CN113605239A - 一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系及其桥墩拼装施工方法 - Google Patents

Abstract

一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系及其桥墩拼装施工方法，该预应力锚固结构体系包括位于基台内的粘结式固定端锚具、位于墩柱顶部的夹片式张拉端锚具以及钢绞线索和预埋管；预埋管分成两段，预埋管段Ⅰ设在墩柱内，其上端与锚垫板密封连接、下端位于墩柱底部；预埋管段Ⅱ设在在基台内，其上端位于基台顶面的拼装面密封槽口处，下端与喇叭型锚垫板顶部密封连接；在基台顶面的拼装面密封槽口处安装有拼装面密封圈；装配状态下，在喇叭型锚垫板的内腔中，含挤压头的钢绞线束与灌注的高强砂浆粘结锚固，并通过喇叭型锚垫板传力到基台中；喇叭型锚垫板底部与端盖板密封连接。该预应力锚固结构体系固定端锚固可靠，对预埋施工要求较低；结构简单，成本较低。

Description

一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系及其桥墩拼装施工方法

技术领域

本发明涉及一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系及其桥墩拼装施工方法。

背景技术

随着我国桥墩预制拼装工法的不断实施与推进，各种拼装连接技术得到不断研究与应用，如用于主筋连接的灌浆套筒连接技术，用于预应力筋连接的高强螺纹钢筋连接技术和自锁紧钢绞线锚固连接技术等。

由于桥墩拼装预应力连接适用于横向荷载较大、抗震要求较高的工程，如跨海大桥、铁路大桥、城市高架桥；当前常用的各种方法分别存在一些不足之处；例如1、高强螺纹钢筋连接技术，钢筋强度相对较低、用量大、长度短需接长，其成本高昂，且施工较复杂；

2、当前常用的自锁紧钢绞线锚固连接技术—如公开号为CN102535755、发明名称为：《自锁紧预应力锚固结构及竖向预应力锚固体系及施工方法》结构简单、施工也较方便，但该技术对自锁紧锚固性能、施工密封性能要求很高，因为自锁紧锚固结构预埋于基台内，其对后面穿入的索体锚头的自锁锚固情况难以检测，另自锁紧锚具相对常规固定端锚具结构较为复杂，成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系及其桥墩拼装施工方法，该桥墩拼装用预应力锚固结构体系具有①固定端锚固可靠，对预埋施工要求较低；②结构简单，成本较低；③穿索、张拉、灌浆等能方便实施等特点，以解决已有技术存在的上述不足。

解决上述问题的技术方案是：一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系，包括位于基台内的固定端锚具、位于墩柱顶部的张拉端锚具以及钢绞线束和预埋管；其特征在于：

所述位于基台内的固定端锚具是粘结式固定端锚具，该粘结式固定端锚具由喇叭型锚垫板、钢绞线端头的挤压头、高强砂浆、钢绞线分丝板和端盖板组成；在喇叭型锚垫板侧面孔壁不同高度位置设有通孔Ⅰ、通孔Ⅱ和通孔Ⅲ三个通孔；

位于墩柱顶部的张拉端锚具是由夹片、锚板、张拉端锚垫板和螺旋筋组成的夹片式张拉端锚具；

作为预应力钢绞线束成型孔道的预埋管分成两段分设于墩柱和基台中，预埋管段Ⅰ设在墩柱内，其上端与张拉端锚垫板密封连接、下端位于墩柱底部；预埋管段Ⅱ设在在基台内，其上端位于基台顶面的拼装面密封槽口处，下端与喇叭型锚垫板顶部密封连接；

