CN104947589A - 多股成品索式锚碇预应力锚固装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种多股成品索式锚碇预应力锚固装置，包括预应力混凝土锚固部份和主缆索股连接部份，所述预应力混凝土锚固部份包括预埋在混凝土内的预埋组件、锚固索股以及螺母组件，所述锚固索股是在工厂内已加工好的成品索，预埋组件的预埋管内无防腐材料；所述锚固索股有n股成品索，在连接器上有n个用于锚固成品索的锚孔，n股成品索分别穿过连接器、支承板，两端用球面螺母、球面垫圈分别锚固在连接器或支承板上，所述锚固索股的n-1根成品索的有效荷载必须大于所锚固的主缆索股的设计荷载，n为大于等于2的整数。该锚固装置锚固可靠、防腐性能优越，且安装施工与日常监测简便，并能在不影响大桥正常运营的情况下方便地实现单股锚索更换。

Description

多股成品索式锚碇预应力锚固装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种预应力锚碇锚固体系及其施工方法，特别是用于悬索桥锚碇的可换式预应力锚固装置及其施工方法。

背景技术

大型悬索桥锚碇锚固系统多采用预应力锚固体系，现有常用的预应力锚固体系有两种型式，一种是在预应力孔道内灌注浆体的粘结式锚固体系，一种是在预应力孔道内灌注防腐油脂的无粘结单根可换式锚固体系，后者与前者相比，其防腐性与耐久性较为可靠。且因后者的预应力钢绞线和油脂均可监测、可更换，所以具有“永久”防腐性能；正因如此，灌油的无粘结单根可换式锚固体系这近几年来得到了较广泛的应用；目前的无粘结单根可换式锚碇锚固体系主要采用光面钢绞线、镀锌钢绞线、单丝涂覆环氧涂层钢绞线为预应力筋，其中以防腐性能相对优越的单丝涂覆环氧涂层钢绞线为主。

但通过近几年来的工程实践总结发现，上述两种常用的无粘粘可换式锚固体系也存在的一些不容忽视的缺陷，主要缺陷表现为：施工工艺要求高、更换次数较多、锚固性能受环境和人员影响大等。

为克服已有的无粘结可换式锚固体系存在的一些不容忽视的缺陷，本发明申请人曾先后申请了“ 公告号为｀CN202031026U＇的成品索式锚碇锚固体系” 和公告号为｀CN202031027U＇的整体可换式锚碇锚固体系” 两件实用新型专利，采用单根成品索作为预应力筋，在孔道两侧预留通孔的锚固体系，这种体系换索时在预留孔道内安装工具索，由工具索临时承担主缆索股的荷载，从而实现换索，它们虽然克服了现有无粘粘可换式锚固体系的一些缺陷，但这两份专利也存在以下不足：

1、最大缺点是大量的预留通孔削弱了锚砼体的强度，且锚索规格较大，需要较大的施工设备，施工较困难；

2、换索工艺繁琐，且换索需要大型的工装设备；

3、单根成品索一般为大规格锚索，其锚固性能、生产制造技术相对小规格锚索更难保证。

发明内容

本发明的目的是，提供一种多股成品索式锚碇预应力锚固装置及其施工方法，该装置不仅能有效地解决悬索桥现有常用的灌油单根可换式锚碇预应力锚固装置的缺陷；而且也克服了采用单根成品索作为预应力筋，在孔道两侧预留通孔的锚固体系之“整体可换式锚碇锚固体系”的不足，具有锚固可靠、防腐性能优越，且施工与监测简便之优点，并能在不影响大桥正常运营的情况下方便地实现单股锚索更换。

