CN102296605A - 锚索预应力荷载补偿或卸荷的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种锚索预应力荷载补偿或卸荷的装置及方法，对于锚索外露段钢绞线长度满足张拉长度的锚固工程，该装置包括：限位板、小型千斤顶以及支撑筒，对于锚索外露段钢绞线长度不满足张拉长度的锚固工程，锚索预应力荷载补偿或卸荷装置还包括一锚索接长装置。锚索预应力荷载补偿或卸荷方法包括：安装锚索预应力荷载补偿或卸荷装置，安装张拉千斤顶及工具锚，置入张拉工具锚夹片索紧外接钢绞线；开动张拉千斤顶油泵施加荷载，直至拉动工作锚并使工作锚夹片松动，继续施加荷载或卸荷到指定荷载值，然后开动小型千斤顶加荷顶回限位板，夹片重新索定钢绞线，然后卸荷，完成锚索应力补尝或减荷，从而可靠地保证锚索预应力的荷载补偿或卸荷效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种锚固工程中的锚索预应力荷载补偿或卸荷的装置及方法。
背景技术
预应力锚索(杆)加固工程在大坝加固、滑坡治理、高陡边坡加固、地下洞室加固、深基坑加固等岩土工程(一般统称为锚固工程)中得到大量应用。这些锚固工程由于采用预应力锚索技术，可以在需加固结构物的施工过程中，以及在交付使用前，预先对需加固工程施加较大的预应力，使得被加固的结构物保持稳定。而锚索能否提供长期、稳定的预应力将直接决定锚固岩土体效果的好坏以及结构物的长期稳定安全。
然而大量的工程实践和理论分析证明，除了施工质量水平等因素影响锚索预应力大小及锚固性能外，随着时间的推移，锚索预应力的大小由于众多的因素发生改变。例如由于长期高应力状态下岩土体、钢绞线本身的蠕变、徐变作用下，锚索的预应力将产生损失；而岩土体的变形滑移可能导致锚索荷载的增加，而不论锚索荷载的损失还是荷载的增加，都将对预应力锚索加固的工程造成极大安全隐患。加之锚索工程为隐蔽工程，破坏之前外部没有明显的征兆，属突发型破坏。而采用预应力锚索加固的工程一般多为安全性要求较高的工程，如大坝、大型滑坡、高陡边坡、地下洞室、矿山巷道、深基坑等等，这些工程一旦发生突发破坏，将对人民的财产安全造成不可估量的巨大。
目前，针对锚固工程锚索预应力进行定期的检测和评估，已是一项比较成熟的技术，然而针对锚索预应力荷载补偿或卸荷的装置及技术，尚存在市场空缺，即便有少数装置或方法能实现对锚索预应力的荷载补偿或卸荷，其效果也不够理想，如：本申请人于2007年7月10日申请的发明名称为：用于既有锚固工程质量检测的装置及方法中提到的检测装置也可用于锚索预应力的补偿张拉，但该装置中的锚具限位板是用螺栓固定于锚墩上的，而螺栓的锁固力很弱，可靠性低，容易从锚墩上松脱，有待进一步改进。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是，提供一种可靠性高，预应力荷载补偿或卸荷效果好的锚索预应力荷载补偿或卸荷装置。
本发明要解决的第二个技术问题是，提供一种可靠性高，预应力荷载补偿或卸荷效果好的锚索预应力荷载补偿或卸荷方法。
对于锚索外露段钢绞线长度能够满足张拉所需长度的锚固工程，本发明提供一种锚索预应力荷载补偿或卸荷的装置，包括：
限位板，其上设置有刚好供锚索外露段钢绞线穿过的限位孔；
