CN107794842B - 一种高性能耐久防腐拉索锚具及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高性能耐久防腐拉索锚具，包括：上端部钢丝束固定板、中部钢丝束固定板、锚板、合成纤维束、干燥室和锚杯；所述锚杯上端口设有上端部钢丝束固定板,所述上端部钢丝束固定板下表面设有高强钢丝束，所述合成纤维束依附在高强钢丝束上，所述合成纤维束下端部设有干燥室，所述干燥室内置硅胶干燥剂；所述锚杯中部两级直径交界处设有中部钢丝束固定板；所述锚杯下端口设有锚板；所述上端部钢丝束固定板、中部钢丝束固定板和锚板都有一圈均匀分布的锚孔可通过钢丝束，所述锚板中心设有一孔洞。本发明的有益效果是：本发明通过合成纤维吸水性特点，可以不消耗能源地吸收锚具内的水分，维持锚具内高强钢丝周围干燥。

Description

一种高性能耐久防腐拉索锚具及其施工方法

技术领域

本发明涉及到一种斜拉桥部件结构，具体涉及一种桥梁斜拉索锚固端耐久防腐装置及其施工方法。

背景技术

在现代大跨度桥梁的体系中，斜拉桥是最主要桥梁体系之一，而斜拉索系统是斜拉桥主要承重结构。由于斜拉索处于特殊使用环境和条件，高强钢丝易出现腐蚀现象，而钢丝锚固段部安装后由于结构限制不便检查和维护，腐蚀尤为严重。因此，斜拉索系统锚固端耐久性和防腐性的处理作为系统中防护的重点予以关注和重视。

一般斜拉索系统中，拉索上端锚固在主塔上，其竖向节点的特征，不易遭到水分渗入侵蚀的危害；拉索下端锚固在桥主梁上，其水平节点易积雨水，故应在此处对锚具采取必要的防护措施。

斜拉桥锚具防护重点在于梁端斜拉索出口处、锚具内部环境、锚具与锚板结合部位。斜拉索端防护的基础是结构、填充、密封，结合新型防腐技术工艺的组合应用，增强斜拉索锚具的耐久防腐性能。

目前桥梁投入使用前需采取以下措施防护斜拉索端部锚固系统：(1)斜拉索锚具与斜拉索保护管间填充环氧树脂，防止水分和污染物通过斜拉索锚具渗透到斜拉索保护套中；(2)对斜拉索锚端与锚固结构结合处用紧旋螺母连接，并用不锈钢防护罩密封，防止该部位与污染物接触，造成螺母锈蚀；(3)斜拉索导管与锚具连接处加设一层密封环，阻隔雨水，防止雨水从端部渗入，对内部高强钢丝造成锈蚀。密封环和填充物存在老化失效的现象，目前以上几点措施不能完全长时间隔绝水分和杂物，故斜拉索平均寿命为15年。

综上所述，目前亟需寻求一种能够有效减小渗入水分对高强钢丝束影响，延长钢丝使用寿命的装置及其施工方法显得十分重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种高性能耐久防腐拉索锚具的施工方法。

本发明的另一个目的是提供一种高性能耐久防腐拉索锚具。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

这种高性能耐久防腐拉索锚具，包括：上端部钢丝束固定板、中部钢丝束固定板、锚板、合成纤维束、干燥室和锚杯；所述锚杯上端口设有上端部钢丝束固定板,所述上端部钢丝束固定板下表面设有高强钢丝束，所述合成纤维束依附在高强钢丝束上，所述合成纤维束下端部设有干燥室，所述干燥室内置硅胶干燥剂；所述锚杯中部两级直径交界处设有中部钢丝束固定板；所述锚杯下端口设有锚板；所述上端部钢丝束固定板、中部钢丝束固定板和锚板都有一圈均匀分布的锚孔可通过钢丝束，所述锚板中心设有孔洞；从上端部钢丝束固定板下表面开始沿着钢丝束往下设置的合成纤维束通过中部钢丝束固定板延伸到锚板锚孔上表面，所述合成纤维束与锚板上表面预先设置的从锚孔周围往中间延伸通过中心孔洞的合成纤维束接合，所述合成纤维束下端处于干燥室中。