解决上述问题的技术方案是：一种多股成品索式锚碇预应力锚固装置，包括预应力混凝土锚固部份和用于与主缆索股连接的主缆索股连接部份，所述的主缆索股连接部份包括拉杆、连接器和螺母组件Ⅰ；所述预应力混凝土锚固部份包括预埋在混凝土内的预埋组件、锚固索股，所述预埋组件包括上端锚垫板、下端锚垫板、螺旋筋和预埋管，所述锚固索股是在工厂内已加工好的成品索，预埋组件的预埋管内无防腐材料；其特征在于：所述锚固索股有n股成品索，每一股成品索由球面螺母、球面垫圈、锚头和索体组成，所述索体为外包有单层或多层护套的多根钢绞线束或多根钢丝束，所述锚头采用冷铸或热铸或挤压的方式实现对索体的锚固；在连接器、支承板上分别有n个用于锚固成品索的锚孔，n股成品索分别穿过连接器、支承板，两端用由球面螺母和球面垫圈构成的锚固组件Ⅱ分别锚固在连接器、支承板上，n为大于等于2小于等于100的整数。

所述多股成品索式锚碇预应力锚固装置的进一步技术方案是：锚固索股的n-1 根成品索的有效荷载大于所锚固的主缆索股的设计荷载。

所述多股成品索式锚碇预应力锚固装置的更进一步技术方案是：所述连接器和支承板上设有贯通上下面的通孔。

相关的另一技术方案是：所述多股成品索式锚碇预应力锚固装置的安装施工方法，它包括以下步骤：

步骤1：预埋件安装：在现场预埋下端锚垫板、螺旋筋、预埋管、上端锚垫板，分层浇筑混凝土后养护至设计强度；

步骤2：连接器安装：在上端用螺栓把连接器安装固定在上端锚垫板端面；

步骤3：成品索安装：把工厂内已做好的单根成品索用牵引索依次穿入连接器、上端锚垫板、预埋管、下端锚垫板、支承板，在上下两端装上由球面螺母和球面垫圈构成的锚固组件Ⅱ完成1根成品索的安装；重复步骤3穿完成n股成品索的安装；

步骤4：成品索张拉：在上端采用千斤顶、撑脚、张拉杆等装置逐根或多根张拉成品索至设计荷载并放张锚固；

步骤5:保护罩安装：在上下端分别安装保护罩；

步骤6：拉杆安装：在上端安装拉杆及其螺母组件Ⅰ，等待主缆索股的安装。

相关的又一技术方案是：所述多股成品索式锚碇预应力锚固装置的换索施工方法，它包括以下步骤：

步骤1：保护罩拆除：拆除上下端保护罩；

步骤2：旧成品索卸荷：在下端采用千斤顶、撑脚、张拉杆等装置张拉放松其中任一根成品索；

步骤3：旧成品索拆除：在后锚面用牵引索和旧索相连，在前锚面从孔道内抽出已卸荷的旧成品索，并拆除；

步骤4：新成品索安装：在前锚面用牵引索与新索相连，从后锚面往孔道内牵引入新的成品索；

步骤5：新成品索张拉：在后锚面采用千斤顶、撑脚、张拉杆等装置张拉锚固新的成品索_；

步骤6：重复步骤2～步骤5，完成其它股成品索的更换；

步骤7：重新安装保护罩。

由于采取以上技术方案，本发明之多股成品索式锚碇预应力锚固装置及其施工方法具有以下特点和有益效果：

1、锚固可靠：本发明的锚固索股是在工厂内已加工好的成品索，索体采用冷铸或热铸或挤压锚固，出厂前已完成制作和检验，锚固质量好。

2、防腐性能好：本发明的锚固索股是由具有多重防护措施的成品索组成，理论上能满足100年的防腐要求。

3、安装施工简便：由于本发明的锚固索股有n股成品索8，每股成品索8的索体规格小，搬运、吊装方便，预埋管中无须灌注防腐材料，节约了成本，并降低了对密封的施工要求，避免出现管道内防腐材料渗漏的情况。

4、换索方便：由于本发明的锚固索股有n股成品索8，换索时可直接单根进行卸荷更换，无需设计额外的构造（如在锚体中预留通孔和使用工具索等），不影响大桥正常运营。

5、检查方便：通过在连接器和支承板上预留检查用通孔，方便检查预埋管孔道内各股锚索的表面状况，若有问题，直接更换。

下面结合附图和实施例对本发明之多股成品索式锚碇预应力锚固装置及其施工方法的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1：本发明之多股成品索式锚碇预应力锚固装置的整体结构示意图；