小型千斤顶，其穿过外露段的钢绞线并抵靠在限位板上；
支撑筒，其套设在限位板和小型千斤顶的外部，且顶部设置有供钢绞线穿过的穿孔。
对于锚索外露段钢绞线长度不能满足张拉所需长度的锚固工程，上述锚索预应力荷载补偿或卸荷的装置还包括一用于将钢绞线接长的锚索接长装置，所述锚索接长装置包括：
第一工具锚，呈圆柱板状，其外缘设置有外螺纹；沿轴向设置有匹配安装钢绞线的锚孔，该锚孔为朝既有工作锚方向渐缩锥度的锥形孔，该锥形孔中还匹配设置有限位夹片；
第二工具锚，呈圆柱板状，其外缘设置有外螺纹；沿轴向设置有匹配安装需接长的外接钢绞线的锚孔，该锚孔为朝既有工作锚相反方向渐缩锥度的锥形孔，该锥形孔中还匹配设置有限位夹片；该第二工具锚靠近该第一工具锚的一面设置有对该限位夹片进行限位的夹片限位板，该夹片限位板中设置有刚好允许外接钢绞线穿过的圆孔；
连接套筒，为内径与该第一工具锚及该第二工具锚外径相同的中空圆柱体，该连接套筒内壁匹配设置有与该第一工具锚及该第二工具锚外设置的外螺纹对应的内螺纹，该连接套筒匹配套设于该第一工具锚及该第二工具锚的外侧。
本发明还提供一种锚索预应力荷载补偿或卸荷的方法，对于锚索外露段钢绞线长度能够满足张拉所需长度的锚固工程，该方法包括：
步骤a：安装锚索预应力荷载补偿或卸荷装置：将限位板穿过锚索外露段钢绞线，安装小型千斤顶，使小型千斤顶的活塞抵靠限位板，然后将支撑筒套装在小型千斤顶以及限位板的外面，使支撑筒的底部支撑在锚墩上，使钢绞线从支撑筒的顶部伸出；
步骤b：安装张拉千斤顶：将支撑筒的顶端作为反力平台，在该支撑筒的顶端安装张拉千斤顶，使钢绞线穿过张拉千斤顶，并在张拉千斤顶活塞顶部安装张拉工具锚，置入张拉工具锚夹片索紧钢绞线；
步骤c：进行锚索预应力荷载补偿或卸荷：将小型千斤顶和张拉千斤顶分别与各自的油泵连接，然后启动张拉千斤顶施加荷载，直至拉动工作锚夹片松动，再分级加载或卸载到指定荷载值，开动小型千斤顶加荷顶回限位板，使夹片重新锁定钢绞线，然后卸荷，完成锚索预应力荷载补偿或卸荷。
对于锚索外露段钢绞线长度不能满足张拉所需长度的锚固工程，所述步骤a还进一步包括安装锚索接长装置的步骤，安装锚索接长装置的步骤具体包括：
步骤a1：安装第一工具锚，将锚索外露段钢绞线穿入第一工具锚的锚孔中，在第一工具锚的锚孔中置入限位夹片；
步骤a2：将所述连接套筒套装在所述第一工具锚外，并旋转紧固；
步骤a3：将接长用的外接钢绞线插入第二工具锚的锚孔中，并在第二工具锚的锚孔中置入限位夹片，然后在第二工具锚的靠近所述第一工具锚的一面安装夹片限位板即完成第二工具锚系统的安装，再将安装好的该第二工具锚系统通过螺纹旋入所述连接套筒内。
本发明具有以下有益效果，本发明的锚索预应力荷载补偿或卸荷装置填补了现有技术中针对锚索预应力荷载补偿或卸荷的空白，其通过一小型千斤顶来抵住安装在工作锚上的限位板，从而限制工作锚夹片移动，保证了锚索预应力荷载补偿或卸荷的效果。
附图说明
图1是锚索预应力荷载补偿或卸荷装置第一实施例的结构示意图。
图2是锚索预应力荷载补偿或卸荷装置的第二实施例的结构示意图。
图3是锚索接长装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
对于施工中预应力施加不到位的锚固工程，在验收时，由于锚索外露段的钢绞线未被剪断，所以其长度能够满足张拉所需长度，其采用如下锚索预应力荷载补偿或卸荷装置。