在基台顶面的拼装面密封槽口处安装有拼装面密封圈；

装配状态下， 在喇叭型锚垫板的内腔中，含有挤压头的钢绞线束与灌注进来的高强砂浆粘结锚固，并通过喇叭型锚垫板传力到基台中；所述喇叭型锚垫板底部与端盖板密封连接，顶部与预埋管段Ⅱ密封连接，在侧面孔壁不同高度位置设的通孔Ⅰ、通孔Ⅱ、通孔Ⅲ依次与初次灌浆管、出浆管和二次灌浆管密封连接，初次灌浆管、出浆管和二次灌浆管伸出基台侧面；喇叭型锚垫板内腔中的高强砂浆通过初次灌浆管灌注进入，多余浆体通过出浆管排出，锚固构造上部孔道——包括预埋管段Ⅰ、预埋管段Ⅱ内的孔道浆体通过二次灌浆管灌注，从上端张拉端锚具出浆。

相关的另一技术方案是：一种桥墩拼装施工方法,它是采用上述一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系实现桥墩拼装施工的方法，包括以下步骤：

A、粘结式固定端锚具预埋安装及基台浇筑：

A1、粘结式固定端锚具预埋安装：

在基台浇筑前，在基台中竖直安装喇叭型锚垫板，端盖板与喇叭型锚垫板底面密封连接，初次灌浆管、出浆管和二次灌浆管分别与锚垫板侧面的三个通孔——通孔Ⅰ、通孔Ⅱ、通孔Ⅲ密封连接，预埋管段Ⅱ与喇叭型锚垫板顶部密封连接；

A2、浇筑基台:

在基台顶面安装形成拼装面密封槽口的模具，之后浇筑基台；

B、张拉端锚具预埋安装及墩柱浇筑：

B1、张拉端锚具预埋安装：

在墩柱浇筑前，在墩柱中安装张拉端锚垫板、螺旋筋和预埋管预埋管段Ⅰ；

B2、墩柱浇筑：

首先在墩柱顶部预埋形成预应力槽口的模具，之后浇筑墩柱；

步骤B、张拉端锚具预埋安装及墩柱浇筑与步骤A、粘结式固定端锚具预埋安装及基台浇筑或是分别同时进行或是按序进行或是步骤B提前进行；

C、墩柱与基台拼装：

C1、试拼装:

将预制好的墩柱与基台实施预拼装对接，检查配合度；

C2、安装密封圈以及密封胶或密封浆：

试拼装完成后，在拼装面密封槽口内安装拼装面密封圈和密封胶或密封浆，把墩柱安装于基台顶面；

D、钢绞线制索与穿束：

D1、钢绞线制索：

在钢绞线穿入孔道前，先在每根钢绞线端头挤上挤压头，并把钢绞线分丝板安装于挤压头上部使每根钢绞线隔离排布；

D2、穿束：

将钢绞线束整体从墩柱顶面放入孔道，直到挤压头到达喇叭型锚垫板底面的端盖板；

E、固定端锚具灌高强砂浆：

在基台内，通过初次灌浆管把高强砂浆灌入喇叭型锚垫板内腔中，多余浆体通过出浆管排出，等待高强砂浆达到设计强度；

F、钢绞线张拉锚固：

当基台内灌注的高强砂浆达到设计强度后，在墩柱顶部用设备对钢绞线束进行张拉锚固；

G、二次灌浆及封锚：

G1、二次灌浆：

通过二次灌浆管，对锚固构造上部孔道——包括预埋管段Ⅰ、预埋管段Ⅱ内灌注孔道浆体填充；

G2、封锚：

当多余孔道浆体从上端张拉端锚具出浆后，在墩柱顶面实施封锚处理。

由于采用上述技术方案，本发明之一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系及其桥墩拼装施工方法具有以下特点和有益效果：

1、固定端锚固可靠，对预埋施工要求较低，成本较低；

与桥墩拼装常用自锁紧锚固构造相比，本发明之一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系的粘结式固定端锚具Ⅰ通过挤压与粘结双重锚固，锚固更可靠，锚固质量容易保证，对施工精度要求相对较低，成本相对较低。

2、与桥墩拼装常用高强钢筋锚固构造相比，本发明之一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系结构简单，成本低，预应力不用接长，施工方便。

