一种高强度预应力体系

1.一种高强度预应力体系，其特征在于：包括预应力钢绞线(1)、第一多级承载锚垫板(2)、第二多级承载锚垫板(3)、第一锚板(4)、第二锚板(5)、第一夹片(6)、第二夹片(7)、第一螺旋筋(8)和第二螺旋筋(9)，所述第一多级承载锚垫板(2)、所述第一螺旋筋(8)、所述第一锚板(4)和所述第一夹片(6)锚固所述预应力钢绞线(1)一端，所述第二多级承载锚垫板(3)、所述第二螺旋筋(9)、所述第二锚板(5)和所述第二夹片(7)锚固所述预应力钢绞线(1)的另一端，所述第一螺旋筋(8)同轴设置于所述第一多级承载锚垫板(2)外周，所述第二螺旋筋(9)同轴设置于所述第二多级承载锚垫板(3)外周；所述第一多级承载锚垫板(2)包括第一承载板(21)和第一筒体(22)，所述第一承载板(21)设置于所述第一筒体(22)外周，所述第一承载板(21)截面直径大于所述第一筒体(22)与所述第一承载板(21)接触位置直径，所述第一筒体(22)包括第一上传力筒(221)和第一下传力筒(222)，所述第一上传力筒(221)和所述第一下传力筒(222)同轴轴相连接，所述第一上传力筒(221)外径大于所述第一下传力筒(222)外径，所述第一上传力筒(221)内径大于所述第一下传力筒(222)内径；所述第一承载板(21)包括第一上承载板(211)、第一中承载板(212)和第一下承载板(213)，所述第一上承载板(211)设置于所述第一上传力筒(221)自由端外周，所述第一中承载板(212)设置于所述第一上传力筒(221)和所述第一下传力筒(222)连接位置外周，所述第一下承载板(213)设置于所述第一下传力筒(222)自由端外周；所述第一上承载板(211)、所述第一中承载板(212)、所述第一下承载板(213)与所述第一筒体(22)同轴设置，所述第一上承载板(211)、所述第一中承载板(212)和所述第一下承载板(213)为带有通孔的板状结构，所述第一上承载板(211)通孔内径等于所述第一上传力筒(221)内径；所述第一中承载板(212)通孔内径等于所述第一下传力筒(222)内径，所述第一中承载板(212)外径大于所述第一上传力筒(221)外径；所述第一下承载板(213)内径等于所述第一下传力筒(222)内径；所述第二多级承载锚垫板(3)包括第二承载板(31)和第二筒体(32)，所述第二承载板(31)设置于所述第二筒体(32)外周，所述第二承载板(31)截面直径大于所述第二筒体(32)与所述第二承载板(31)接触位置直径，所述第二筒体(32)包括第二上传力筒(321)和第二下传力筒(322)，所述第二上传力筒(321)和所述第二下传力筒(322)同轴轴相连接，所述第二上传力筒(321)外径大于所述第二下传力筒(322)外径，所述第二上传力筒(321)内径大于所述第二下传力筒(322)内径；所述第二承载板(31)包括第二上承载板(311)、第二中承载板(312)和第二下承载板(313)，所述第二上承载板(311)设置于所述第二上传力筒(321)自由端外周，所述第二中承载板(312)设置于所述第二上传力筒(321)和所述第二下传力筒(322)连接位置外周，所述第二下承载板(313)设置于所述第二下传力筒(322)自由端外周；所述第二上承载板(311)、所述第二中承载板(312)、所述第二下承载板(313)与所述第二筒体(32)同轴设置，所述第二上承载板(311)、所述第二中承载板(312)和所述第二下承载板(313)为带有通孔的板状结构，所述第二上承载板(311)通孔内径等于所述第二上传力筒(321)内径；所述第二中承载板(312)通孔内径等于所述第二下传力筒(322)内径，所述第二中承载板(312)外径大于所述第二上传力筒(321)外径；所述第二下承载板(313)内径等于所述第二下传力筒(322)内径。 