CN103410125A - 整体式u型锚索预埋孔道及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整体式U型锚索预埋孔道及其安装方法，该预埋孔道包括U形管道、多根钢绞线、多个隔离环和预埋固定于混凝土基础中的多个支架，所述U形管道固定于多个支架上，所述多个隔离环均匀的间隔布置于所述U形管道内，所述多根钢绞线依次穿过所有隔离环，并由隔离环使多根钢绞线相互隔离，其结构简单、预应力分布均匀、可有效提高施工质量。该安装方法包括以下步骤：1）安装穿索孔道；2）钢绞线下料及卷束；3）钢绞线成束端穿入梳孔器和隔离环；4）连接导向器与牵引绳；5）穿索；6）测量、调整和定位。

Description

整体式U型锚索预埋孔道及其安装方法

技术领域

本发明涉及U型锚索及其安装方法，尤其涉及整体式U型锚索预埋孔道及其安装方法。

背景技术

我国高拱坝闸墩预应力锚索型式，传统上设计一般为直线形锚，二滩水电站是第一个采用U型锚索的国内高拱坝。采用U型锚索无需设置廊道、竖井等，达到了不削弱坝体结构、改善锚索周围坝体应力分布条件的目的，同时起“锚固端”作用的弧形段的应力分布较均匀，有利于坝体结构的稳定和安全运行。但同时，U型锚索长度比直锚要增加一倍以上，且倾角大，锚索安装难度大大增加。

在国内U型锚索施工中，锚索在车间编制后卷到转盘上，再利用拖车将转盘运到坝前缆机能控制的工作范围内，由缆机吊运上坝安装到锚索安装平台上。安装时锚索通过固定在安装平台上的万向梳孔器再次调顺钢绞线，然后将锚索牵引端系上专用钢丝网罩，借助低速卷扬机与预埋在护管中的牵引绳将锚索缓缓牵引、穿过弧形护管完成安装。这种方式的缺点是形成了事实上两次编锚，工效低下，且可能对钢绞线造成损伤。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、预应力分布均匀、可有效提高施工质量的整体式U型锚索预埋孔道及其安装方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种整体式U型锚索预埋孔道，包括U形管道、多根钢绞线、多个隔离环和预埋固定于混凝土基础中的多个支架，所述U形管道固定于多个支架上，所述多个隔离环均匀的间隔布置于所述U形管道内，所述多根钢绞线依次穿过所有隔离环，并由隔离环使多根钢绞线相互隔离。

相邻所述隔离环之间设有用于绑扎所述多根钢绞线的铅丝。

所述U形管道包括多节短管，所述多节短管依次拼接形成U形。

一种上述整体式U型锚索预埋孔道的安装方法，包括以下步骤，

1）安装穿索孔道：在混凝土基础中预埋支架，将U形管道焊接固定于支架上，并在U形管道内穿设牵引绳；

2）钢绞线下料及卷束：钢绞线按大于设计长度60cm～100cm下料，各钢绞线两端设置标识，采用固定分隔式转盘对所有钢绞线卷束，所述固定分隔式转盘上并行排列设置有多个分隔槽，各钢绞线占用一个分隔槽，各钢绞线一端固定在分隔槽内并随固定分隔式转盘的转动绕设在分隔槽内，卷束完成后钢绞线2另一端也固定在固定分隔式转盘7上；

3）钢绞线成束端穿入梳孔器和隔离环：将钢绞线的成束端先穿入梳孔器，再穿入多个隔离环；

4）连接导向器与牵引绳：将钢绞线穿出隔离环的一端与导向器锁紧连接，穿设于U形管道内的牵引绳与导向器连接，牵引绳的另一端穿出U形管道，并与牵引方向上设置的卷扬机连接；

5）穿索：启动卷扬机，带动牵引绳引导成束钢绞线从固定分隔式转盘脱离进入U形管道，成束钢绞线每进入U形管道一段距离后停止卷扬机暂停牵引，并向U形管道内导入一件隔离环，再次启动卷扬机，成束钢绞线继续进入U形管道，并使该导入的隔离环随成束钢绞线在U形管道内同步前进，如此循环直至钢绞线和所有隔离环安装到位；