作为优选：所述上端部钢丝束固定板的上表面设有密封板。

作为优选：所述合成纤维束截面成四分之一弧形且为分层结构，内外两层由吸水性能差异较大的不同品种合成纤维组成；所述合成纤维束下端设有合成纤维端部固定板。

作为优选：所述锚板的锚孔下表面处设有短合成纤维束，所述短合成纤维束的下端处于干燥室中；所述锚板上部为上部锚板，所述锚板下部为下部锚板。

作为优选：高强钢丝束由上端部钢丝束固定板固定，再由中部钢丝束固定板约束，最后由锚板锚固。

作为优选：所述锚杯为二阶直径结构，所述锚杯从上至下逐渐增大，所述锚杯两级直径之间为斜面；所述中部钢丝束固定板边缘为斜面，与锚杯两级直径交界处斜面契合；所述锚杯外部设有锚具外壳，所述锚杯与锚具外壳之间设有横向钢板，所述横向钢板与锚杯和锚具外壳焊为一体；所述锚杯与锚具外壳之间的空间以及锚具外壳上端口一圈都由树脂填充剂密封；所述锚杯底部由横向钢板封住，锚杯、横向钢板与锚具外壳之间为密闭空间，所述横向钢板与干燥室上壁之间由树脂填充剂密封为密闭空间。

作为优选：所述锚具外壳的凹槽处设在固定板上，锚具外壳与固定板由螺栓连接。

作为优选：所述上端部钢丝束固定板、中部钢丝束固定板和锚板的锚孔中分别设有固定用夹片，锚孔留有较大缝隙可通过合成纤维束；所述上端部钢丝束固定板、中部钢丝束固定板和锚板均与锚杯内壁用紧旋螺栓连接。

作为优选：所述干燥室下端设有干燥室盖板，所述干燥室盖板由长螺丝螺母固定，所述干燥室盖板周围一圈缝隙设有防水圈。

一种高性能耐久防腐拉索锚具的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在附有锚板的底板上打两个孔洞，与梁板上固定板的孔洞对齐，采用紧旋螺栓先将底板和锚板固定在固定板上；

步骤二、将高强钢丝束末端分成小束进入锚杯，钢丝束周围附上四分之一圆弧形合成纤维束，先穿过上端部钢丝束固定板，再穿过中部钢丝束固定板，最后锚固在锚板上；

步骤三、合成纤维束随着钢丝束从锚杯顶部的上端部钢丝束固定板，通过中部钢丝束固定板，固定于下部的锚板，在锚板上表面集中通过中心圆孔，穿过锚板；

步骤四、上端部钢丝束固定板和中部钢丝束固定板周围用紧旋螺栓与锚杯连接，并将锚杯焊接在底板上；

步骤五、两个半圆形锚具外壳在锚杯外部拼装成一个整体，锚杯和锚具外壳之间加置两块半圆环形并关于锚具中心轴对称的横向钢板，横向钢板与锚杯和锚具外壳焊为一体；

步骤六、在锚具外壳与锚杯之间加入树脂填充剂，并在锚具外壳上端口用树脂填充剂密封一圈，同时在锚杯上端加设密封板；

步骤七、在锚具底部先安装干燥室上壁，用紧旋螺母将其固定在梁板固定板上，在干燥室底部设有干燥室盖板，干燥室盖板旋紧后周围加上一道防水圈，并在整体锚具周围涂上二氧化硅无机涂料，完成高性能耐久防腐拉索锚具的施工。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过合成纤维吸水性特点，可以不消耗能源地吸收锚具内的水分，维持锚具内高强钢丝周围干燥。

(2)本发明通过合成纤维导水性特点，可以在封闭内外空间的前提下，将进入锚具内部水分转移出来，利用干燥剂吸湿。

(3)本发明通过合成纤维低成本性特点，将昂贵的高强钢丝更换成本转化为廉价的合成纤维与干燥剂更换成本，即降低了斜拉索的维护成本。

(4)本发明安装方便，在不破坏斜拉索与桥面板连接结构前提下，干燥室拆卸与干燥剂更换方便，易于干燥剂更换。

(5)本发明与传统的拉索锚具施工方法相比，所提供的方法可大大提高锚具的耐久防腐性能，同时方便了锚具的维护。

附图说明

图1是高性能耐久防腐拉索锚具的整体结构示意图；

图2是图1中A-A剖面图；

图3是图1中B-B剖面图；

图4是图1中C-C剖面图；

图5是图1中D-D剖面图；

图6是锚具上端细部结构放大图；

图7是干燥室细部结构放大图；

图8是锚板处细部结构放大图；

附图标记说明：密封板1、上端部钢丝束固定板21、中部钢丝束固定板22、锚板23、上部锚板231、下部锚板232、合成纤维端部固定板24、树脂填充剂3、固定板41、横向钢板42、二氧化硅无机涂料5、合成纤维束6、干燥室盖板71、干燥室72、锚杯8、锚具外壳9。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

