CN113914222A - 预应力管道压浆装置及压降方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预应力管道压浆装置，包括预应力管、预应力筋以及设置于所述预应力筋两端的锚具，所述锚具包括锚垫板，一锚垫板上设置有第一注浆孔，第一注浆孔外连接有第一注浆管，所述第一注浆与一压浆机连接以对预应力管内压浆，另一锚垫板上开设有出浆孔，出浆孔外连接有出浆管，所述预应力管管壁中空且内设螺杆，所述混凝土预制体内设置有与预应力管中空管壁连通的操作管，所述操作管内转动连接有转杆，转杆通过锥形齿轮驱动螺杆转动，所述螺杆上还螺纹连接有环形块以使所述螺杆驱动环形块沿预应力管轴线移动，环形块上设置有超声波探头以对压浆后预应力管内是否存留空洞进行检测。本发明能全面检测预应力管道内压浆质量。
Description
技术领域
本发明涉及预应力混凝土桥梁构件浇筑领域。更具体地说，本发明涉及一种预应力管道压浆装置及压降方法。
背景技术
由于桥梁预应力管道压浆是隐蔽工程，预应力系统设计上通常是没有设置检查孔的，而施工过程中又无其他的检查措施，因此桥梁预应力管道压浆的质量好坏不易被评估。在具体施工质量控制中，桥梁预应力管道压浆的质量仍存在着很大问题，由于压浆工艺和施工水平的限制，容易在压浆管道的入口、出口、曲线管道的上凸段、直线段中间段和排气孔附近出现孔洞。在空气和水的作用下，预应力钢绞线容易出现锈蚀，导致钢筋有效截面积减小，导致预应力损失，影响结构可靠性。现有技术中虽然出现了一些用于检测压浆质量的装置和方法，但并不完善，如在申请号为201710560652.4的发明专利中公开了一种适合检测和监测管道内部压浆质量的预应力管道节段，但该预应力管道节段中的预留透明管道只设置在预应力管道中容易出现压浆不实的位置，而不能全面的检测预应力管道，因此也容易出现漏检情形，且由于该预留透明管道需要在混凝土梁体制作完成后保留下来作为长期监测手段，预留透明管道的管径也不可能设置得较大以避免影响混凝土梁体结构强度，因此预留透明管道的检测范围更为有限，漏检机率也更大。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种能全面检测预应力管道内压浆质量的预应力管道压浆装置及压降方法。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种预应力管道压浆装置，包括布置在混凝土预制体内的预应力管、穿设于所述预应力管内的预应力筋以及设置于所述预应力筋两端的锚具，所述锚具包括锚垫板，一锚垫板上设置有第一注浆孔，第一注浆孔外连接有第一注浆管，所述第一注浆与一压浆机连接以对预应力管内压浆，另一锚垫板上开设有出浆孔，出浆孔外连接有出浆管，所述预应力管包括与混凝土预制体连接的外管和同轴设置于所述外管中的内管，所述外管两端均设置有与所述内管连接的环形端板以使外管与内管连成一体，所述外管上开设有第一通孔，所述混凝土预制体内预埋有操作管，所述操作管下端与所述第一通孔连接；
其中，所述外管与内管间沿预应力管轴向转动设置有螺杆，所述螺杆上设置有第一锥形齿轮，所述操作管内转动连接有转杆，所述转杆下端连接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮与所述第一锥形齿轮啮合以使所述转杆驱动所述螺杆转动；所述外管与内管间还设置有围绕所述内管的环形块，所述环形块上沿预应力管轴向开设有螺纹孔，所述环形块通过所述螺纹孔螺纹连接在所述螺杆上以使所述螺杆驱动环形块沿预应力管轴线移动，所述环形块内圆周面设置有超声波探头以对压浆后预应力管内是否存留空洞进行检测；
其中，一锚垫板上对应所述内管与外管间的区域开设有第二注浆孔，所述第二注浆孔外连接有第二注浆管。
优选的是，所述第一通孔开设于所述外管中部，所述操作管设置于所述混凝土预制体中部，所述螺杆位于所述第一锥形齿轮两侧的螺纹旋向相反，所述螺杆上设置有两个环形块，两环形块对称位于所述第一锥形齿轮两侧。
优选的是，所述操作管上端伸出所述混凝土预制体外，且所述操作管上端同轴连接有限位环，所述限位环内径与所述转杆适配，所述转杆上端伸出所述操作管外，所述转杆上位于所述限位环上方处同轴连接有圆挡板以托住转杆。
优选的是，所述内管与外管均采用金属管。
优选的是，所述环形块内圆周面上沿周向均匀间隔的设置有多个超声波探头。
优选的是，所述螺杆两端分别转动连接在两环形端板上。
优选的是，所述环形块外圆周面与所述外管内壁接触以对所述环形块限位。
本发明还提供一种预应力管道压浆方法，其应用上述的预应力管道压浆装置，所述预应力管道压浆方法包括：
步骤一、启动压浆机对所述预应力管内进行压浆，并对出浆管的出浆压力进行测量，当出浆压力达到预设的出浆压力后，关闭出浆管和第一注浆管，关停压浆机；
步骤二、待内管内的砼浆凝固后，转动转杆使环形块在所述外管与内管间左右移动，通过超声波探头对压浆后预应力管内是否存留空洞进行检测，发现有空洞，则在空洞相对的混凝土预制体表钻孔补浆；
步骤三、待内管内的砼浆完全凝固后，拆除预应力筋一端的锚具，将该端的环形端板从预应力管上切割分离，从外管与内管间取出螺杆和环形块，同时从操作管中拆除转杆，其中被拆除的锚具为含有第二注浆管的锚具；