图2：组成锚固索股的单股成品索结构示意图；

图3：本发明之多股成品索式锚碇预应力锚固装置之换索施工的示意图。

图中：

1-拉杆，2-保护罩；3-连接器；

4-螺母组件Ⅰ，41-球面垫圈，42-球面螺母，43-锁紧螺母；

51-上端锚垫板、52-下端锚垫板；

6-螺旋筋，7-预埋管；

8-成品索，801_-旧成品索，802-新成品索，81-螺母组件Ⅱ，811-球面螺母、812-球面垫圈、82-锚头、83-索体；

9-支承板；10-连接器或支承板上的通孔；11-撑脚，12-千斤顶，13-张拉螺母，14-张拉杆；A-前锚面，B-后锚面。

具体实施方式

实施例一：

一种多股成品索式锚碇预应力锚固装置

如图1所示，该多股成品索式锚碇预应力锚固装置包括预应力混凝土锚固部份和用于与主缆索股连接的主缆索股连接部份，所述的主缆索股连接部份包括拉杆1、连接器3、由球面垫圈41、球面螺母42和锁紧螺母43组成的螺母组件Ⅰ4；所述预应力混凝土锚固部份包括预埋在混凝土内的预埋组件、锚固索股，所述预埋组件包括上端锚垫板51、下端锚垫板52、螺旋筋6和预埋管7，预埋组件的预埋管内无防腐材料；所述锚固索股是在工厂内已加工好的成品索，该锚固索股有n股成品索8，每一股成品索8由球面螺母811、球面垫圈812、锚头82和索体83组成，所述索体83为外包有单层或多层护套的多根钢绞线束或多根钢丝束，所述锚头82采用冷铸或热铸或挤压的方式实现对索体83的锚固；在连接器3上有n个用于锚固成品索8的锚孔，n股成品索8分别穿过连接器3、支承板9，两端用由球面螺母811和球面垫圈812构成的锚固组件Ⅱ81分别锚固在连接器3、支承板9上，n为大于等于2小于等于100的整数。

为保证换索过程中，不影响主缆索股的受力，锚固索股的n-1 根成品索8的有效荷载必须大于所锚固的主缆索股的设计荷载。

所述连接器3和支承板9上设有贯通上下面的通孔10；当需要时可通过通孔10往预埋管7内放入检查设备（如内窥镜）来检查成品索8表面的状况。

实施例二：

实施例一所述多股成品索式锚碇预应力锚固装置的安装施工方法，它包括以下步骤：

步骤1：预埋件安装：在现场预埋下端锚垫板52、螺旋筋6、预埋管7、上端锚垫板51，分层浇筑混凝土后养护至设计强度；

步骤2：连接器安装：在上端用螺栓把连接器3安装固定在上端锚垫板51端面；

步骤3：成品索安装：把工厂内已做好的单根成品索8用牵引索依次穿入连接器3、上端锚垫板51、预埋管7、下端锚垫板52、支承板9，在上下两端装上由球面螺母811和球面垫圈812构成的锚固组件Ⅱ81完成1根成品索的安装；重复步骤3穿完成n股成品索8的安装，n为大于等于2小于等于100的整数；

步骤4：成品索张拉：在上端采用千斤顶、撑脚、张拉杆等装置逐根（或多根）张拉成品索8至设计荷载并放张锚固；

步骤5:保护罩安装：在上下端分别安装保护罩2；

步骤6：拉杆安装：在上端安装拉杆1及其由球面垫圈41、球面螺母42和锁紧螺母43组成的螺母组件Ⅰ4，等待主缆索股的安装（参见图1）。

实施例三：

实施例一所述多股成品索式锚碇预应力锚固装置的换索施工方法，它包括以下步骤：

步骤1：保护罩拆除：拆除上下端保护罩2；

步骤2：旧成品索卸荷：在下端采用千斤顶12、撑脚11、张拉杆14等装置张拉放松其中任一根成品索8；（参见图3）；

步骤3：旧成品索拆除：在后锚面B用牵引索和旧索相连，在前锚面从孔道内抽出已卸荷的旧成品索801，并拆除；

步骤4：新成品索安装：在前锚面A用牵引索与新索相连，从后锚面往孔道内牵引入新成品索802；

步骤5：新成品索张拉：在后锚面采用千斤顶、撑脚、张拉杆等装置张拉锚固新的成品索802；

步骤6：重复步骤2～步骤5，完成其它股成品索8的更换；

步骤7：重新安装保护罩2。

其换索过程非常方便：无需设计额外的构造（如在锚体中预留通孔和使用工具索等），不影响大桥正常运营。

Claims (5)