如图1至图8所示，所述高性能耐久防腐拉索锚具包括密封板1、上端部钢丝束固定板21、中部钢丝束固定板22、锚板23、上部锚板231、下部锚板232、合成纤维端部固定板24、树脂填充剂3、固定板41、横向钢板42、二氧化硅无机涂料5、合成纤维束6、干燥室盖板71、干燥室72、锚杯8和锚具外壳9。

如图1所示，所述锚杯8上端口设有上端部钢丝束固定板21，所述上端部钢丝束固定板21的上表面设有密封板1,在锚具上口将锚杯8内部环境与外界隔离。所述上端部钢丝束固定板21下表面设有钢丝束，所述合成纤维束6依附在高强钢丝束上，作为导湿条，所述合成纤维束6尾部设有干燥室72，内置硅胶干燥剂，合成纤维束6将渗入锚具内部的水及水蒸气吸收并导入干燥室72中的干燥剂中。所述合成纤维束6截面成四分之一弧形且为分层结构，即内外两层由吸水性能差异较大的不同品种合成纤维组成，内层吸水性能相对较差，贴于高强钢丝束设置，吸收高强钢丝束周围的水及水蒸气，外层吸水性能优越，可吸收内层吸收的水分，使水分脱离钢丝束表面，防止其锈蚀钢丝束。所述合成纤维束6下端设有合成纤维端部固定板24。

所述锚杯8中部两级直径交界处设有中部钢丝束固定板22，向高强钢丝束和合成纤维束6提供水平向和垂直向的约束，其承受能力比传统的平板型锚板强，增强此锚具的锚固系数。所述锚杯8下端口设有锚板23，所述锚板23上部为上部锚板231，下部为下部锚板232。所述上端部钢丝束固定板21、中部钢丝束固定板22和锚板23都有一圈均匀分布的六个锚孔可通过钢丝束，所述锚板23中心设有一孔洞，水平截面图如图2、4所示，合成纤维束6在锚板23上走向如图3所示。高强钢丝束由上端部钢丝束固定板21固定，再由中部钢丝束固定板22约束，最后由锚板23锚固。所述合成纤维束6从上端部钢丝束固定板21下表面开始沿着钢丝束往下设置，通过中部钢丝束固定板22，到锚板23锚孔上表面，与锚板23上表面预先设置的从六个锚孔周围往中间延伸通过中间孔洞的合成纤维束6接合，之后合成纤维束6往下进入干燥室72，延伸到干燥室72的合成纤维束6端部处于干燥条件，便于水分从干燥室72外转移到干燥室72内并被干燥剂吸收。依附在高强钢丝束周围的合成纤维束6在高强钢丝束锚固端，从各锚固点延伸到锚固盘中点，再向下延伸到干燥室72，既减少了钢丝锚固施工难度，又避免了合成纤维束6与高强钢丝共同锚固时降低钢丝锚固强度的缺陷。

所述锚杯8为二阶直径结构，从上至下逐渐增大，两级直径之间为斜面，便于从锚具下端施工加装锚板23和干燥室72的设施与更换，同时使锚板23边缘整体受力，减轻了锚板23固定螺钉受力强度，整体结构更加牢固。所述上端部钢丝束固定板21、中部钢丝束固定板22和锚板23的六个锚孔中分别设有固定用夹片，且留有较大缝隙可通过合成纤维束6，所述上端部钢丝束固定板21、中部钢丝束固定板22和锚板23均与锚杯8内壁用六个紧旋螺栓连接。所述中部钢丝束固定板22边缘为斜面，与锚杯8两级直径交界处斜面契合。所述锚板23的锚孔下表面处设置六根短合成纤维束6，从锚板23下部伸入干燥室72。所述锚杯8与锚具外壳9之间设有两块关于锚具中心轴对称的横向钢板42，所述横向钢板42与锚杯8、锚具外壳9焊为一体，用于加强锚杯8与锚具外壳9之间的联系。

