本發明涉及橋梁領域，具體涉及一種用于橋梁體外預應力補張拉裝置及工作方法。

背景技術：

1、橋梁的體外預應力技術是一種通過在橋梁主體結構外部布置預應力束（如鋼絞線、碳纖維束等），并對其施加張拉力，從而改善橋橋梁內部受力狀態以抵消部分外荷載效應的工程技術，既可用于新建橋梁也可用于既有橋梁加固。其核心目的是增強橋梁的承載能力、控制變形、抑制裂縫發展，并延長橋梁使用壽命。但在長時間的使用后，由于預應力松弛等因素會導致預應力束應力逐漸降低，稱之為預應力損失，從而削弱體外預應力效果，導致結構剛度和穩定性降低、變形增大，增加安全事故的風險，特別是在臺風、地震等極端外部作用下，甚至可能引發結構破壞。因此，針對體外預應力技術中的預應力束在長期使用后出現松弛、導致預應力降低的問題，需要設計一種裝置，當檢測到預應力下降時，能夠對預應力束進行補張拉操作，使其恢復至原設計預應力值。

2、中國專利（公開號cn116201041a，公開日20230602）中公開了一種可轉動的體外預應力加固裝置及其張拉方法，包括2組固定錨框、2組錨具、碳纖維板以及支撐組件；所述2組固定錨框與支撐組件分別固定到待加固結構的兩端和跨中，所述2組錨具分別夾持碳纖維板的兩端，并且分別與2組固定錨框可轉動連接；所述支撐組件頂緊碳纖維板，對碳纖維板形成橫向張拉，使用支撐裝置對碳纖維板橫向張拉，可以擺脫對千斤頂等重型機械裝置的依賴。然而，該裝置存在一定的不足，該裝置的張拉動作依靠支撐組件對預應力束進行豎向推動，在此過程中，單根撐桿需承載兩側預應力束的反力作用，容易出現受力偏移，進而導致撐桿折彎或滑脫，使得裝置的可靠性較差，難以在橋梁長期服役過程中穩定發揮作用。而且，在完成體外預應力張拉后，隨著時間的推移，體外預應力束會出現松弛現象，導致預應力下降，而繼續使用該裝置進行補張拉的難度較大，單根撐桿的可靠性無法滿足補張拉的要求。

技術實現思路

1、本發明的目的是針對現有技術存在的缺陷，提供一種用于橋梁體外預應力補張拉裝置及工作方法，平行設置兩根螺桿，分別與調控夾板形成交錯式絲杠-光軸配合，實現雙預應力束的同步張拉，消除單側彎矩，確保張拉力均勻分布，接觸板沿水平方向直接推拉預應力束，避免豎向支撐結構受壓失穩，螺紋傳動能夠在螺桿鎖定狀態下提供穩定的軸向位置約束，配合螺桿鎖定防止回彈，提高橋梁體外預應力在補張拉操作過程中的可靠性和穩定性。

2、本發明的第一目的是提供一種用于橋梁體外預應力補張拉裝置，采用以下方案：

3、包括：

4、固定架，設有間隔分布并通過固定板相連的兩個側板；

5、張拉機構，包括螺桿、調控夾板和接觸板，平行的兩根螺桿分別轉動連接于側板，螺桿沿軸向設有螺紋段和光軸段，兩個調控夾板與相異螺桿的螺紋段分別形成絲杠滑塊機構，與相異螺桿的光軸段分別形成軸孔滑動配合，調控夾板上安裝有接觸板，接觸板上設有配合預應力束的接觸部；

6、傳動機構，配合螺桿并接受外部驅動元件作用，調節兩個調控夾板間距。

7、進一步地，所述固定板上連接有位于兩個側板之間的傳力板，螺桿穿過傳力板并形成轉動配合。

8、進一步地，所述調控夾板位于側板和傳力板之間，兩個調控夾板位于傳力板的異側。

9、進一步地，所述調控夾板上設有配合螺紋段的滾珠螺母和配合光軸段的滑孔，軸孔滑動配合作為調控夾板沿螺桿移動的導向。

10、進一步地，所述接觸板與調控夾板滑動配合，接觸板連接有錨固件，以約束或釋放接觸板相對于調控夾板的移動。

11、進一步地，所述兩個調控夾板所安裝接觸板的接觸部相對布置，接觸部為順應預應力束分布方向的槽體，接觸部在調控夾板帶動下同步靠近或遠離，槽體內安裝有壓力傳感器。

12、接觸部與預應力束接觸區域做倒角處理。

13、進一步地，所述調控夾板配合螺桿形成懸臂結構，懸臂結構末端設有加固孔，兩個調控夾板上的加固孔共同配合有拉桿，結合螺桿形成矩形閉合框架，預應力束穿過矩形閉合框架。