1.一种多股成品索式锚碇预应力锚固装置，包括预应力混凝土锚固部份和用于与主缆索股连接的主缆索股连接部份，所述的主缆索股连接部份包括拉杆（1）、连接器（3）和螺母组件Ⅰ（4）；所述预应力混凝土锚固部份包括预埋在混凝土内的预埋组件、锚固索股，所述预埋组件包括上端锚垫板（51）、下端锚垫板（52）、螺旋筋（6）和预埋管（7），所述锚固索股是在工厂内已加工好的成品索，预埋组件的预埋管内无防腐材料；其特征在于：所述锚固索股有n股成品索（8），每一股成品索（8）由球面螺母（811）、球面垫圈（812）、锚头（82）和索体（83）组成，所述索体（83）为外包有单层或多层护套的多根钢绞线束或多根钢丝束，所述锚头（82）采用冷铸或热铸或挤压的方式实现对索体（83）的锚固；在连接器（3）、支承板（9）上分别有n个用于锚固成品索（8）的锚孔，n股成品索（8）分别穿过连接器（3）、支承板（9），两端用由球面螺母（811）和球面垫圈（812）构成的锚固组件Ⅱ（81）分别锚固在连接器（3）、支承板（9）上，n为大于等于2小于等于100的整数。

2.根据权利要求1所述的多股成品索式锚碇预应力锚固装置，其特征在于：锚固索股的n-1 根成品索（8）的有效荷载大于所锚固的主缆索股的设计荷载。

3.根据权利要求1所述的多股成品索式锚碇预应力锚固装置，其特征在于：所述连接器（3）和支承板（9）上设有贯通上下面的通孔（10）。

4.权利要求1所述多股成品索式锚碇预应力锚固装置的安装施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：预埋件安装：在现场预埋下端锚垫板（52）、螺旋筋（6）、预埋管（7）、上端锚垫板（51），分层浇筑混凝土后养护至设计强度；

步骤2：连接器安装：在上端用螺栓把连接器（3）安装固定在上端锚垫板（51）端面；

步骤3：成品索安装：把工厂内已做好的单根成品索（8）用牵引索依次穿入连接器（3）、上端锚垫板（51）、预埋管（7）、下端锚垫板（52）、支承板（9），在上下两端装上由球面螺母（811）和球面垫圈（812）构成的锚固组件Ⅱ（81）完成1根成品索的安装；重复步骤3穿完成n股成品索（8）的安装；

步骤4：成品索张拉：在上端采用千斤顶、撑脚、张拉杆等装置逐根或多根张拉成品索（8）至设计荷载并放张锚固；

步骤5:保护罩安装：在上下端分别安装保护罩（2）；

步骤6：拉杆安装：在上端安装拉杆（1）及其螺母组件Ⅰ（4），等待主缆索股的安装。

5.权利要求1所述多股成品索式锚碇预应力锚固装置的换索施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：保护罩拆除：拆除上下端保护罩（2）；

步骤2：旧成品索卸荷：在下端采用千斤顶、撑脚、张拉杆等装置张拉放松其中任一根成品索（8）；

步骤3：旧成品索拆除：在后锚面用牵引索和旧索相连，在前锚面从孔道内抽出已卸荷的旧成品索（801），并拆除；

步骤4：新成品索安装：在前锚面用牵引索与新索相连，从后锚面往孔道内牵引入新的成品索（802）；

步骤5：新成品索张拉：在后锚面采用千斤顶、撑脚、张拉杆等装置张拉锚固新的成品索（802）_；

步骤6：重复步骤2～步骤5，完成其它股成品索（8）的更换；

步骤7：重新安装保护罩（2）。