способ натяжения арматурного элемента с анкерным устройством

Формула изобретения

1. СПОСОБ НАТЯЖЕНИЯ АРМАТУРНОГО ЭЛЕМЕНТА С АНКЕРНЫМ УСТРОЙСТВОМ, выполненным в виде опрессованной гильзы, включающий насаживание на арматурный стержень гильзы, установку гидродомкрата, натяжение арматуры и последующую опрессовку гильзы, отличающийся тем, что предварительно на арматурный стержень до его натяжения насаживают шайбу и гильзу с дополнительно вставленными вкладышами, а после натяжения арматурного стежня до проектного уровня сначала производят частичную опрессовку гильзы сжимающим усилием в торец на участке, не превышающем 0,1-0,2 длины гильзы, до упора ее в шайбу, затем усилие обжатия снимают и передают усилие натяжения арматуры на гильзу посредством сжимающего продольного усилия в торец гильзы штоком гидродомкрата, после чего производят окончательную опрессовку гильзы по всей длине и передают усилие натяжения арматуры на анкерное устройство до получения вкладышами растяжения, а гильзой сжатия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что окончательную опрессовку гильзы по всей длине производят посредством перемещения корпуса гидродомкрата относительно установленного в проектном положении анкера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в предварительно натяженных конструкциях с натяжением арматуры на бетон.

Известен способ устройства наконечника пучка арматурных проволок для натяжения его или анкеровки при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций с применением металлической гильзы, в которой запрессовывают конец пучка путем пропуска гильзы через фильер продавливанием ее сжимающим усилием в торец [1]

Однако данный анкер имеет ограниченную несущую способность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления анкеров на гибких элементах, преимущественно пучках предварительно напряженной арматуры посредством опрессовки гильз, включающий предварительное натяжение гибкого элемента и последующую опрессовку на нем гильзы [2]

Недостатком данного способа является то, что не обеспечивается достаточно прочное закрепление анкера на гибком арматурном элементе, так как при поперечной опрессовке металл анкера наиболее интенсивно и плотно "затекает" в промежутки между наружными проволоками в направлении действия усилия опрессовки, а с удалением от этой линии эффективность опрессовки падает вследствие выдавливания металла в боковых направлениях между опрессовочными штампами.

Задача изобретения состоит в повышении точности и технологичности процесса натяжения арматуры, а также в повышении несущей способности анкерного крепления.

Решение данной задачи обеспечивается тем, что в способе натяжения арматурного элемента с анкерным устройством, выполненным в виде опрессованной гильзы, включающим насаживание на арматурный стержень гильзы, установку гидродомкрата, натяжение арматуры и последующую опрессовку гильзы, предварительно на арматурный стержень до его натяжения насаживают шайбу и гильзу с дополнительно вставленными вкладышами, а после натяжения арматурного стержня до проектного уровня сначала производят частичную опрессовку гильзы сжимающим усилием в торец на участке, не превышающем 0,1.0,2 длины гильзы, до упора ее в шайбу, затем усилие обжатия снимают и передают усилие натяжения арматуры на гильзу посредством сжимающего продольного усилия в торец гильзы штоком гидродомкрата, после чего производят окончательную опрессовку гильзы по всей длине и передают усилие натяжения арматуры на анкерное устройство до получения вкладышами растяжения, а гильзой сжатия. Кроме того, окончательную опрессовку гильзы по всей длине производят посредством перемещения корпуса гидродомкрата относительно установленного в проектном положении анкера.

При решении данной задачи достигается технический эффект, заключающийся в том, что применение дополнительных вкладышей в гильзе и опрессовка гильзы в два этапа позволяет увеличить анкерующую способность гильзы за счет большего сцепления вкладышей с арматурой и наиболее интенсивного и плотного "затекания" металла гильзы в направлении, перпендикулярном действию усилия опрессовки, что, в свою очередь, повышает несущую способность анкерного крепления. Кроме того, сжимающее продольное усилие в торец гильзы штоком гидродомкрата позволяет фиксировать гильзу с вкладышами в проектном положении относительно арматурного стержня, что позволяет повысить точность анкеровки и как следствие повысить точность процесса натяжения арматуры. При этом окончательная опрессовка гильзы по всей длине посредством перемещения корпуса гидродомкрата относительно установленного в проектном положении анкера позволяет вследствие сохранения постоянной длины гильзы обеспечить наиболее плотное заполнение пустот между гильзой и арматурой с соответствующим повышением прочности анкерного узла.