6）测量、调整和定位：测量钢绞线两端伸出U形管道的长度，满足要求后卸下牵引绳和导向器，根据各钢绞线的标识，调整钢绞线的位置，使钢绞线于U形管道两端的位置相对应，避免多根钢绞线在U形管道内缠挤压，调整到位后，安装锚具，定位锁紧，完成安装。

在进行步骤3）之前，在所述预埋孔道的周边搭建施工平台，该施工平台包括支撑桁架、钢管脚手架和预埋固定在混凝土基础中的支撑钢板，先将支撑桁架固定于支撑钢板上，再将钢管脚手架安装于支撑桁架上，在底层支撑桁架上铺满钢板网，在钢管脚手架周边围挂密目安全网。

在完成施工平台的搭建之后，对固定分隔式转盘安装定位，根据固定分隔式转盘与U形管道入口处的相对位置安装固定梳孔器、卷扬机和牵引导向杆，从固定分隔式转盘分离的钢绞线在牵引导向杆的导向下穿入梳孔器中；用清孔器对U形管道内部进行梳通和清扫。

在进行步骤1）时预设在U形管道内的牵引绳采用细牵引绳，对U形管道内部进行梳通和清扫后将细牵引绳更换为粗牵引绳，并在之后的步骤中用粗牵引绳牵引钢绞线进入U形管道。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的整体式U型锚索预埋孔道，在U形管道内设有多个均匀间隔布置的隔离环，钢绞线依次穿过所有隔离环，并由隔离环使多根钢绞线相互隔离，可以避免钢绞线在U形管道内形成相互干扰和挤压，使钢绞线的预应力分布更均匀，可有效提高整体式U型锚索预埋孔道的施工质量。本发明的整体式U型锚索预埋孔道安装方法，工艺流程简单、操作方便、可避免锚索的二次编锚，在施工现场将钢绞线穿入U形管道的同时一次性完成编锚，这样可减少钢绞线的损伤，提高施工质量，并且又能缩短施工时间、节省施工成本、提高施工效率；同时，该方法实现了在U形管道内设置隔离环，可以避免钢绞线在U形管道内形成相互干扰和挤压，使钢绞线的预应力分布更均匀，可有效提高整体式U型锚索预埋孔道的施工质量，能够适用于大吨位、长度超过50m、陡倾角的混凝土基础施工，尤其适合于在高拱坝工程中采用，具有很大的实用和推广价值。

附图说明

图1是本发明的整体式U型锚索预埋孔道的结构示意图。

图2是本发明的整体式U型锚索预埋孔道施工示意图。

图3是图2的A向放大示意图。

图4是本发明整体式U型锚索预埋孔道安装方法的流程图。

图5是图1中局部剖视部分的放大图。

图6是图2中梳孔器处的放大图。

图中各标号表示：

1、U形管道；2、钢绞线；3、隔离环；4、支架；5、铅丝；6、牵引绳；7、固定分隔式转盘；8、梳孔器；9、卷扬机；10、导向器；11、短管；12、施工平台；13、支撑桁架；14、钢管脚手架；15、支撑钢板；16、牵引导向杆。

具体实施方式

图1和图5示出了本发明的一种整体式U型锚索预埋孔道实施例，该预埋孔道包括U形管道1、多根钢绞线2、多个隔离环3和预埋固定于混凝土基础中的多个支架4，U形管道1固定于多个支架4上，多个隔离环3均匀的间隔布置于U形管道1内，多根钢绞线2依次穿过所有隔离环3，并由隔离环3使多根钢绞线2相互隔离，可以避免钢绞线2在U形管道1内形成相互干扰和挤压，使钢绞线2的预应力分布更均匀，可有效提高整体式U型锚索预埋孔道的施工质量，且结构简单可靠，能够适用于大吨位、长度超过50m、陡倾角的混凝土基础施工，尤其适合于在高拱坝工程中采用，具有很大的实用和推广价值。

