阅读说明：本技术 一种自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置 (Self-locking anchoring shape memory alloy prestress reinforcing device ) 是由 邓军 黄海帆 李俊辉 谢燕 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置,包括钢梁、承拉板、单程形状记忆合金薄板、上楔块、下楔块和侧板,单程形状记忆合金薄板沿承拉板的长度方向绕接在承拉板上,承拉板设于钢梁的底面上；承拉板的侧面上均连接有下楔块,侧板可滑动套设于钢梁的底部侧面上,下楔块与开口的下内侧面可滑动连接,上楔块与开口的上内侧面可滑动连接。本发明通过单程形状记忆合金的变形力作为动力,即可实现对钢梁的预应力施加,无需对钢梁做任何加工而不会对钢梁的承载力产生影响,并且通过楔块与楔块之间位移上的相互限制,实现自行锚固,无需使用螺栓作为锚固件,具有结构简单、施工方便和效率高的有益效果。(The invention discloses a self-locking anchoring shape memory alloy prestress reinforcing device, which comprises a steel beam, a bearing plate, a one-way shape memory alloy thin plate, an upper wedge block, a lower wedge block and a side plate, wherein the one-way shape memory alloy thin plate is wound on the bearing plate along the length direction of the bearing plate, and the bearing plate is arranged on the bottom surface of the steel beam; the side surfaces of the tension bearing plates are connected with lower wedge blocks, the side plates are slidably sleeved on the side surfaces of the bottoms of the steel beams, the lower wedge blocks are slidably connected with the lower inner side surfaces of the openings, and the upper wedge blocks are slidably connected with the upper inner side surfaces of the openings. The invention can realize the prestress application to the steel beam by taking the deformation force of the one-way shape memory alloy as the power, does not need to process the steel beam and does not influence the bearing capacity of the steel beam, realizes the self-anchoring by the mutual limitation of the displacement between the wedge block and the wedge block, does not need to use a bolt as an anchoring part, and has the advantages of simple structure, convenient construction and high efficiency.)

一种自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置

技术领域

本发明涉及一种加固装置，尤其是指一种自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置。

背景技术

常用的钢梁预应力加固方式为体外预应力加固法，体外预应力加固法通过将可用于预应力加固的其它材料锚固在钢梁上，通过对该材料施加预应力来对钢梁进行预应力加固。该方法需要在钢梁上开孔，并通过螺栓或其它锚固件来将其它材料锚固在钢梁上。由于需要在材料上开孔，该方式会对钢梁造成一定程度的破坏，导致钢梁的截面发生变化，进而容易导致应力集中，降低钢梁自身的承载力，并且施加工序繁多，安装复杂。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种结构简单、施工方便和效率高的自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置。该加固装置通过单程形状记忆合金的变形力作为动力，即可实现对钢梁的预应力施加，无需对钢梁做任何加工而不会对钢梁的承载力产生影响，并且通过楔块与楔块之间位移上的相互限制，实现自行锚固，无需使用螺栓作为锚固件。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置，包括钢梁、承拉板、单程形状记忆合金薄板、上楔块、下楔块和侧板，单程形状记忆合金薄板沿承拉板的长度方向绕接在承拉板上，且所述承拉板设于钢梁的底面上；所述承拉板的宽度方向的侧面上均连接有下楔块，所述侧板通过开口可滑动套设于钢梁的底部侧面上，所述下楔块与开口的下内侧面可滑动连接，所述上楔块与开口的上内侧面可滑动连接；在给单程形状记忆合金薄板加热到马氏体逆相变后，单程形状记忆合金薄板发生形变伸长可缩短而带动承拉板向前运动，承拉板带动下楔块向前运动，下楔块推动侧板向前运动，侧板向上楔块滑动而与上楔块的楔形面相顶压，形成增力锁紧结构。

作为一种优选的方案，所述下楔块上开有“L”型凹槽，所述承拉板的宽度方向的侧面上设有与“L”型连接块，所述“L”型连接块套设于“L”型凹槽内而将承拉板连接到下楔块上。