На фиг. 1 изображено анкерное устройство в момент его опрессовки (продольное обжатие) через фильеру; на фиг.2 процесс фильерования анкера на натянутой арматуре (стадия I); на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 и 5 соответственно стадии II и III процесса фильерования анкерного устройства на натянутой арматуре.

Арматурный элемент включает в себя арматурный стержень или канат, один конец которого заанкерен известными анкерными устройствами в виде цанговых зажимов, обойм и др. На другом конце арматурного элемента, со стороны которого производится его натяжение гидродомкратом, размещается анкерное устройство в виде опрессованной гильзы с вкладышами. Данное анкерное устройство включает в себя анкерную гильзу 1 и вкладыши 2, располагаемые между гильзой 1 и арматурой 3 и опрессовываемые на натянутой арматуре 3 путем продавливания через фильеры 4. Вкладыши 2 выполняются в виде сухарей, конусообразных вставок, свернутых по окружности рифленых пластин, спиралей и т.п. и служат для улучшения сцепления арматуры с гильзой для предотвращения сползания последней с арматуры при восприятии усилия обжатия.

Способ натяжения арматурного элемента с анкерным устройством осуществляется следующим образом.

Анкерное устройство, включающее гильзу 1 с вкладышами 2, фиксируется с упором в колонну 5, в каналах 6 которой и между сборными плитами перекрытий пропущена канатная арматура 3. По оси арматуры 3 от наружной грани колонны 5 расположена анкерная шайба 7 и собственно анкерное устройство, включающее в себя опрессовываемую гильзу 1 и вкладыши 2. На арматуре 3 с упором в колонну укреплен также гидродомкрат специальной конструкции для выполнения натяжения арматуры и опрессовки анкеров. В процессе фильерования анкерная гильза 1 выдерживается под постоянным сжатием, а при завершении опрессовки и удалении внешней сжимающей нагрузки часть усилия обжатия сохраняется за счет сцепления гильзы 1 с вкладышами 2 и арматурой 3. Гильза 1 становится предварительно сжатой. В результате частичного удлинения гильзы 1 при разгрузке вкладыш 2 также удлиняется и становится в свою очередь предварительно растянутым.

Способ натяжения арматурного элемента с анкерным устройством на арматуре производят в три последовательные стадии.

На первой стадии первоначально между сборными плитами перекрытий и в каналах 6 колонн 5 протаскивают арматурный канатный элемент с одним опрессованным анкером на пассивном торце (т.е. со стороны, противоположной натяжению), который упирается через анкерную шайбу в наружную грань колонны. Свободный конец арматуры 3 выводится наружу за грань колонны на стороне, с которой производится натяжение. Далее на арматуру 3 нанизывается анкерная шайба 7 замкнутого типа и гидродомкрат специальной конструкции.

Внутри гидродомкрата арматура 3 пропускается последовательно через корпус 8, содержащий фильеры 4, анкерную гильзу 1 с вкладышами 2, вставленную в корпус 8 до пропускания арматуры через окно 9, шток 10 и платформу 11. Шток 10 имеет возможность возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса гидродомкрата благодаря жесткой связи с поршнем 12 гидроцилиндра 13. Со стороны опорной части гидродомкрата шток 10 содержит упорный элемент 14, имеющий суженную часть 15 для проталкивания (продавливания) гильзы 1 сквозь фильеры 4. С другой стороны на штоке 10 укреплен цанговый зажим 16 с ограничителями 17 поперечных отклонений зажима, которые обеспечивают строго прямолинейное перемещение последнего вдоль направляющих элементов 18 и позволяют избежать заклинивания штока 10 в цилиндре 13. Данные элементы 18 служат также для передачи нагрузки от плаформы 11 и второго цангового зажима 19 на цилиндр 13 и корпус 8 гидродомкрата. На цанговом зажиме 19 также установлено устройство 20 освобождения зажима от усилия обжатия. Корпус 8 гидродомкрата также у основания снабжен прорезью 21 для визуального контроля момента упора опрессованной части гильзы 1 в анкерную шайбу 7.