14、進一步地，所述傳動機構包括配合兩根螺桿的齒輪組，齒輪組設有接受外力作用的驅動端，并配合有鎖止或解鎖其轉動的鎖止件。

15、本發明的第二目的是提供一種如第一目的所述的用于橋梁體外預應力補張拉裝置的工作方法，包括：

16、固定架安裝于縱梁底部，兩束預應力束在梁體兩端張拉并分別錨固于梁體側面，兩束預應力束在轉向器之間的水平段分別對應接觸接觸板；

17、同步轉動兩根螺桿，使兩個調控夾板相互靠近，通過接觸板沿水平方向推拉預應力束，執行補張拉過程；

18、在補張拉完成后，鎖定螺桿，并將兩個調控夾板末端通過拉桿連接。

19、進一步地，調節接觸板和調控夾板的相對位置，使接觸板的接觸部配合預應力束。

20、與現有技術相比，本發明具有的優點和積極效果是：

21、針對目前采用單根撐桿進行預應力張拉時存在偏載導致折彎或滑脫的問題，平行設置兩根螺桿，分別與調控夾板形成交錯式絲杠-光軸配合，實現雙預應力束的同步張拉，消除單側彎矩，確保張拉力均勻分布，接觸板沿水平方向直接推拉預應力束，避免豎向支撐結構受壓失穩，螺紋傳動能夠在螺桿鎖定狀態下提供穩定的軸向位置約束，配合螺桿鎖定防止回彈，提高橋梁體外預應力補張拉的可靠性和穩定性。

22、固定板上連接傳力板，螺桿穿過傳力板并轉動配合，解決了螺桿在張拉過程中傳力的穩定性問題，避免螺桿因受力不均而產生晃動或位移，保證了張拉過程的平穩性。同時，調控夾板通過滾珠螺母與螺紋段配合，滑孔與光軸段配合，軸孔滑動配合作為導向，解決了調控夾板在移動過程中的精度問題，使得調控夾板的移動更加精準，從而更精確地控制預應力束的張拉程度。

23、接觸板與調控夾板滑動配合且通過錨固件約束或釋放移動，解決了接觸板與預應力束接觸方式的靈活性問題，接觸部為槽體并安裝壓力傳感器，測取預應力束的受力情況以滿足精確控制的需求，并且可根據實際施工需求調整接觸板的位置，以達到所需的接觸板與預應力束的接觸狀態，提高了裝置的適用性，且接觸部與預應力束接觸的所有邊緣部位均進行圓弧倒角處理，以消除接觸界面處的應力集中現象，防止預應力束在張拉或使用過程中因邊緣銳角造成剪切損傷。

24、調控夾板配合螺桿形成懸臂結構，末端通過加固孔用拉桿連接，結合螺桿形成矩形閉合框架，解決了裝置整體結構在張拉后的穩固性問題，防止因長期受力導致結構變形或松動，保障了橋梁加固的長期效果。

25、齒輪組配合鎖止件，解決了螺桿轉動控制和鎖定的安全性問題，防止在張拉過程中或張拉后螺桿意外轉動，確保裝置安全可靠。

技術特征：

1.一種用于橋梁體外預應力補張拉裝置，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的用于橋梁體外預應力補張拉裝置，其特征在于，所述固定板上連接有位于兩個側板之間的傳力板，螺桿穿過傳力板并形成轉動配合。

3.如權利要求2所述的用于橋梁體外預應力補張拉裝置，其特征在于，所述調控夾板位于側板和傳力板之間，兩個調控夾板位于傳力板的異側。

4.如權利要求1所述的用于橋梁體外預應力補張拉裝置，其特征在于，所述調控夾板上設有配合螺紋段的滾珠螺母和配合光軸段的滑孔，軸孔滑動配合作為調控夾板沿螺桿移動的導向。

5.如權利要求1所述的用于橋梁體外預應力補張拉裝置，其特征在于，所述接觸板與調控夾板滑動配合，接觸板連接有錨固件，以約束或釋放接觸板相對于調控夾板的移動。

6.如權利要求5所述的用于橋梁體外預應力補張拉裝置，其特征在于，所述兩個調控夾板所安裝接觸板的接觸部相對布置，接觸部為順應預應力束分布方向的槽體，接觸部在調控夾板帶動下同步靠近或遠離，槽體內安裝有壓力傳感器。

7.如權利要求1所述的用于橋梁體外預應力補張拉裝置，其特征在于，所述調控夾板配合螺桿形成懸臂結構，懸臂結構末端設有加固孔，兩個調控夾板上的加固孔共同配合有拉桿，結合螺桿形成矩形閉合框架，預應力束穿過矩形閉合框架。

8.如權利要求1所述的用于橋梁體外預應力補張拉裝置，其特征在于，所述傳動機構包括配合兩根螺桿的齒輪組，齒輪組設有接受外力作用的驅動端，并配合有鎖止或解鎖其轉動的鎖止件。

9.一種用于橋梁體外預應力補張拉裝置的工作方法，利用如權利要求1-8中任一項所述用于橋梁體外預應力補張拉裝置，其特征在于，包括：

10.如權利要求9所述的用于橋梁體外預應力補張拉裝置的工作方法，其特征在于，調節接觸板和調控夾板的相對位置，使接觸板的接觸部配合預應力束。

技術總結
本發明提供一種用于橋梁體外預應力補張拉裝置及工作方法，涉及橋梁領域，針對目前采用單根撐桿進行預應力張拉時存在偏載導致折彎或滑脫的問題，平行設置兩根螺桿，分別與調控夾板形成交錯式絲杠?光軸配合，實現雙預應力束的同步張拉，消除單側彎矩，確保張拉力均勻分布，接觸板沿水平方向直接推拉預應力束，避免豎向支撐結構受壓失穩，螺紋傳動能夠在螺桿鎖定狀態下提供穩定的軸向位置約束，配合螺桿鎖定防止回彈，提高橋梁體外預應力補張拉的可靠性和穩定性。

技術研發人員：張宇,張凱法,徐昊,田鈺璐,李昱含,張文曦,蔡柏希,田利
受保護的技術使用者：山東大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24