作为一种优选的方案，所述下楔块的楔形面上开有等深度的第一滑槽，所述开口的下内侧面设有第一凸起，所述第一凸起可滑动套设于第一滑槽内而将下楔块与侧板连接在一起。

作为一种优选的方案，所述上楔块的楔形面上开有等深度的第二滑槽，所述开口的上内侧面设有第二凸起，所述第二凸起可滑动套设于第二滑槽内而将上楔块与侧板连接在一起。

作为一种优选的方案，所述单程形状记忆合金薄板绕接在承拉板上的圈数不小于1.5圈。

作为一种优选的方案，所述第一凸起的上表面为与下楔块的楔形面相平行的倾斜面。

作为一种优选的方案，所述第二凸起的底面为与上楔块的楔形面相平行的倾斜面。

作为一种优选的方案，所述下楔块和上楔块的楔形面与水平面之间的夹角为2至8度。

作为一种优选的方案，所述单程形状记忆合金薄板采用Ni-Ti基单程形状记忆合金。

作为一种优选的方案，所述钢梁为工字钢。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明在将单程形状记忆合金薄板绕接到承拉板之前，对单程形状记忆合金薄板进行预拉，使其产生足够的变形，然后将承拉板通过下楔块连接到侧板的开口的下内侧面，再将侧板套设到钢梁的底部，并将上楔块安装于侧板的开口的上内侧面上，此时整个装置处于松散状态，使用热源对单程形状记忆合金进行加热。单程形状记忆合金薄板被加热到马氏体逆相变温度时，开始恢复到拉伸之前的状态，单程形状记忆合金薄板发生变形缩短而带动承拉板向前运动，承拉板带动下楔块向前运动，下楔块推动侧板向前运动，侧板向上楔块滑动而与上楔块的楔形面相顶压，从而将整个装置由原来的松散状态变为紧密连接状态，完成单程形状记忆合金薄板的自行锚固。本发明通过单程形状记忆合金的变形力作为动力，即可实现对钢梁的预应力施加，无需对钢梁做任何加工而不会对钢梁的承载力产生影响，并且通过楔块与楔块之间位移上的相互限制，实现自行锚固，无需使用螺栓作为锚固件，具有结构简单、施工方便和效率高的优点。

2、本发明在承拉板带动下楔块向前运动时，下楔块的第一滑槽顶压第一凸起而推动侧板向前运动，形成增力推动结构，然后侧板向上楔块滑动而使第二凸起与上楔块的第二滑槽相顶压，形成增力锁紧结构，从而将整个装置由原来的松散状态变为紧密连接状态，完成单程形状记忆合金薄板的自行锚固。该结构巧妙地将下楔块通过楔形增力结构驱动侧板运动，提高了下楔块驱动侧板运动的稳定性和可靠性，并且侧板通过增力锁紧结构压紧在上楔块上，提高了侧板与上楔块的连接紧固性，从而实现整个装置的自行锚固，无需使用螺栓作为锚固件，具有结构简单、施工方便和效率高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置的主视图；

图2是本发明自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置的结构示意图；

图3是本发明自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置的单程形状记忆合金薄板绕接在承拉板上的侧视图；

图4是本发明自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置的上楔块的结构示意图；

图5是本发明自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置的下楔块的结构示意图；

图6是图5的后视图；

图7是本发明自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置的侧板的结构示意图；

图8是本发明自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置的承拉板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照图1至图8，本实施例涉及自锁式锚固形状记忆合金预应力加固装置，包括钢梁1、承拉板2、单程形状记忆合金薄板3、上楔块4、下楔块5和侧板6，单程形状记忆合金薄板3沿承拉板2的长度方向绕接在承拉板2上，且所述承拉板2设于钢梁1的底面上；所述承拉板2的宽度方向的侧面上均连接有下楔块5，所述侧板6通过开口61可滑动套设于钢梁1的底部侧面上，所述下楔块5与开口61的下内侧面可滑动连接，所述上楔块4与开口61的上内侧面可滑动连接；在给单程形状记忆合金薄板3加热到马氏体逆相变后，单程形状记忆合金薄板3发生形变伸长可缩短而带动承拉板2向前运动，承拉板2带动下楔块5向前运动，下楔块5推动侧板6向前运动，侧板6向上楔块4滑动而与上楔块4的楔形面相顶压，形成增力锁紧结构。所述钢梁1为工字钢。

在将单程形状记忆合金薄板3绕接到承拉板之前，对单程形状记忆合金薄板3进行预拉，使其产生足够的变形，然后将承拉板2通过下楔块5连接到侧板6的开口61的下内侧面，再将侧板6套设到钢梁1的底部，并将上楔块4安装于侧板6的开口61的上内侧面上，此时整个装置处于松散状态，使用热源对单程形状记忆合金进行加热。单程形状记忆合金薄板3被加热到马氏体逆相变温度时，开始恢复到拉伸之前的状态，单程形状记忆合金薄板3发生变形缩短而带动承拉板2向前运动，承拉板2带动下楔块5向前运动，下楔块5推动侧板6向前运动，侧板6向上楔块4滑动而与上楔块4的楔形面相顶压，从而将整个装置由原来的松散状态变为紧密连接状态，完成单程形状记忆合金薄板3的自行锚固。本发明通过单程形状记忆合金的变形力作为动力，即可实现对钢梁1的预应力施加，无需对钢梁1做任何加工而不会对钢梁1的承载力产生影响，并且通过楔块与楔块之间位移上的相互限制，实现自行锚固，无需使用螺栓作为锚固件，具有结构简单、施工方便和效率高的优点。

