CN109518885B - 一种预应力锚固装置、应用该装置的锚固系统及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力锚固装置、应用该装置的锚固系统及施工方法，该锚固装置包括超高性能混凝土(22)、大直径带肋钢管(23)、小直径钢管(24)、大直径管底(25)，其经组装固定各部件、浇筑超高性能混凝土和养护制得。一种应用预应力锚固装置的锚固系统包括夹片式锚具(1)、无锚垫板的预应力锚固装置(2)、超高性能混凝土锚固块(3)、波纹管(4)、钢绞线(5)和构造钢筋(6)，其施工方法包括制作超高性能混凝土锚固块(3)模板、安装无锚垫板的预应力锚固装置(2)和夹片式锚具(1)、安装波纹管(4)、张拉钢绞线(5)并锚固。本发明解决了传统锚固系统及施工方法与超高性能混凝土预应力结构匹配性差的问题。

Description

一种预应力锚固装置、应用该装置的锚固系统及施工方法

技术领域

本发明涉及一种预应力锚固装置、应用该装置的锚固系统及施工方法，属于预应力锚固技术领域。

背景技术

目前，超高性能混凝土(UHPC)材料已逐步应用于预应力结构中，UHPC与普通混凝土相比，其抗压、抗拉强度大、弹性模高，因此UHPC预应力结构的截面尺寸与混凝土预应力结构相比大幅降低；如今，UHPC预应力结构的锚固还是沿用传统的锚固方法，这不仅会使锚固区局部受力更加复杂，而且还会引起UHPC材料特性与传统的锚固系统的匹配性问题；完全沿用现在的锚固区设计方法不能充分的发挥UHPC材料特性，一定程度上造成UHPC材料的浪费。

传统的预应力锚固系统包括锚具、锚垫板、锚后螺旋筋、锚下构造钢筋等，锚固系统安装复杂、施工效率低下；此外，在小尺寸的UHPC截面上布置密集的锚下构造钢筋会对后期UHPC的浇筑带来一定的难度，不能保证锚固区UHPC的质量。因此，必须要发展适用于UHPC预应力结构的锚固体系及其相应的施工方法。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种预应力锚固装置、应用该装置的锚固系统及施工方法，解决了传统的预应力锚固系统及施工方法运用到UHPC结构中带来的施工工艺复杂、施工效率低下和材料浪费的问题。

技术内容：本发明提供了一种预应力锚固装置，该装置为无锚垫板的预应力锚固装置，包括超高性能混凝土、大直径带肋钢管、小直径钢管、大直径管底；其中月牙形肋布置在大直径带肋钢管的内外圆弧面；大直径带肋钢管底部固定有预留圆孔的大直径管底，小直径钢管与大直径带肋钢管同轴线嵌套在一起，并固定在大直径管底的预留圆孔处，超高性能混凝土浇筑在小直径钢管与大直径带肋钢管之间，保证超高性能混凝土与钢管和小直径钢管之间粘结良好。

其中：

所述的固定的方式为焊接或者螺栓连接；所述的大直径带肋钢管的肋分布于大直径带肋钢管的内外圆弧面，肋的形状为月牙形、矩形或者圆柱形。

所述的预留圆孔的大直径管底的预留圆孔直径大小与小直径钢管的直径相等；所述的超高性能混凝土的强度大于160MPa。

所述的大直径带肋钢管和小直径钢管均为镀锌钢管，且其长度相同；大直径带肋钢管的厚度为3～5mm。

本发明还提供了一种预应力锚固装置的施工方法，该施工方法包括以下步骤：

1)加工得到大直径带肋钢管和小直径钢管；

2)将预留圆孔的大直径管底固定于大直径带肋钢管的底部；

3)将小直径钢管与大直径带肋钢管同轴线嵌套，两侧对齐，并将小直径钢管固定在大直径管底的预留圆孔处；

4)在小直径钢管与大直径带肋钢管之间浇筑超高性能混凝土，得到浇筑好的构件；

5)将浇筑好的构件养护后得到所述的预应力锚固装置，及无锚垫板的预应力锚固装置。

本发明还提供了一种应用预应力锚固装置的锚固系统，该系统包括夹片式锚具、无锚垫板的预应力锚固装置、超高性能混凝土锚固块、波纹管、钢绞线和构造钢筋；其中无锚垫板的预应力锚固装置置于超高性能混凝土锚固块一个端部的内部，在无锚垫板的预应力锚固装置的外露表面锚固有夹片式锚具，波纹管贯穿无锚垫板的预应力锚固装置和超高性能混凝土锚固块，钢绞线从波纹管内贯穿，构造钢筋布置于超高性能混凝土锚固块内部。