如图1所示，本实施例锚索预应力荷载补偿或卸荷装置包括：限位板2、小型千斤顶3以及支撑筒5。
限位板2安装在既有锚固工程的工作锚12上，其上设置有刚好供锚索外露段的钢绞线14穿过的限位孔21，锚索张拉时，钢绞线14可从限位孔21中穿过而伸长，工作锚12上的夹片13由于被限位板2挡止而留在工作锚12的锚孔内。
小型千斤顶3安装在限位板2的上方，其具有供锚索外露段钢绞线14穿过的穿心孔(未图示)，锚索张拉时，该小型千斤顶3与一油泵相连，由油泵驱动将千斤顶3的活塞挤压在限位板2上，以限制限位板2移动，防止工作锚夹片13位移而影响锚索重新荷载补偿或卸荷荷载。
支撑筒5套设在限位板2以及小型千斤顶3的外部，支撑筒5的顶部设置有供锚索外露段钢绞线424穿过的穿孔。
本实施例的锚索预应力荷载补偿或卸荷的方法包括如下步骤：
步骤a：安装锚索预应力荷载补偿或卸荷装置：将限位板12穿过锚索外露段钢绞线14，安装小型千斤顶3，使小型千斤顶3的活塞抵靠限位板12；然后将支撑筒5套装在小型千斤顶3以及限位板2的外面，使支撑筒5的底部支撑在锚墩11上，使锚索外露段钢绞线14从支撑筒5的顶部伸出。
步骤b：安装张拉千斤顶(未图示)，将支撑筒5的顶端作为反力平台，再在该支撑筒5的顶端安装张拉千斤顶，使锚索外露段钢绞线14穿过张拉千斤顶，并在张拉千斤顶活塞顶部安装张拉工具锚(未图示)，置入张拉工具锚夹片索紧锚索外露段钢绞线14。
步骤c：将小型千斤顶和张拉千斤顶分别与各自的油泵连接，然后启动张拉千斤顶施加荷载，直至拉动工作锚夹片，再分级施加荷载或卸荷载到指定荷载值后，开动小型千斤顶加荷顶回限位板，使夹片重新索定钢绞线，然后卸荷，完成锚索预应力荷载补偿或卸荷。
实施例2
由于大部分的锚固工程在完工并验收合格后，外露于工作锚外用于检测用钢绞线大多都被剪断，而无法实施后续的荷载荷载补偿或卸荷工序，其需要借助一锚索接长装置来接长钢绞线使其满足张拉所需长度。
结合参阅图2、图3，该锚索接长装置4包括：第一工具锚41、第二工具锚42及连接套筒43。
第一工具锚41为大小、形状与既有锚固工程中的工作锚12的形状大小基本相同的圆柱板，用来对接既有锚固工程中工作锚12外残留的外露部分钢绞线14，因此，该第一工具锚41的厚度略小于既有锚固工程锚墩11外残留的外露部分钢绞线14的长度。该第一工具锚41中匹配开设有允许残留的钢绞线14穿过的锥形锚孔412，锥形锚孔412为朝既有锚固工程工作锚12方向渐缩锥度的锥形孔，在实际操作中该锥形孔412是大口向上，小口向下，当残留的外露部分钢绞线14插入锥形锚孔412中后，再在锥形锚孔412中放入与锚孔412匹配的限位夹片413夹紧外露部分钢绞线14。限位夹片213的结构与现有锚固工程中工作锚12中所用的夹片13结构相同，其为与锥形锚孔匹配的锥形板，每个锚孔用两块锥形夹片效果最为理想。此外，在该第一工具锚41的外缘还加工有用于连接上述连接套筒43的外螺纹411。
