,锚固块4上的通孔内设有两个半圆锥形的卡片5,两个卡片5中心设有与端头板3上的通孔相对应的圆形插孔6,圆形插孔6内壁具有增大摩擦力的纹理,相对的两个锚固块4之间设有穿设在插孔6和端头板3上通孔的弹性杆7,面板1与弹性杆7之间设有拉撑块8;弹性杆7通过两端卡片5的紧固及拉撑块8的支撑,弹性杆7在两个拉撑块之间呈直线状,弹性杆7整体呈圆弧线形状。弹性杆7可以直接使用预应力钢绞线、预应力钢丝或者精轧预应力螺纹钢。
[0025] 本发明的面板1作为衡器的称重板,弹性杆7或衡器在理论抗屈服强度范围内进行张拉,通过油泵站压力表监测张拉力值,使用全站仪全时监测该构件或衡器的变形量,避免超张拉或张拉力过低。可以在弹性杆7外套一圆形或矩形钢管,便于在弹性杆7外增加支撑点,钢管两端封堵并预留灌浆孔,弹性杆7用绞线支架在钢管内部固定位置在张拉完毕后灌浆,用以增强刚度及摩阻强度借以替代原有梁或柱的使用。
[0026] 本发明包括但不限于本实施例,以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

采用预应力技术的弹性支撑与提拉装置的安装方法,包括以下步骤:加工面板、拉撑板端头板、锚固块和卡片,在端头板上开设通孔;在面板一侧焊接拉撑板,在拉撑板两端分别焊接端头板,沿拉撑板长度方向焊接拉撑块;在端头板上的通孔穿插并安装弹性杆;锚固块穿设在弹性杆两端;在锚固块的锥形孔穿入两个半圆锥形的卡片;使用张拉千斤顶进行预张拉;通过油泵站压力表监测张拉力值;按照上述过程在对弹性杆另一端进行张拉;割掉锚固块外超长部分的弹性杆。本发明节省大量钢材成本,成本低易施工,对于结构来看,其含义为预先使其产生应力,优点是可以提高构造本身刚性,减少振动和弹性变型这可以明显改善荷载模块的弹性强度,使原本的抗性更强。

诚实人衡器技术部