所述锚具外壳9上端口一圈以及锚具外壳9与锚杯8之间的空间都用树脂填充剂3密封。所述锚杯8底部用横向钢板42封住，锚杯8、横向钢板42与锚具外壳9之间形成一个密闭的空间，所述横向钢板42与干燥室72上壁之间填充树脂填充剂3再封闭干燥室72上壁使形成一个密闭的空间。所述固定板41从锚具外壳9两个凹槽处进入，并与锚具外壳9用螺栓连接。所述干燥室72下端设有干燥室盖板71，所述干燥室盖板71用长螺丝螺母固定，便于干燥室72内干燥剂更换，外涂一层二氧化硅无机涂料5作防腐处理，避免裸露的螺栓锈蚀以及外壳受蚀而影响锚具封闭性与强度。所述干燥室72中填充完硅胶干燥剂或者更换完干燥剂后用干燥室盖板71封紧干燥室72，周围一圈缝隙加置防水圈。

所述高性能耐久防腐拉索锚具的施工方法，包括以下步骤：

(1)在附有锚板23的底板上打两个孔洞，与梁板上固定板41的孔洞对齐，采用紧旋螺栓先将底板和锚板23固定在固定板41上。

(2)将高强钢丝束末端分成六小束进入锚杯8，周围附上两条四分之一圆弧形合成纤维束6，先穿过上端部钢丝束固定板21，再穿过中部钢丝束固定板22，最后锚固在锚板23上。

(3)合成纤维束6随着钢丝束从锚杯8顶部的上端部钢丝束固定板21，通过中部钢丝束固定板22，固定于下部的锚板23，在锚板23上表面集中通过中心圆孔，穿过锚板23。

(4)上端部钢丝束固定板21和中部钢丝束固定板22周围用六个紧旋螺栓与锚杯8连接，并将锚杯8焊接在底板上。

(5)两个半圆形锚具外壳9在锚杯8外部拼装成一个整体，锚杯8和锚具外壳9之间应加置两块半圆环形并关于锚具中心轴对称的横向钢板42，横向钢板42与锚杯8、锚具外壳9焊为一体。

(6)在锚具外壳9与锚杯8之间加入树脂填充剂3，并在锚具外壳9上端口用树脂填充剂3密封一圈，同时在锚杯8上端加设密封板1。

(7)在锚具底部先安装干燥室72上壁，用四个紧旋螺母将其固定在梁板固定板41上，在干燥室72底部设有干燥室盖板71，干燥室盖板71旋紧后周围加上一道防水圈，并在整体锚具周围涂上二氧化硅防腐层5，完成高性能耐久防腐拉索锚具的施工。

Claims (8)

1.一种高性能耐久防腐拉索锚具，其特征在于，包括：上端部钢丝束固定板(21)、中部钢丝束固定板(22)、锚板(23)、合成纤维束(6)、干燥室(72)和锚杯(8)；所述锚杯(8)上端口设有上端部钢丝束固定板(21),所述上端部钢丝束固定板(21)下表面设有高强钢丝束，所述合成纤维束(6)依附在高强钢丝束上，所述合成纤维束(6)下端部设有干燥室(72)，所述干燥室(72)内置硅胶干燥剂；所述锚杯(8)中部两级直径交界处设有中部钢丝束固定板(22)；所述锚杯(8)下端口设有锚板(23)；所述上端部钢丝束固定板(21)、中部钢丝束固定板(22)和锚板(23)都有一圈均匀分布的锚孔可通过钢丝束，所述锚板(23)中心设有孔洞；从上端部钢丝束固定板(21)下表面开始沿着钢丝束往下设置的合成纤维束(6)通过中部钢丝束固定板(22)延伸到锚板(23)锚孔上表面，所述合成纤维束(6)与锚板(23)上表面预先设置的从锚孔周围往中间延伸通过中心孔洞的合成纤维束(6)接合，所述合成纤维束(6)下端处于干燥室(72)中；所述上端部钢丝束固定板(21)的上表面设有密封板(1)；所述合成纤维束(6)截面成四分之一弧形且为分层结构，内外两层由吸水性能差异较大的不同品种合成纤维组成；所述合成纤维束(6)下端设有合成纤维端部固定板(24)。