第二工具锚42为大小、形状与既有锚固工程1中的工作锚12的形状大小基本相同的圆柱板，用来连接需增长的外接钢绞线424，第二工具锚42的外径与第一工具锚41的外径相同，在其外缘同样设有螺纹结构421，在其内部设有锥形孔422，锥形孔422为朝既有工作锚12相反方向渐缩锥度的锥形孔，在实际操作过程是大口向下，小口向上。外接的增长连接钢绞线424一般长100cm左右，当外接钢绞线424插入锥形锚孔422中后，再在锚孔422中放入与锚孔422匹配的限位夹片423夹紧外接钢绞线424。第二工具锚42对应其锚孔422大口径的一面安装有用于对该限位夹片423进行限位的夹片限位板425，夹片限位板425呈圆板状，其上开设有刚好允许外接钢绞线424穿过的圆孔4251。
连接套筒43为中空的圆柱体，该连接套筒43内壁匹配设置有与该第一工具锚41及第二工具锚42对应的螺纹接口431，该连接套筒43的内径与第一工具锚41及第二工具锚42的外径相同，使用时直接将该连接套筒22对正旋入第一工具锚41中，然后将装有外接钢绞线424的第二工具锚42再旋入其中即可，因此连接套筒43对第一工具锚41及第二工具锚42而言起到了承上启下的作用。
下面结合附图详细说明本实施例锚索预应力荷载补偿或卸荷装置的结构，参阅图2，本实施例锚索预应力荷载补偿或卸荷装置包括：限位板2、小型千斤顶3、锚索接长装置4以及支撑筒5。
限位板2安装在既有锚固工程的工作锚12上，其上设置有刚好供锚索外露段的钢绞线14穿过的限位孔21，锚索张拉时，钢绞线14可从限位孔21中穿过而伸长，工作锚12上的夹片13由于被限位板2挡止而留在工作锚12的锚孔内。
小型千斤顶3安装在限位板2的上方，其具有供锚索外露段钢绞线14穿过的穿心孔(未图示)，锚索张拉时，该小型千斤顶3与油泵相连，由油泵驱动将千斤顶3的活塞挤压在限位板2上，以限制限位板2移动，防止工作锚夹片13位移而影响锚索重新补偿荷载或卸荷。
锚索接长装置4用于将锚索外露段的钢绞线14接长，支撑筒5套设在限位板2、小型千斤顶3以及锚索接长装置4的外部，支撑筒5的顶部设置有穿孔，锚索接长装置4的外接钢绞线424穿过该穿孔，以供张拉千斤顶张拉使用。
本实施例锚索预应力荷载补偿或卸荷的方法包括如下步骤：
步骤a：安装锚索预应力荷载补偿或卸荷装置：将限位板12穿过锚索外露段钢绞线14，安装小型千斤顶3，使小型千斤顶3的活塞抵靠限位板12；安装第一工具锚41，将锚索外露段钢绞线14穿入第一工具锚41的锚孔412中，在第一工具锚41的锚孔412中置入限位夹片413；然后将连接套筒43套装在第一工具锚41外，并旋转紧固；再将接长用的外接钢绞线424插入第二工具锚42的锚孔422中，并在第二工具锚42的锚孔422中置入限位夹片423，然后在第二工具锚42的靠近第一工具锚41的一面安装夹片限位板425，即完成第二工具锚系统的安装，再将安装好的该第二工具锚系统通过螺纹旋入连接套筒43内；最后将支撑筒5套装在锚索接长装置4、小型千斤顶3以及限位板2的外面，使支撑筒5的底部支撑在锚墩11上，使锚索接长装置4的外接钢绞线424从支撑筒的顶部伸出。
步骤b：安装张拉千斤顶(未图示)，将支撑筒5的顶端作为反力平台，再在该支撑筒5的顶端安装张拉千斤顶，使锚索接长装置4的外接钢绞线424穿过张拉千斤顶，并在张拉千斤顶活塞顶部安装张拉工具锚(未图示)，置入张拉工具锚夹片索紧外接钢绞线424。
步骤c：将小型千斤顶和张拉千斤顶分别与各自的油泵连接，然后启动张拉千斤顶施加荷载，直至拉动工作锚夹片，再分级施加荷载或卸荷载到指定荷载值后，开动小型千斤顶加荷顶回限位板，使夹片重新索定钢绞线，然后卸荷，完成锚索预应力荷载补偿或卸荷。