本实施例中，在相邻隔离环3之间设有用于绑扎多根钢绞线2的铅丝5，通过绑扎铅丝5使钢绞线2的的张力增大，相邻的铅丝5对其间的隔离环3形成夹持，以便牵引钢绞线2进入U形管道1时隔离环3也随钢绞线2同步进入U形管道1中。

本实施例中，U形管道1包括多节短管11，多节短管11依次拼接形成U形，采用多节短管11拼接的形式一方面便于制作和运输，另一方面方便在安装预埋孔道时在U形管道1内穿入牵引绳索。

图2、图3、图4和图6示出了本发明的一种上述整体式U型锚索预埋孔道的安装方法实施例，本实施例是在高拱坝工程中的应用，该安装方法包括以下步骤，

1）安装穿索孔道：按施工图要求在混凝土基础中预埋支架4，U形管道1在车间内分节制作后运送至现场，采用缆机逐节吊运至工作面，焊接固定在支架4上，并逐节加长，拼接成U形，焊接质量要满足设计和规范要求。拼接安装过程中，按设计控制坐标点的位置敷设，并用全站仪三次测量放样，首先进行初次放样，在仓面上定控制点位，便于U形管道1及支架4的初安装；当U形管道1基本定位后，进行二次测量放样，测量出U形管道1实际安装误差，对于误差超标位置进行微调整；最后进行最终检查测量，确保U形管道1安装精度和质量。在安装U形管道1的过程中穿入牵引绳6，此时穿入的牵引绳6选用直径为6mm的钢丝绳，长度大于U形管道1总长度4m以上。U形管道1安装固定后，将管内异物清理干净，检查管道的密封性、畅通性，经监理工程师验收合格后，用钢板保护盖将U形管道1的端口临时封闭，以防混凝土浇筑时漏浆堵孔，混凝土浇筑时派专人看护，不得踏压、碰撞U形管道1和支架4，张拉端、固定端的混凝土采用人工振捣密实。

2）钢绞线下料及卷束：钢绞线2按大于设计长度60cm～100cm下料，其长度具体按设计图中的净长度加上千斤顶、工作锚、工具锚以及监测仪器长度确定，并在两端留30~50cm的富余长度，采用砂轮机切割，要求切口整齐无散头，并用细粒砂纸加棉纱除锈，采用锯木加棉纱出除表面污垢、油污和润滑剂，然后在各钢绞线2两端挂标识牌，避免混淆；下料完成后，采用固定分隔式转盘7对所有钢绞线2卷束，固定分隔式转盘7由底座和转盘两部分组成，底座呈三角形，采用槽钢制作；转盘为圆柱形，其中心轴固定在底座上，转盘可绕中心轴灵活转动，转盘的圆周面上并行排列设置有多个分隔槽，各钢绞线2占用一个分隔槽，各钢绞线2一端固定在分隔槽内并随固定分隔式转盘7的转动绕设在分隔槽内，卷束完成后钢绞线2另一端也固定在固定分隔式转盘7上。 

在进行步骤3）之前，在预埋孔道的周边搭建施工平台12，该施工平台12包括支撑桁架13、钢管脚手架14和预埋固定在混凝土基础中的支撑钢板15，支撑桁架13起承重支撑作用，采用型钢在车间统一制作，在支撑桁架13底层铺满钢板网，结构形式根据闸墩结构设计，断面一般为三角形结构，其中一边固定在闸墩斜面上，另外两边向下游悬空延伸出去，设计荷载根据钢结构设计规范计算，需满足使用最大荷载要求，混凝土浇筑时，在闸墩U形管道1孔口的混凝土表面按设计图纸位置准确预埋一定数量的支撑钢板15，安装时先将支撑桁架13整体吊装至锚索施工面，并焊接固定于支撑钢板15上，焊缝质量要求满足GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》Ⅲ级焊缝检验标准，再将钢管脚手架14安装于支撑桁架13上，钢管采用φ48mm×3.5mm烧焊钢管，搭设形式在确保施工安全的前提下，可根据锚索孔位、穿索及张拉需要灵活设计，一般脚手架采取纵距×横距×步距=1 m×1 m×1m。为确保施工安全，沿闸墩斜面设置简易爬梯，钢管脚手架14侧临空面设置竹夹板挡墙，周边围挂密目安全网，并设置危险警示标志。