3、穿索、张拉、灌浆施工方便，易于控制质量。

下面，结合附图和实施例对本发明之一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系及其桥墩拼装施工方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明之一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系整体结构及使用状态示意图；

图2是发明之一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系结构用于桥墩拼装施工方法中完成步骤A\B\C\D后的状态示意图。

图中：

Ⅰ-粘结式固定端锚具；Ⅱ-夹片式张拉端锚具；

1-夹片，2-锚板，3-张拉端锚垫板，4-螺旋筋；

51-预埋管段Ⅰ，52-预埋管段Ⅱ；

6-墩柱, 601-预应力槽口；7-孔道浆体，8-钢绞线；

9-拼装面密封槽口，10-拼装面密封圈，11-基台，12-二次灌浆管，13-出浆管，14-初次灌浆管；

15-高强砂浆，16-喇叭型锚垫板，1601-通孔Ⅰ，1602-通孔Ⅱ，1603-通孔Ⅲ；17-钢绞线分丝板，18-挤压头，19-端盖板。

具体实施方式

实施例一：

一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系：

如图所示，该桥墩拼装用预应力锚固结构体系包括位于基台11内的粘结式固定端锚具Ⅰ、位于墩柱6顶部的夹片式张拉端锚具Ⅱ以及钢绞线束和预埋管；

所述位于基台11内的粘结式固定端锚具Ⅰ由喇叭型锚垫板16、钢绞线8端头的挤压头18、高强砂浆15、钢绞线分丝板17和端盖板19组成；在喇叭型锚垫板16侧面孔壁不同高度位置设有通孔Ⅰ1601、通孔Ⅱ1602和通孔Ⅲ1603三个通孔；

位于墩柱6顶部的夹片式张拉端锚具Ⅱ由夹片1、锚板2、张拉端锚垫板3和螺旋筋4组成，其结构与常规锚具类同，此处不再赘述；

作为预应力钢绞线束成型孔道的预埋管分成两段分设于墩柱6和基台11中，预埋管段Ⅰ51设在墩柱6内，其上端与锚垫板3密封连接、下端位于墩柱6底部；预埋管段Ⅱ52设在在基台11内，其上端位于基台11顶面的拼装面密封槽口9处，下端与喇叭型锚垫板16顶部密封连接；

在基台11顶面的拼装面密封槽口9处安装有拼装面密封圈10，其作用是：用于防止墩柱6和基台11拼装时，其结合面处的结构胶或浆不进入预埋管中；

装配状态下， 在喇叭型锚垫板16的内腔中，含有挤压头18的钢绞线束8与灌注进来的高强砂浆15粘结锚固，并通过喇叭型锚垫板16传力到基台11中；所述喇叭型锚垫板16内腔为底部大、顶部小的喇叭型结构，一般为铸造成型，底部与端盖板19密封连接，顶部与预埋管段Ⅱ52密封连接，在侧面孔壁不同高度位置设的通孔Ⅰ、通孔Ⅱ、通孔Ⅲ依次与初次灌浆管14、出浆管13、二次灌浆管12密封连接，初次灌浆管14、出浆管13和二次灌浆管12伸出基台11侧面；喇叭型锚垫板16内腔中的高强砂浆15通过初次灌浆管14灌注进入，多余浆体通过出浆管13排出，锚固构造上部孔道——包括预埋管段Ⅰ51、预埋管段Ⅱ52内的孔道浆体7通过二次灌浆管12灌注，从上端张拉端锚具出浆。

实施例二：

一种桥墩拼装施工方法：

它是采用实施例一所述一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系实现桥墩拼装施工的方法，包括以下步骤：

A、粘结式固定端锚具预埋安装及基台浇筑：

A1、粘结式固定端锚具预埋安装：

在基台浇筑前，在基台11中竖直安装喇叭型锚垫板16，端盖板19与喇叭型锚垫板16底面密封连接，初次灌浆管14、出浆管13和二次灌浆管12分别与锚垫板侧面的三个通孔——通孔Ⅰ1601、通孔Ⅱ1602、通孔Ⅲ1603密封连接，预埋管段Ⅱ52与喇叭型锚垫板16顶部密封连接（参见图2）；

