桥梁工程的梯形轨枕横向预应力张拉工装设备设计

（河北高达电子科技有限公司，石家庄 050222）

梯形轨枕在我国经过不断自主创新以及应用，已经形成了一套较为完整的规范体系和标准化服务体系，所以进一步的提升了产品应用的可靠性。本文经过实践表明，利用此装置能够满足提醒轨枕横向张拉的工艺要求，并且具有操作简单、安全可靠等众多的特点，有着非常明显的经济效益。

1 张拉工装设备的设计思路

如图1所示，是梯形轨枕张拉锚穴，锚穴为小径为60mm，大径为80mm，深度为6500的锥孔，将锚固螺母固定在轨枕表面凹陷65mm的位置，并pc钢棒伸出，而伸出的长度大于需要30mm，与混凝土的外侧面大约会有35mm的距离。而每一块梯形轨枕则会有四根pc钢棒。而钢棒的一端是镦头，另一端则是滚压螺纹，并且在钢棒的外部会有一根塑料套管，这个套管主要是为了起到隔离效果。为了防止在锚穴底部出现混凝土局部应力集中的情况，所以会有支压板。

图1 梯形轨枕锚穴的示意图

针对梯形轨枕中的预应力钢棒的使用特点以及几何外形，基于安全质量的前提条件下，为了梯形轨枕的横向张拉施工实现方便快捷，桥梁工程中需要设计与千斤顶配套的张拉装置和能固定螺母的装置。因此，必须针对几项问题进行解决，才可以更好的开展工程。

（1）PC钢棒的螺纹一端既具有锚固的作用，也能够实施张拉，要想使张拉PC钢棒能够实现，首先要有连接器，并且连接器需要带有螺纹。

（2）锚固螺母的位置由于受到空间的局限性，所以需要在梯形轨枕外侧空间进行螺母拧紧的操作，并且还需要借助套筒来对螺母进行拧紧，但是，需要注意的是套筒要有具有足够的操作空间。

（3）实现千斤与顶连接器的连接。自动张拉设备如图2所示。

图2 自动张拉设备结构框图

程控主机主要是由嵌入式单板计算机以及触摸屏所组合而成，主要的作用是用来接受前端测控器的检测数据，并且还要根据设定要求处理数据，最终实现单个前端测控器的压力控制以及位移测量。即程控主机按照规范或是设定的要求来进行载荷试验的控制以及数据处理。

2 张拉工装设备结构

为了可以解决上述问题，所以，如图3所示的是本研究所设计的梯形轨枕横向预应力张拉工装设备结构，通过支撑小凳、套筒、拉杆、联接螺母、夹片式锚具以及穿心式千斤顶等六部分所构成的。并且穿行式千斤顶与夹片式锚具是标准件，所以，一般情况下会有现存品。

图3 横向预应力张拉工装设备结构

（1）连接螺母。联接螺母主要是用以对PC钢棒和拉杆进行连接的，通过螺纹联接副将拉杆的拉力向着PC钢棒进行传递，使得PC钢棒出现弹性伸长，但是外径不能超过套管内径，钢棒还要具备耐磨性。因此，选择45mm钢制造的尺寸是最为合适的。并且，经过计算可以得出，该螺母可以承受的最大拉力约为265kN，可以满足施工张拉力88.3kN的需求。除此之外，需要重复的使用钢棒，这样才可以最大程度上的节约费用。

（2）套筒。由于锚穴的有着比较深的特点，所以作用的空间相对而言要较小，这会致使在操作的过程中，双手无法接触到锚固螺母，也就是说双手无法对锚固螺母进行拧紧操作，基于此本研究来设计套筒。其中一端会与MLL螺母之间呈现出互相配合的状态下，另一端呈现出平均分布的4个75mm的小孔，之所以设计小孔的目的主要是为了张拉之后方便使用扳手旋转套简，从而使得锚固螺母拧紧。套管机经过加工后淬硬，在耐久性上有一定的提升作用[1]。

（3）拉杆：为了能够确保张拉安全，拉杆的强度需要保证，这就需要拉杆使用PC钢棒进行加工。并且要将带螺纹的一段保留，这是为了方便连接联接螺母，其长度为700mm。

3 工作原理

梯形轨枕横向预应力张拉工装设备起工作原理是：首先通过穿心式千斤顶中间的孔将拉杆穿过，然后利用联接螺母连接拉杆和PC钢棒，之所以如此设计主要是为了保证在对于螺母拧紧的时候，双手可以有充足的空间。并对拉杆利用夹片式锚具传递力，通过联接螺母的存在对PC钢棒产生拉力。最后，当千斤顶已经处于张拉到设计的张拉力情况下，通过支撑小凳与梯形轨枕形成的空间，在轨枕外的侧面将锚固螺母拧紧，这样就能够使得梯形轨枕产生相应的横向张拉力。

使用方法与所有的操作流程：一是在PC钢棒上将锚固螺母拧紧之后套上套管；二是拉杆在穿过千斤顶、支撑小凳之后连接拉杆和联接螺母；三是将PC钢棒与联接螺母的另一端进行连接，从而使拉杆与PC钢棒成为一体。通常联接螺母的长度大约为60mm，在对于PC钢棒和拉杆进行连接时，同时对两端拧入30mm，这样做的目的主要是为了使得联接螺母的受力保持最佳状态；四是将拉杆锁紧，打开油泵的液压阀，开始张拉千斤顶；五是当已经张拉到设计张拉力时，拧紧锚固螺母，并将pc钢棒锁紧；六是对于油泵泄压，然后将联接螺母与拉杆拧紧，最后结束张拉[2]。

本装置能够满足梯形轨枕横向张拉的工艺要求，并且其操作过程十分的简单。对于经济成本上也可以节省一大笔的成本费用，并且在操作的时候，既方便又节约时间，所以，对于经济效益方面以及社会效益上有很好的作用。

4 结束语

综上所述，桥梁工程中的梯形轨枕横向预应力及解决了在项目施工过程中的部分问题，还创造经济效益，减少了成本费用。