其中：

所述的无锚垫板的预应力锚固装置置于超高性能混凝土锚固块一个端部的内部，且无锚垫板的预应力锚固装置的端面与超高性能混凝土锚固块的端面在同一平面上。

所述的波纹管贯穿无锚垫板的预应力锚固装置，是指波纹管从无锚垫板的预应力锚固装置中的小直径钢管中贯穿。

所述的构造钢筋采用非等间距布置，在超高性能混凝土锚固块具有预应力锚固装置的一端间距较小，远离该端面过程中间距变大。

本发明还提供了一种应用预应力锚固装置的锚固系统的施工方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、制作超高性能混凝土锚固块的模板，绑扎构造钢筋；

步骤2、确定无锚垫板的预应力锚固装置在超高性能混凝土锚固块的位置并安装、固定，然后将其表面均匀涂刷界面增强剂；

步骤3、在无锚垫板的预应力锚固装置暴露于超高性能混凝土锚固块表面的外露面上锚固夹片式锚具；

步骤4、安装波纹管，波纹管束型按设计要求布置，且波纹管从无锚垫板的预应力锚固装置的小直径钢管中穿出；

步骤5、将钢绞线穿入到波纹管中；

步骤6、张拉钢绞线并用夹片式锚具锚固。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：

首先,此发明可以充分利用UHPC材料优异的力学性能，简化传统的预应力锚固方式，将传统锚固系统的锚垫板与锚下的螺旋钢筋省去，提高锚固效率；

其次，可以解决现有的锚固系统锚后构造钢筋密集布置、绑扎复杂、施工效率低下的问题，提高施工效率；

再次，此种预应力锚固系统的锚固区受力明确，便于锚固区分析与设计；

最后，本发明可适用于UHPC预应力结构的锚固，具有广泛的适用性和很高的可靠性。

附图说明

图1是本发明所述的应用预应力锚固装置的锚固系统的结构示意图；

图2是本发明所述的无锚垫板的预应力锚固装置的主视图；

图3是本发明所述的无锚垫板的预应力锚固装置的的左视图；

图中：1-夹片式锚具、2-无锚垫板的预应力锚固装置、3-超高性能混凝土锚固块、4-波纹管、5-钢绞线、6-构造钢筋、21-月牙形肋、22-超高性能混凝土、23-大直径带肋钢管、24-小直径钢管和25-大直径管底。

具体实施方式

为利于对本发明的结构的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1：

一种预应力锚固装置，该装置为无锚垫板的预应力锚固装置(如图2、图3所示)，包括月牙形肋21、超高性能混凝土22、大直径带肋钢管23、小直径钢管24和大直径管底25；其中月牙形肋21布置在大直径带肋钢管22的内外圆弧面，大直径带肋钢管23与小直径钢管24同轴线嵌套且长度相同；所述大直径带肋钢管23和小直径钢管24均为镀锌钢管，大直径带肋钢管23的钢管厚度为3～5mm，其底部焊接或者螺栓连接有预留圆孔的大直径管底25，且预留圆孔的直径与小直径钢管23的直径相同，小直径钢管24焊接或者螺栓连接在大直径管底25的预留圆孔处；所述超高性能混凝土22的强度大于160MPa，其浇筑在大直径带肋钢管23和小直径钢管24之间，保证超高性能混凝土与大直径带肋钢管23和小直径钢管24之间粘结良好。

一种预应力锚固装置的施工方法，该施工方法包括以下步骤：

1)加工得到小直径钢管24和具有月牙形肋21的大直径带肋钢管23；

2)将预留圆孔的大直径管底25固定于大直径带肋钢管23的底部；

3)将小直径钢管24与大直径带肋钢管23同轴线嵌套，两侧对齐，并将小直径钢管24固定在大直径管底25的预留圆孔处；

4)在小直径钢管24与大直径带肋钢管23之间浇筑超高性能混凝土，得到浇筑好的构件；

5)将浇筑好的构件养护后得到所述的预应力锚固装置，及无锚垫板的预应力锚固装置2。

一种应用预应力锚固装置的锚固系统，包括夹片式锚具1、无锚垫板的预应力锚固装置2、超高性能混凝土锚固块3、波纹管4、钢绞线5和构造钢筋6；其中无锚垫板的预应力锚固装置2置于超高性能混凝土锚固块3一个端部的内部，且无锚垫板的预应力锚固装置2的端面与超高性能混凝土锚固块3的端面在同一平面上，在无锚垫板的预应力锚固装置2的外露表面锚固有夹片式锚具1，波纹管4从无锚垫板的预应力锚固装置2中的小直径钢管24中穿过并贯穿超高性能混凝土锚固块3，钢绞线5从波纹管4内贯穿，构造钢筋6布置于超高性能混凝土锚固块3内部且采用非等间距布置，在超高性能混凝土锚固块3具有预应力锚固装置2的一端间距较小，远离该端面过程中间距变大。