2.根据权利要求1所述的一种高强度预应力体系，其特征在于：所述预应力钢绞线(1)强度为以下的任意一种：1960MPa～2060MPa、2000MPa～2100MPa、2100MPa～2200MPa、2200MPa～2300MPa、2300MPa～2400MPa或2400MPa～2500MPa。 3.根据权利要求1所述的一种高强度预应力体系，其特征在于：所述第一夹片(6)设置在所述第一锚板(4)内部，所述第一多级承载锚垫板(2)设置于桥梁端部，所述第一锚板通过锚固所述预应力钢绞线(1)密贴所述第一多级承载锚垫板(2)；所述第一锚板包括第一锚板本体(41)和至少一个第一锥孔(42)，所述第一锚板本体(41)为饼状圆柱体，所述第一锥孔(42)贯穿所述圆柱体两端面且轴线与所述第一锚板本体(41)轴线平行；所述第一锥孔(42)包括第一外表面锥孔(421)和第一内表面锥孔(422)，所述第一外表面锥孔(421)和所述第一内表面锥孔(422)同轴设置且首位相接，所述第一外表面锥孔(421)用于安装所述第一夹片(6)。 4.根据权利要求1所述的一种高强度预应力体系，其特征在于：所述第二夹片(7)设置在所述第二锚板(5)内部，所述第二多级承载锚垫板(3)设置于桥梁端部，所述第二锚板(5)通过锚固所述预应力钢绞线(1)密贴所述第二多级承载锚垫板(3)；所述第二锚板(5)包括第二锚板本体(51)和至少一个第二锥孔(52)，所述第二锚板本体(51)为饼状圆柱体，所述第二锥孔(52)贯穿所述圆柱体两端面且轴线与所述第二锚板本体(51)轴线平行；所述第二锥孔(52)包括第二外表面锥孔(521)和第二内表面锥孔(522)，所述第二外表面锥孔(521)和所述第二内表面锥孔(522)同轴设置且首位相接，所述第二外表面锥孔(521)用于安装所述第二夹片(7)。 5.根据权利要求3所述的一种高强度预应力体系，其特征在于：所述第一夹片(6)包括第一夹片本体(61)和两大小相同的第一变形槽(62)，所述第一夹片本体(61)为两瓣轴向拼合成的中心设置有通孔的空心锥形结构，所述通孔与所述锥形同轴线，所述通孔最大直径小于等于所述锥形最小直径，两所述第一变形槽(62)分别对应设置于所述锥形两瓣的下底位置，所述第一变形槽(62)方向与所述锥形轴线平行，两所述第一变形槽(62)以所述轴线为对称轴对称设置；所述第一夹片本体(61)的小直径位置的通孔为由内向外扩大的第一锥形通孔；所述第一锥形通孔角度为0°～20°；所述第一锥形通孔内壁设置有螺牙；所述第一外表面锥孔(421)和第一内表面锥孔(422)连接位置直径相同，所述第一外表面锥孔(421)和第一内表面锥孔(422)连接处圆的直径为所述第一外表面锥孔(421)最小直径和第一内表面锥孔(422)最小直径；所述第一外表面锥孔(421)和所述第一夹片本体(61)之间的角度配合差为10′～50′；所述第一外表面锥孔(421)和第一内表面锥孔(422)之间设置有圆柱通孔，所述第一圆柱通孔直径与所述第一外表面锥孔(421)最小直径和第一内表面锥孔(422)最小直径相同；所述第一夹片本体(61)最大直径内侧的侧面上设置有第一夹片卡槽，所述第一夹片卡槽为圆心在所述第一轴线上的环状凹槽。 6.