综上所述，本发明的锚索预应力荷载补偿或卸荷装置通过一小型千斤顶来抵住限位板，限制工作锚夹片移动，从而可靠地保证锚索预应力荷载补偿或卸荷的效果。
然而，以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种锚索预应力荷载补偿或卸荷的装置，其特征在于，包括：
限位板，其上设置有刚好供锚索外露段钢绞线穿过的限位孔；
小型千斤顶，其穿过外露段的钢绞线并抵靠在限位板上；
支撑筒，其套设在限位板和小型千斤顶的外部，且顶部设置有供钢绞线穿过的穿孔。
2.根据权利要求1所述的锚索预应力荷载补偿或卸荷的装置，其特征在于，还包括一用于将钢绞线接长的锚索接长装置。
3.根据权利要求1所述的锚索预应力荷载补偿或卸荷的装置，其特征在于，所述锚索接长装置包括：
第一工具锚，呈圆柱板状，其外缘设置有外螺纹；沿轴向设置有匹配安装钢绞线的锚孔，该锚孔为朝既有工作锚方向渐缩锥度的锥形孔，该锥形孔中还匹配设置有限位夹片；
第二工具锚，呈圆柱板状，其外缘设置有外螺纹；沿轴向设置有匹配安装需接长的外接钢绞线的锚孔，该锚孔为朝既有工作锚相反方向渐缩锥度的锥形孔，该锥形孔中还匹配设置有限位夹片；该第二工具锚靠近该第一工具锚的一面设置有对该限位夹片进行限位的夹片限位板，该夹片限位板中设置有刚好允许外接钢绞线穿过的圆孔；
连接套筒，为内径与该第一工具锚及该第二工具锚外径相同的中空圆柱体，该连接套筒内壁匹配设置有与该第一工具锚及该第二工具锚外设置的外螺纹对应的内螺纹，该连接套筒匹配套设于该第一工具锚及该第二工具锚的外侧。
4.一种锚索预应力荷载补偿或卸荷的方法，其特征在于，包括：
步骤a：安装锚索预应力荷载补偿或卸荷装置：将限位板穿过锚索外露段钢绞线，安装小型千斤顶，使小型千斤顶的活塞抵住限位板，然后将支撑筒套装在小型千斤顶和限位板的外面，使支撑筒的底部支撑在锚墩上，使钢绞线从支撑筒的顶部伸出；
步骤b：安装张拉千斤顶：将支撑筒的顶端作为反力平台，在该支撑筒的顶端安装张拉千斤顶，使钢绞线穿过张拉千斤顶，并在张拉千斤顶活塞顶部安装张拉工具锚，置入张拉工具锚夹片索紧钢绞线；
步骤c：进行锚索预应力荷载补偿或卸荷：将小型千斤顶和张拉千斤顶分别与各自的油泵连接，然后启动张拉千斤顶施加荷载，直至拉动工作锚夹片松动，再分级加载或卸载到指定荷载值，开动小型千斤顶加荷顶回限位板，使夹片重新锁定钢绞线，然后卸荷，完成锚索预应力荷载补偿或卸荷。
5.如权利要求4所述的锚索预应力荷载补偿或卸荷的方法，其特征在于，当锚索外露段钢绞线被剪断、不满足张拉长度时，需在上述步骤a中增加步骤：安装锚索接长装置。
6.如权利要求5所述的锚索预应力荷载补偿或卸荷的方法，其特征在于，安装锚索接长装置的具体步骤包括：
步骤a 1 ：安装第一工具锚，将锚索外露段钢绞线穿入第一工具锚的锚孔中，在第一工具锚的锚孔中置入限位夹片；
步骤a 2 ：将所述连接套筒套装在所述第一工具锚外，并旋转紧固；
步骤a 3 ：将接长用的外接钢绞线插入第二工具锚的锚孔中，并在第二工具锚的锚孔中置入限位夹片，然后在第二工具锚的靠近所述第一工具锚的一面安装夹片限位板即完成第二工具锚系统的安装，再将安装好的该第二工具锚系统通过螺纹旋入所述连接套筒内。
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