一种应用预应力锚固装置的锚固系统的施工方法：

步骤1、制作超高性能混凝土锚固块3的模板，绑扎构造钢筋6；

步骤2、确定无锚垫板的预应力锚固装置2在超高性能混凝土锚固块3的位置并安装、固定，然后将其表面均匀涂刷界面增强剂；

步骤3、在无锚垫板的预应力锚固装置2暴露于超高性能混凝土锚固块3表面的外露面上锚固夹片式锚具1；

步骤4、安装波纹管4，波纹管4束型按设计要求布置，且波纹管从无锚垫板的预应力锚固装置2的小直径钢管24中穿出；

步骤5、将钢绞线5穿入到波纹管4中；

步骤6、张拉钢绞线5并用夹片式锚具1锚固。

需要进一步说明的是，本发明中所描述的具体实施例仅仅是根据本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充，但并不会偏离本新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种预应力锚固装置，其特征在于：该装置为无锚垫板的预应力锚固装置（2），包括超高性能混凝土（22）、大直径带肋钢管（23）、小直径钢管（24）、大直径管底（25）；其中大直径带肋钢管（23）底部固定有预留圆孔的大直径管底（25），小直径钢管（24 ）与大直径带肋钢管（23）同轴线嵌套在一起，并固定在大直径管底(25)的预留圆孔处，超高性能混凝土（22）浇筑在小直径钢管（24）与大直径带肋钢管（23）之间；

所述的固定的方式为焊接或者螺栓连接；所述的大直径带肋钢管（23）的肋分布于大直径带肋钢管（23）的内外圆弧面，肋的形状为月牙形、矩形或者圆柱形；

所述的大直径带肋钢管（23）和小直径钢管（24）均为镀锌钢管，且其长度相同；大直径带肋钢管（23）的厚度为3～5mm。

2.如权利要求1所述的预应力锚固装置，其特征在于：所述的预留圆孔的大直径管底（25）的预留圆孔直径大小与小直径钢管（24）的直径相等；所述的超高性能混凝土（22）的强度大于160MPa。

3.一种如权利要求1所述的预应力锚固装置的施工方法，其特征在于：该施工方法包括以下步骤：

1）加工得到大直径带肋钢管（23）和小直径钢管（24）；

2）将预留圆孔的大直径管底（25）固定于大直径带肋钢管（23）的底部；

3）将小直径钢管（24）与大直径带肋钢管（23）同轴线嵌套，两侧对齐，并将小直径钢管（24）固定在大直径管底（25）的预留圆孔处；

4）在小直径钢管（24）与大直径带肋钢管（23）之间浇筑超高性能混凝土，得到浇筑好的构件；

5）将浇筑好的构件养护后得到所述的预应力锚固装置，及无锚垫板的预应力锚固装置（2）。

4.一种应用如权利要求1所述的预应力锚固装置的锚固系统，其特征在于：该系统包括夹片式锚具（1）、无锚垫板的预应力锚固装置（2）、超高性能混凝土锚固块（3）、波纹管（4）、钢绞线（5）和构造钢筋（6）；其中无锚垫板的预应力锚固装置（2）置于超高性能混凝土锚固块（3）一个端部的内部，在无锚垫板的预应力锚固装置（2）的外露表面锚固有夹片式锚具（1），波纹管（4）贯穿无锚垫板的预应力锚固装置（2）和超高性能混凝土锚固块（3），钢绞线（5）从波纹管（4）内贯穿，构造钢筋（6）布置于超高性能混凝土锚固块（3）内部；

所述的无锚垫板的预应力锚固装置（2）置于超高性能混凝土锚固块（3）一个端部的内部，且无锚垫板的预应力锚固装置（2）的端面与超高性能混凝土锚固块（3）的端面在同一平面上。

5.如权利要求4所述的一种预应力锚固装置的锚固系统，其特征在于：所述的波纹管（4）贯穿无锚垫板的预应力锚固装置（2），是指波纹管（4）从无锚垫板的预应力锚固装置（2）中的小直径钢管（24）中贯穿。

6.如权利要求4所述的一种预应力锚固装置的锚固系统，其特征在于：所述的构造钢筋（6）采用非等间距布置，在超高性能混凝土锚固块（3）具有预应力锚固装置（2）的一端间距较小，远离该端面过程中间距变大。

7.一种如权利要求4所述的预应力锚固装置的锚固系统的施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1、制作超高性能混凝土锚固块（3）的模板，绑扎构造钢筋（6）；

步骤2、确定无锚垫板的预应力锚固装置（2）在超高性能混凝土锚固块（3）的位置并安装、固定，然后将其表面均匀涂刷界面增强剂；

步骤3、在无锚垫板的预应力锚固装置（2）暴露于超高性能混凝土锚固块（3）表面的外露面上锚固夹片式锚具（1）；

步骤4、安装波纹管（4），波纹管（4）束型按设计要求布置，且波纹管从无锚垫板的预应力锚固装置（2）的小直径钢管（24）中穿出；

步骤5、将钢绞线（5）穿入到波纹管（4）中；

步骤6、张拉钢绞线（5）并用夹片式锚具（1）锚固。

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