根据权利要求4所述的一种高强度预应力体系，其特征在于：所述第二夹片(7)包括第二夹片本体(71)和两大小相同的第二变形槽(72)，所述第二夹片本体(71)为两瓣轴向拼合成的中心设置有通孔的空心锥形结构，所述通孔与所述锥形同轴线，所述通孔最大直径小于等于所述锥形最小直径，两所述第二变形槽(72)对应设置于所述锥形两瓣的下底位置，所述第二变形槽(72)方向与所述锥形轴线平行，两所述第二变形槽(72)以所述轴线为对称轴对称设置，所述第二夹片本体(71)的小直径位置的通孔为由内向外扩大的第二锥形通孔；所述第二锥形通孔角度为0°～20°；所述第二锥形通孔内壁设置有螺牙；所述第二通孔内壁设置有螺牙；所述第二外表面锥孔(521)和第二内表面锥孔(522)连接位置直径相同，所述第二外表面锥孔(521)和第二内表面锥孔(522)连接处圆的直径为所述第二外表面锥孔(521)最小直径和第二内表面锥孔(522)最小直径；所述第二外表面锥孔(521)和所述第二夹片本体(71)之间的角度配合差为10′～50′；所述第二外表面锥孔(521)和第二内表面锥孔(522)之间设置有圆柱通孔，所述第二圆柱通孔直径与所述第二外表面锥孔(521)最小直径和第二内表面锥孔(522)最小直径相同；所述第二夹片本体(71)最大直径内侧的侧面上设置有第二夹片卡槽，所述第二夹片卡槽为圆心在所述第二轴线上的环状凹槽。 7.根据权利要求1所述的一种高强度预应力体系，其特征在于：所述第一多级承载锚垫板(2)和所述第二多级承载锚垫板(3)可采用钢板、钢管等组合形式成型如焊接、粘结；也可采用铸造形式成型，如离心铸造、芯模铸造，所述第一多级承载锚垫板(2)和所述第二多级承载锚垫板(3)可为铸钢、灰口铸铁、球墨铸铁。 8.根据权利要求1所述的一种高强度预应力体系，其特征在于：所述第一夹片(6)和所述第二夹片(7)小直径处内孔加工为由内向外扩大的锥型，所述第一锚板(4)对应所述第一夹片(6)小直径端位置设置有0°～20°的应力释放锥，所述第二锚板(5)对应所述第二夹片(7)小直径端位置设置有0°～20°的应力释放锥。 9.根据权利要求1所述的一种高强度预应力体系，其特征在于：所述预应力钢绞线(1)为由若干盘条制成的钢丝相互绞合而成，所述盘条牌号可以为YL82B、YL87Mn、YL87MnSi、YL92Si、YL95Si、YL87Mn-T、YL87MnSi-T、YL92Si-T、YL95Si-T；所述牌号YL82B的盘条，其化学成分按质量百分比包括C0.80％～0.85％、Si0.10％～0.30％、Mn0.60％～0.90％、P≤0.025％、S≤0.025％、Cr≤0.35％、Ni≤0.10％、Cu≤0.20％、V≤0.15％；所述牌号YL87Mn、YL87Mn-T的盘条，其化学成分按质量百分比包括C0.85％～0.90％、Si0.10％～0.60％、Mn0.30％～0.90％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr≤0.40％、Ni≤0.10％、Cu≤0.20％、V≤0.15％；所述牌号YL87MnSi、YL87MnSi-T的盘条，其化学成分按质量百分比包括C0.85％～0.90％、Si0.10％～1.20％、Mn0.30％～0.90％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr≤0.40％、Ni≤0.10％、Cu≤0.20％、V≤0.15％；所述牌号YL92Si、YL92Si-T的盘条，其化学成分按质量百分比包括C0.90％～0.95％、Si0.10％～1.20％、Mn0.30％～0.90％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr≤0.40％、Ni≤0.10％、Cu≤0.20％、V≤0.15％；所述牌号YL95Si、YL95Si-T的盘条，其化学成分按质量百分比包括C0.93％～1.00％、Si0.10％～1.50％、Mn0.30％～0.90％、P≤0.020％、S≤0.020％、Cr≤0.40％、Ni≤0.10％、Cu≤0.20％、V≤0.15％；所述牌号为YL