2.根据权利要求1所述的高性能耐久防腐拉索锚具，其特征在于：所述锚板(23)的锚孔下表面处设有短合成纤维束(6)，所述短合成纤维束(6)的下端处于干燥室(72)中；所述锚板(23)上部为上部锚板(231)，所述锚板(23)下部为下部锚板(232)。

3.根据权利要求1所述的高性能耐久防腐拉索锚具，其特征在于：高强钢丝束由上端部钢丝束固定板(21)固定，再由中部钢丝束固定板(22)约束，最后由锚板(23)锚固。

4.根据权利要求1所述的高性能耐久防腐拉索锚具，其特征在于：所述锚杯(8)为二阶直径结构，所述锚杯(8)从上至下逐渐增大，所述锚杯(8)两级直径之间为斜面；所述中部钢丝束固定板(22)边缘为斜面，与锚杯(8)两级直径交界处斜面契合；所述锚杯(8)外部设有锚具外壳(9)，所述锚杯(8)与锚具外壳(9)之间设有横向钢板(42)，所述横向钢板(42)与锚杯(8)和锚具外壳(9)焊为一体；所述锚杯(8)与锚具外壳(9)之间的空间以及锚具外壳(9)上端口一圈都由树脂填充剂(3)密封；所述锚杯(8)底部由横向钢板(42)封住，锚杯(8)、横向钢板(42)与锚具外壳(9)之间为密闭空间，所述横向钢板(42)与干燥室(72)上壁之间由树脂填充剂(3)密封为密闭空间。

5.根据权利要求4所述的高性能耐久防腐拉索锚具，其特征在于：所述锚具外壳(9)的凹槽处设在固定板(41)上，所述锚具外壳(9)与固定板(41)由螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的高性能耐久防腐拉索锚具，其特征在于：所述上端部钢丝束固定板(21)、中部钢丝束固定板(22)和锚板(23)的锚孔中分别设有固定用夹片，锚孔留有较大缝隙可通过合成纤维束(6)；所述上端部钢丝束固定板(21)、中部钢丝束固定板(22)和锚板(23)均与锚杯(8)内壁用紧旋螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的高性能耐久防腐拉索锚具，其特征在于：所述干燥室(72)下端设有干燥室盖板(71)，所述干燥室盖板(71)由长螺丝螺母固定，所述干燥室盖板(71)周围一圈缝隙设有防水圈。

8.一种如权利要求1所述的高性能耐久防腐拉索锚具的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在附有锚板(23)的底板上打两个孔洞，与梁板上固定板(41)的孔洞对齐，采用紧旋螺栓先将底板和锚板(23)固定在固定板(41)上；

步骤二、将高强钢丝束末端分成小束进入锚杯(8)，钢丝束周围附上四分之一圆弧形合成纤维束(6)，先穿过上端部钢丝束固定板(21)，再穿过中部钢丝束固定板(22)，最后锚固在锚板(23)上；

步骤三、合成纤维束(6)随着钢丝束从锚杯(8)顶部的上端部钢丝束固定板(21)，通过中部钢丝束固定板(22)，固定于下部的锚板(23)，在锚板(23)上表面集中通过中心圆孔，穿过锚板(23)；

步骤四、上端部钢丝束固定板(21)和中部钢丝束固定板(22)周围用紧旋螺栓与锚杯(8)连接，并将锚杯(8)焊接在底板上；

步骤五、两个半圆形锚具外壳(9)在锚杯(8)外部拼装成一个整体，锚杯(8)和锚具外壳(9)之间加置两块半圆环形并关于锚具中心轴对称的横向钢板(42)，横向钢板(42)与锚杯(8)和锚具外壳(9)焊为一体；

步骤六、在锚具外壳(9)与锚杯(8)之间加入树脂填充剂(3)，并在锚具外壳(9)上端口用树脂填充剂(3)密封一圈，同时在锚杯(8)上端加设密封板(1)；

步骤七、在锚具底部先安装干燥室(72)上壁，用紧旋螺母将其固定在梁板固定板(41)上，在干燥室(72)底部设有干燥室盖板(71)，干燥室盖板(71)旋紧后周围加上一道防水圈，并在整体锚具周围涂上二氧化硅无机涂料(5)，完成高性能耐久防腐拉索锚具的施工。

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