После нанизывания на арматуру 3 анкерной шайбы 7 и гидродомкрата описанной конструкции последний крепится на арматуре с упором в наружную грань колонны 5 при помощи цанговых зажимов 16 и 19. Далее производится натяжение арматуры 3 до проектной величины путем вытягивания арматуры и ее поочередного перехватывания зажимами 16 и 19. При этом поршень 12 с штоком 10 движутся от колонны 5 с увеличением давления в полости 1 камеры домкрата. После натяжения арматуры 3 начинается собственно процесс фиксации анкерного устройства на арматуре.

При этом усилие натяжения фиксируется зажимом 19 и передается на колонну через платформу 11, направляющие 18, цилиндр 13 и корпус 8. Далее снижают давление в полости I и увеличивают давление в полости II. В результате шток 10 поршнем 12 перемещается в колонне и толкает упорным элементом 14 анкерную гильзу 1 с вставленными в ней вкладышами 2 до упора в фильеровочные матрицы.

На второй стадии увеличивают давление в полости II гидроцилиндра так, чтобы поршень 12 посредством штока 10 и упорного элемента 14 начал продавливать (фильеровать) гильзу 1 с вкладышами 2 через фильеровочные матрицы. Продавливание производят до тех пор, пока опрессованная часть гильзы 1 не упрется через анкерную шайбу 7 в колонну 8. Такое положение контролируется визуально с помощью прорези 21 у опорной части корпуса 8 домкрата, после чего производится сброс давления в гидроцилиндре и съем усилия обжатия. При этом за длину зоны опрессованной части анкера принимается часть гильзы, выходящая за торцовую поверхность фильеры, ближайшую к анкерной шайбе, указанная длина не может превышать 0,20 длины гильзы.

На третьей стадии устройством 20 производится отключение (освобождение) цангового зажима 19. В результате усилие натяжения передается на цанговый зажим 16 и шток 10, что приводит к сохранению продольного обжатия гильзы 1 и освобождению от нагрузки усилия натяжения всего внешнего контура гидродомкрата (корпуса 8, цилиндра 13, направляющих 18 и платформы 11). При этом также падает давление в полости II гидроцилиндра 13. Далее начинают поднимать давление в полости II и в силу жесткого опирания штока 10 через упорный элемент 14, гильзу 1 и шайбу 7 на колонну и свободного состояния остальных частей домкрата (корпуса 8, цилиндра 13, направляющих 18 и платформы 11) происходит сползание (стаскивание) внешнего контура домкрата относительно штока 10. В процессе сползания фильеры 4 перемещаются по оставшейся неопрессованной и находящейся в условиях продольного сжатия части гильзы 1, что приводит к окончательной опрессовке анкерной гильзы 1 на арматуре 3.

Если на двух предыдущих стадиях фиксация анкерного устройства происходила при перемещении гильзы относительно неподвижного корпуса 8 и фильеровочных матриц 9, то на третьей стадии имеет место уже перемещение корпуса 8 и матриц относительно неподвижной гильзы 1.

После полного прохождения фильеровочных матриц по гильзе 1 производят освобождение цангового зажима 16 с полной передачей усилия натяжения на анкер и с перестановкой домкрата на следующий арматурный элемент. При этом гильза 1 частично удлиняется с сохранением общего предварительно сжатого состояния, а вкладыши 2 частично растягиваются.

В заключении свободный конец арматуры обрезают дисковой пилой и повторяют все перечисленные операции для следующего арматурного элемента.

Следует отметить, что опрессовку гильзы без ее предварительного сжатия не рекомендуется производить на длине, превышающей 0,20 длины гильзы. Как показали результаты опытных опрессовок, при длине опрессовки без продольного обжатия более 0,10.0,20 длины гильзы начинается сползание уже опрессованной части по арматуре с нарушением контакта с арматурой, при меньшей длине возникает сложность образования кромки при выходе опрессованной части анкера из фильеровочной матрицы.

Применение данного технического решения позволяет при внедрении экономить расход металла на анкерные гильзы и шайбы, снижать трудоемкость процесса преднапряжения арматуры с одновременным повышением точности и технологичности процесса натяжения.