A2、浇筑基台:

在基台顶面安装形成拼装面密封槽口9的模具，之后浇筑基台；

B、张拉端锚具预埋安装及墩柱浇筑：

B1、张拉端锚具预埋安装：

在墩柱浇筑前，在墩柱中安装张拉端锚垫板3、螺旋筋4和预埋管段Ⅰ51；

B2、墩柱浇筑：

首先在墩柱顶部预埋形成预应力槽口601的模具，之后浇筑墩柱6（参见图2）；

步骤B、张拉端锚具预埋安装及墩柱浇筑与步骤A、粘结式固定端锚具预埋安装及基台浇筑可以是分别同时进行、也可以是按序进行或是将步骤B提前进行；

C、墩柱与基台拼装：

C1、试拼装：

将预制好的墩柱6与基台11实施预拼装对接，检查配合度；

C2、安装密封圈以及密封胶或密封浆：

试拼装完成后，在拼装面密封槽口9内安装拼装面密封圈10和密封胶或密封浆，把墩柱安装于基台顶面（参见图2）；

D、钢绞线制索与穿束：

D1、钢绞线制索：

在钢绞线穿入孔道前，先在每根钢绞线端头挤上挤压头18，并把钢绞线分丝板17安装于挤压头上部使每根钢绞线隔离排布；

D2、穿束：

将钢绞线束整体从墩柱顶面放入孔道，直到挤压头到达喇叭型锚垫板底面的端盖板；

E、固定端锚具灌高强砂浆：

在基台11内，通过初次灌浆管14把高强砂浆15灌入喇叭型锚垫板16内腔中，多余浆体通过出浆管13排出，等待高强砂浆达到设计强度；

F、钢绞线张拉锚固：

当基台内灌注的高强砂浆达到设计强度后，在墩柱顶部用设备对钢绞线束进行张拉锚固；

G、二次灌浆及封锚：

G1、二次灌浆：

通过二次灌浆管12，对锚固构造上部孔道——包括预埋管段Ⅰ51、预埋管段Ⅱ52内灌注孔道浆体7填充；

G2、封锚：

当多余孔道浆体从上端张拉端锚具出浆后，在墩柱顶面实施封锚处理。

Claims (2)

1.一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系，包括位于基台（11）内的固定端锚具、位于墩柱（6）顶部的张拉端锚具以及钢绞线束和预埋管；其特征在于：

所述位于基台（11）内的固定端锚具是粘结式固定端锚具（Ⅰ），该粘结式固定端锚具（Ⅰ）由喇叭型锚垫板（16）、钢绞线（8）端头的挤压头（18）、高强砂浆（15）、钢绞线分丝板（17）和端盖板（19）组成；在喇叭型锚垫板（16）侧面孔壁不同高度位置设有通孔Ⅰ（1601））、通孔Ⅱ（1602）和通孔Ⅲ（1603）三个通孔；

位于墩柱（6）顶部的张拉端锚具是由夹片（1）、锚板（2）、张拉端锚垫板（3）和螺旋筋（4）组成的夹片式张拉端锚具（Ⅱ）；

作为预应力钢绞线束成型孔道的预埋管分成两段分设于墩柱（6）和基台（11）中，预埋管段Ⅰ（51）设在墩柱内，其上端与张拉端锚垫板（3）密封连接、下端位于墩柱（6）底部；预埋管段Ⅱ（52）设在在基台内，其上端位于基台顶面的拼装面密封槽口（9）处，下端与喇叭型锚垫板（16）顶部密封连接；