87Mn-T、YL87MnSi-T、YL92Si-T和YL95Si-T的盘条为索氏体热处理的盘条；所述牌号为YL82B、YL87Mn、YL87MnSi、YL92Si、YL95Si的盘条为热轧风冷盘条或热轧水浴盘条，所述牌号为YL87Mn-T、YL87MnSi-T、YL92Si-T、YL95Si-T的盘条为热轧热处理盘条；所述牌号为YL82B的盘条抗拉强度为1150～1270Mpa、截面收缩率≥28％；所述牌号为YL87Mn的盘条抗拉强度为：1220～1340Mpa、截面收缩率≥25％；所述牌号为YL87MnSi的盘条抗拉强度为：1310～1430Mpa、截面收缩率≥25％；所述牌号为YL92Si的盘条抗拉强度为：1345～1465Mpa、截面收缩率≥20％；所述牌号为YL95Si抗拉强度为1385～1505Mpa、截面收缩率≥20％；所述牌号为YL87Mn-T的盘条抗拉强度为：1280～1400Mpa、截面收缩率≥30％；所述牌号为YL87MnSi-T的盘条抗拉强度为：1380～1500、截面收缩率≥30％；所述牌号YL92Si-T的盘条1470～1590Mpa、截面收缩率≥25％；所述牌号为YL95Si-T的盘条抗拉强度为：1520～1640Mpa、截面收缩率≥25％；所述牌号为YL82B、YL87Mn、YL87MnSi、YL92Si和YL95Si的盘条索氏体含量≥87％，所述牌号为YL87Mn-T、YL87MnSi-T、YL92Si-T和YL95Si-T的盘条索氏体含量≥90％；所述牌号为YL82B、YL87Mn、YL87MnSi、YL92Si的盘条网状渗碳体≤2.0级，横向中心马氏体≤2.0级，纵向中心马氏体≤2.0级；所述牌号为YL87Mn-T、YL87MnSi-T和YL92Si-T的盘条网状渗碳体≤2.0级，横向中心马氏体≤1.0级，纵向中心马氏体≤1.0级；所述牌号为YL82B、YL87Mn、YL87MnSi、YL92Si、YL95Si、YL87Mn-T、YL87MnSi-T、YL92Si-T和YL95Si-T的盘条A类细系夹杂物≤2.0级，A类粗系夹杂物≤1.5级，B类细系夹杂物≤2.0级，B类粗系夹杂物≤1.5级，C类细系夹杂物≤2.0级，C类粗系夹杂物≤1.5级，D类细系夹杂物≤1.5级，D类粗系夹杂物≤1.0级，Ds类≤1.5级。 10.根据权利要求2所述的一种高强度预应力体系，其特征在于：所述第一锚板(4)和所述第二锚板(5)适应2000MPa级及以下所述预应力钢绞线(1)时，所用的原材料强度及韧性性能指标不应低于GB/T 699中45号钢的要求；所述第一锚板(4)和第二锚板(5)适应2100MPa级及以上所述预应力钢绞线(1)时，所用的原材料强度及韧性性能指标不应低于GB/T 3077中40Cr号钢的要求；所述第一锚板(4)和所述第二锚板(5)适应2000MPa级及以下所述预应力钢绞线(1)时，进行淬火加高温回火，所述第一锚板(4)和所述第二锚板(5)表面硬度为20HRC～30HRC，质量裁定时225HB～286HB；所述第一夹片(6)和所述第二夹片(7)适应2000MPa级及以下所述预应力钢绞线(1)时，进行化学热处理，表面硬度为79HRA～83HRA。所述第一锚板(4)和所述第二锚板(5)适应2100MPa级及以上所述预应力钢绞线(1)时，进行淬火加高温回火，其表面硬度为26HRC～36HRC，质量裁定时257HB～336HB；所述第一夹片(6)和所述第二夹片(7)应进行化学热处理，表面硬度应为81HRA～85HRA； 11.根据权利要求1所述的一种高强度预应力体系，其特征在于：所述预应力钢绞线(1)可采用工厂预制成品束、现场整束穿束安装；或现场编制成束、整束穿束安装；或分丝穿束安装等模式。