如图5至图8所示，所述下楔块5上开有“L”型凹槽51，所述承拉板2的宽度方向的侧面上设有与“L”型连接块21，所述“L”型连接块21套设于“L”型凹槽51内而将承拉板2连接到下楔块5上。“L”型连接块21与“L”型凹槽51之间配合连接。通过采用“L”型连接块21套设于“L”型凹槽51的连接结构，可以将承拉板2快速连接到下楔块5，实现两者的快速固定连接，安装简单、方便和便捷。

所述下楔块5的楔形面52上开有等深度的第一滑槽53，所述开口61的下内侧面设有第一凸起611，所述第一凸起611可滑动套设于第一滑槽53内而将下楔块5与侧板6连接在一起。由于第一滑槽53各处的深度相等，所述第一滑槽53也为倾斜结构。在承拉板2带动下楔块5向前运动时，下楔块5的第一滑槽53顶压第一凸起611而推动侧板6向前运动，从而形成增力推动结构，巧妙地将下楔块5通过楔形增力结构驱动侧板6运动，提高了下楔块5驱动侧板6运动的稳定性和可靠性。

如图1、图4和图7所示，所述上楔块4的楔形面41上开有等深度的第二滑槽42，所述开口61的上内侧面设有第二凸起612，所述第二凸起612可滑动套设于第二滑槽42内而将上楔块4与侧板6连接在一起。由于第二滑槽42各处的深度相等，所述第二滑槽42也为倾斜结构。在承拉板2带动下楔块5向前运动时，下楔块5的第一滑槽53顶压第一凸起611而推动侧板6向前运动，形成增力推动结构，然后侧板6向上楔块4滑动而使第二凸起612与上楔块4的第二滑槽42相顶压，形成增力锁紧结构，从而将整个装置由原来的松散状态变为紧密连接状态，完成单程形状记忆合金薄板3的自行锚固。该结构巧妙地将下楔块5通过楔形增力结构驱动侧板6运动，提高了下楔块5驱动侧板6运动的稳定性和可靠性，并且侧板6通过增力锁紧结构压紧在上楔块4上，提高了侧板6与上楔块4的连接紧固性，从而实现整个装置的自行锚固，无需使用螺栓作为锚固件，具有结构简单、施工方便和效率高的优点。

如图3和图8所示，所述单程形状记忆合金薄板3绕接在承拉板2上的圈数不小于1.5圈。

所述第一凸起611的上表面为与下楔块5的楔形面相平行的倾斜面613。通过将第一凸起611与第一滑槽53之间的接触设计为面接触，可以提高两者连接的稳定性和紧固性。

所述第二凸起612的底面为与上楔块4的楔形面相平行的倾斜面614。通过将第二凸起612与第二滑槽42之间的接触设计为面接触，可以提高两者连接的稳定性和紧固性。

所述下楔块5和上楔块4的楔形面与水平面之间的夹角为2至15度，作为最优的，该夹角设计2至8度。

所述单程形状记忆合金薄板3采用Ni-Ti基单程形状记忆合金。单程形状记忆合金薄板3的宽度为50～100mm，厚度为1～2mm。

本发明的加固装置采用Q235钢或Q345钢。

本发明的工作原理：

如图1至图8所示，在将单程形状记忆合金薄板3绕接到承拉板之前，对单程形状记忆合金薄板3进行预拉，使其产生足够的变形，然后将承拉板2通过下楔块5连接到侧板6的开口61的下内侧面，再将侧板6套设到钢梁1的底部，并将上楔块4安装于侧板6的开口61的上内侧面上，此时整个装置处于松散状态，使用热源对单程形状记忆合金进行加热。单程形状记忆合金薄板3被加热到马氏体逆相变温度时，开始恢复到拉伸之前的状态，单程形状记忆合金薄板3发生变形缩短而带动承拉板2向前运动，承拉板2带动下楔块5向前运动，下楔块5的第一滑槽53顶压侧板6的第一凸起611而推动侧板6向前运动，进而侧板6向上楔块4滑动而使第二凸起与上楔块4的第二滑槽42相顶压，从而将整个装置由原来的松散状态变为紧密连接状态，完成单程形状记忆合金薄板3的自行锚固。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。