在基台顶面的拼装面密封槽口（9）处安装有拼装面密封圈（10）；

装配状态下， 在喇叭型锚垫板（16）的内腔中，含有挤压头（18）的钢绞线束与灌注进来的高强砂浆（15）粘结锚固，并通过喇叭型锚垫板（16）传力到基台中；所述喇叭型锚垫板（16）底部与端盖板（19）密封连接，顶部与预埋管段Ⅱ（52）密封连接，在侧面孔壁不同高度位置设的通孔Ⅰ、通孔Ⅱ、通孔Ⅲ依次与初次灌浆管（14）、出浆管（13）和二次灌浆管（12）密封连接，初次灌浆管、出浆管和二次灌浆管伸出基台（11）侧面；喇叭型锚垫板（16）内腔中的高强砂浆（15）通过初次灌浆管（14）灌注进入，多余浆体通过出浆管（13）排出，锚固构造上部孔道——包括预埋管段Ⅰ（51）、预埋管段Ⅱ（52）内的孔道浆体（7）通过二次灌浆管（12）灌注，从上端张拉端锚具出浆。

2.一种桥墩拼装施工方法,其特征在于，它是采用权利要求1所述一种桥墩拼装用预应力锚固结构体系实现桥墩拼装施工的方法，包括以下步骤：

A、粘结式固定端锚具预埋安装及基台浇筑：

A1、粘结式固定端锚具预埋安装：

在基台浇筑前，在基台（11）中竖直安装喇叭型锚垫板（16），端盖板（19）与喇叭型锚垫板（16）底面密封连接，初次灌浆管（14）、出浆管（13）和二次灌浆管（12）分别与锚垫板侧面的三个通孔——通孔Ⅰ（1601）、通孔Ⅱ（1602）、通孔Ⅲ（1603）密封连接，预埋管段Ⅱ（52）与喇叭型锚垫板（16）顶部密封连接；

A2、浇筑基台:

在基台顶面安装形成拼装面密封槽口（9）的模具，之后浇筑基台；

B、张拉端锚具预埋安装及墩柱浇筑：

B1、张拉端锚具预埋安装：

在墩柱浇筑前，在墩柱中安装张拉端锚垫板（3）、螺旋筋（4）和预埋管预埋管段Ⅰ（51）；

B2、墩柱浇筑：

首先在墩柱顶部预埋形成预应力槽口（601）的模具，之后浇筑墩柱（6）；

步骤B、张拉端锚具预埋安装及墩柱浇筑与步骤A、粘结式固定端锚具预埋安装及基台浇筑或是分别同时进行或是按序进行或是步骤B提前进行；

C、墩柱与基台拼装：

C1、试拼装:

将预制好的墩柱（6）与基台（11）实施预拼装对接，检查配合度；

C2、安装密封圈以及密封胶或密封浆：

试拼装完成后，在拼装面密封槽口（9）内安装拼装面密封圈（10）和密封胶或密封浆，把墩柱安装于基台顶面；

D、钢绞线制索与穿束：

D1、钢绞线制索：

在钢绞线穿入孔道前，先在每根钢绞线端头挤上挤压头（18），并把钢绞线分丝板（17）安装于挤压头上部使每根钢绞线隔离排布；

D2、穿束：

将钢绞线束整体从墩柱顶面放入孔道，直到挤压头到达喇叭型锚垫板底面的端盖板；

E、固定端锚具灌高强砂浆：

在基台（11）内，通过初次灌浆管（14）把高强砂浆（15）灌入喇叭型锚垫板（16）内腔中，多余浆体通过出浆管（13）排出，等待高强砂浆达到设计强度；

F、钢绞线张拉锚固：

当基台内灌注的高强砂浆达到设计强度后，在墩柱顶部用设备对钢绞线束进行张拉锚固；

G、二次灌浆及封锚：

G1、二次灌浆：

通过二次灌浆管（12），对锚固构造上部孔道——包括预埋管段Ⅰ（51）、预埋管段Ⅱ（52）内灌注孔道浆体（7）填充；

G2、封锚：

当多余孔道浆体从上端张拉端锚具出浆后，在墩柱顶面实施封锚处理。

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