在完成施工平台12的搭建之后，对固定分隔式转盘7安装定位，根据固定分隔式转盘7与U形管道1入口处的相对位置安装固定梳孔器8、卷扬机9和牵引导向杆16，从固定分隔式转盘7分离的钢绞线2在牵引导向杆16的导向下穿入梳孔器8中；通过牵引绳6带动清孔器对U形管道1内部进行梳通和清扫，然后将直径为6mm的钢丝绳更换为直径为16mm的钢丝绳作为穿索时使用的牵引绳6。

3）钢绞线成束端穿入梳孔器和隔离环：将钢绞线2的成束端先穿入梳孔器8，再穿入多个隔离环3。

4）连接导向器与牵引绳：将钢绞线2穿出隔离环3的一端与导向器10采用夹片锁紧连接方式连接，穿设于U形管道1内的牵引绳6与导向器10采用硬连接方式连接，牵引绳6的另一端穿出U形管道1，并与牵引方向上设置的卷扬机9连接。

5）穿索：启动卷扬机9，带动牵引绳6引导成束钢绞线2从固定分隔式转盘7脱离进入U形管道1，成束钢绞线2每进入U形管道1一段距离后停止卷扬机9暂停牵引，并向U形管道1内导入一件隔离环3，并用铅丝5在两相邻隔离环3中部绑扎所有钢绞线2，再次启动卷扬机9，成束钢绞线2继续进入U形管道1，并使该导入的隔离环3随成束钢绞线2在U形管道1内同步前进，如此循环直至钢绞线2和所有隔离环3安装到位。

6）测量、调整和定位：测量钢绞线2两端伸出U形管道1的长度，满足要求后卸下牵引绳6和导向器10，根据各钢绞线2的标识，调整钢绞线2的位置，使钢绞线2于U形管道1两端的位置相对应，避免多根钢绞线2在U形管道1内缠挤压，如果现出了钢绞线2标识不对应的情况，则应沿阻力较小的方向小角度转动锚束，直到锚束转动后不回弹且两端头编号满足对应关系为止，调整到位后，安装锚具，定位锁紧，完成安装。

本发明的整体式U型锚索预埋孔道安装方法，工艺流程简单、操作方便、可避免锚索的二次编锚，在施工现场将钢绞线2穿入U形管道1的同时一次性完成编锚，这样可减少钢绞线2的损伤，提高施工质量，并且又能缩短施工时间、节省施工成本、提高施工效率；同时，该方法实现了在U形管道1内设置隔离环3，可以避免钢绞线2在U形管道1内形成相互干扰和挤压，使钢绞线2的预应力分布更均匀，可有效提高整体式U型锚索预埋孔道的施工质量，能够适用于大吨位、长度超过50m、陡倾角的混凝土基础施工，尤其适合于在高拱坝工程中采用，具有很大的实用和推广价值。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种整体式U型锚索预埋孔道，其特征在于：包括U形管道（1）、多根钢绞线（2）、多个隔离环（3）和预埋固定于混凝土基础中的多个支架（4），所述U形管道（1）固定于多个支架（4）上，所述多个隔离环（3）均匀的间隔布置于所述U形管道（1）内，所述多根钢绞线（2）依次穿过所有隔离环（3），并由隔离环（3）使多根钢绞线（2）相互隔离。

2.根据权利要求1所述的整体式U型锚索预埋孔道，其特征在于：相邻所述隔离环（3）之间设有用于绑扎所述多根钢绞线（2）的铅丝（5）。

3.根据权利要求1或2所述的整体式U型锚索预埋孔道，其特征在于：所述U形管道（1）包括多节短管（11），所述多节短管（11）依次拼接形成U形。

4.一种如权利要求1至3中任一项所述的整体式U型锚索预埋孔道的安装方法，其特征在于：包括以下步骤，

1）安装穿索孔道：在混凝土基础中预埋支架（4），将U形管道（1）焊接固定于支架（4）上，并在U形管道（1）内穿设牵引绳（6）；

2）钢绞线下料及卷束：钢绞线（2）按大于设计长度60cm～100cm下料，各钢绞线（2）两端设置标识，采用固定分隔式转盘（7）对所有钢绞线（2）卷束，所述固定分隔式转盘（7）上并行排列设置有多个分隔槽，各钢绞线（2）占用一个分隔槽，各钢绞线（2）一端固定在分隔槽内并随固定分隔式转盘（7）的转动绕设在分隔槽内，卷束完成后钢绞线（2）另一端也固定在固定分隔式转盘（7）上；

3）钢绞线成束端穿入梳孔器和隔离环：将钢绞线（2）的成束端先穿入梳孔器（8），再穿入多个隔离环（3）；

4）连接导向器与牵引绳：将钢绞线（2）穿出隔离环（3）的一端与导向器（10）锁紧连接，穿设于U形管道（1）内的牵引绳（6）与导向器（10）连接，牵引绳（6）的另一端穿出U形管道（1），并与牵引方向上设置的卷扬机（9）连接；

5）穿索：启动卷扬机（9），带动牵引绳（6）引导成束钢绞线（2）从固定分隔式转盘（7）脱离进入U形管道（1），成束钢绞线（2）每进入U形管道（1）一段距离后停止卷扬机（9）暂停牵引，并向U形管道（1）内导入一件隔离环（3），再次启动卷扬机（9），成束钢绞线（2）继续进入U形管道（1），并使该导入的隔离环（3）随成束钢绞线（2）在U形管道（1）内同步前进，如此循环直至钢绞线（2）和所有隔离环（3）安装到位；

6）测量、调整和定位：测量钢绞线（2）两端伸出U形管道（1）的长度，满足要求后卸下牵引绳（6）和导向器（10），根据各钢绞线（2）的标识，调整钢绞线（2）的位置，使钢绞线（2）于U形管道（1）两端的位置相对应，避免多根钢绞线（2）在U形管道（1）内缠挤压，调整到位后，安装锚具，定位锁紧，完成安装。

5.根据权利要求4所述的安装整体式U型锚索预埋孔道的方法，其特征在于：在进行步骤3）之前，在所述预埋孔道的周边搭建施工平台（12），该施工平台（12）包括支撑桁架（13）、钢管脚手架（14）和预埋固定在混凝土基础中的支撑钢板（15），先将支撑桁架（13）固定于支撑钢板（15）上，再将钢管脚手架（14）安装于支撑桁架（13）上，在底层支撑桁架（13）上铺满钢板网，在钢管脚手架（14）周边围挂密目安全网。

6.根据权利要求5所述的安装整体式U型锚索预埋孔道的方法，其特征在于：在完成施工平台（12）的搭建之后，对固定分隔式转盘（7）安装定位，根据固定分隔式转盘（7）与U形管道（1）入口处的相对位置安装固定梳孔器（8）、卷扬机（9）和牵引导向杆（16），从固定分隔式转盘（7）分离的钢绞线（2）在牵引导向杆（16）的导向下穿入梳孔器（8）中；用清孔器对U形管道（1）内部进行梳通和清扫。

7.根据权利要求6所述的安装整体式U型锚索预埋孔道的方法，其特征在于：在进行步骤1）时预设在U形管道（1）内的牵引绳（6）采用细牵引绳，对U形管道（1）内部进行梳通和清扫后将细牵引绳更换为粗牵引绳，并在之后的步骤中用粗牵引绳牵引钢绞线（2）进入U形管道（1）。

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