步骤四、重新安装预应力筋一端被拆除的锚具，并通过第二注浆管向外管与内管间注浆，待砼浆从操作管内溢出使停止注浆。
本发明至少包括以下有益效果：本发明通过设置转杆、螺杆、环形块和超声波探头等零部件可全方位的检测预应力管道内的压浆质量，全面的捕捉可能出现的压浆不实情形，同时相比于现有的直接在混凝土梁体外使用超声波检测的方法，本发明直接将超声波探头设置于预应力管道外，更加贴近待检部位，对预应力管道内压浆不实、出现空洞等情形，可检测定位得更加准确。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明实施例所述预应力管道压浆装置的侧面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供一种预应力管道压浆装置，包括布置在混凝土预制体1内的预应力管2、穿设于所述预应力管2内的预应力筋3以及设置于所述预应力筋3两端的锚具，所述锚具包括锚垫板4，一锚垫板4上设置有第一注浆孔，第一注浆孔外连接有第一注浆管5，所述第一注浆与一压浆机连接以对预应力管2内压浆，另一锚垫板4上开设有出浆孔，出浆孔外连接有出浆管6，所述预应力管2包括与混凝土预制体1连接的外管201和同轴设置于所述外管201中的内管202，所述外管201两端均设置有与所述内管202连接的环形端板203以使外管201与内管202连成一体，所述外管201上开设有第一通孔，所述混凝土预制体1内预埋有操作管7，所述操作管7下端与所述第一通孔连接；
其中，所述外管201与内管202间沿预应力管2轴向转动设置有螺杆8，所述螺杆8上设置有第一锥形齿轮9，所述操作管7内转动连接有转杆10，所述转杆10下端连接有第二锥形齿轮11，所述第二锥形齿轮11与所述第一锥形齿轮9啮合以使所述转杆10驱动所述螺杆8转动；所述外管201与内管202间还设置有围绕所述内管202的环形块12，所述环形块12上沿预应力管2轴向开设有螺纹孔，所述环形块12通过所述螺纹孔螺纹连接在所述螺杆8上以使所述螺杆8驱动环形块12沿预应力管2轴线移动，所述环形块12内圆周面设置有超声波探头以对压浆后预应力管2内是否存留空洞进行检测；
具体的，所述螺杆8两端分别转动连接在两环形端板203上。
具体的，所述第一通孔开设于所述外管201中部，所述操作管7设置于所述混凝土预制体1中部，所述螺杆8位于所述第一锥形齿轮9两侧的螺纹旋向相反，所述螺杆8上设置有两个环形块12，两环形块12对称位于所述第一锥形齿轮9两侧，这样当螺杆8旋转时，两环形块12就可以同时相向运动直至均接近第一锥形齿轮9，或同时反向运动直至均靠近螺杆8两端，故两环形块12的运动范围可基本完全覆盖整个预应力管2长度范围；
具体的，所述环形块12内圆周面上沿周向均匀间隔的设置有多个超声波探头，这样多个超声波探头可对内管202截面不同径向上的压浆质量全面检测；
其中，一锚垫板4上对应所述内管202与外管201间的区域开设有第二注浆孔，所述第二注浆孔外连接有第二注浆管13。
在上述实施例中，通过旋转转杆10可以转动第二锥形齿轮11，而第二锥形齿轮11有可以带动第一锥形齿轮9转动，第一锥形齿轮9再带动螺杆8转动，而螺杆8上的环形块12被限定在外管201与内管202间，故螺杆8转动下，环形块12就可沿预应力管2轴线移动，而两环形块12的运动范围基本完全覆盖整个预应力管2长度范围，每一环形块12上有设置有多个超声波探头可对内管202截面不同径向上的压浆质量全面检测，故可全方位的检测预应力管2道内的压浆质量，全面的捕捉可能出现的压浆不实情形。
另外虽然现有技术中也有采用超声波检测的方法对压浆后预应力管2内是否存留空洞进行检测，但一般均是将超声波探头贴在混凝土预制体1表面进行检测，而桥梁梁体的混凝土预制体1体积较大，超声波检测又是测量超声脉冲波在混凝土中的传播速度(简称声速)、首波幅度(简称波幅)和接收信号主频率(简称主频)等声学参数，并根据这些参数及其相对变化判定混凝土中的缺陷情况，故如果将探头设置在桥梁梁体的混凝土预制体1表面，则有桥梁梁体混凝土本身内部缺陷作为干扰项引起检测误差，同时混凝土组成成分复杂，在成型过程中受到多种因素的影响，所以超声波在混凝土中的传播、反射情况也不完全一致，故体积越大的桥梁梁体混凝土构件，超声波探头距预应力管2道内部距离越大，测量精度越低，而上述预应力管2道压浆装置直接将超声波探头设置于预应力管2道外，更加贴近待检部位，对预应力管2道内压浆不实、出现空洞等情形，可检测定位得更加准确。
在另一实施例中，所述操作管7上端伸出所述混凝土预制体1外，且所述操作管7上端同轴连接有限位环14，所述限位环14内径与所述转杆10适配，所述转杆10上端伸出所述操作管7外，所述转杆10上位于所述限位环14上方处同轴连接有圆挡板15以托住转杆10。
在上述实施例中，限位环14设置于操作管7上端，故方便拆卸和安装，同时转杆10转动连接于限位环14内，结构简单有效，容易制作，具体的，限位环14可以采用点焊的方式与操作管7连接，也可以采用螺纹连接的方式与操作管7连接。
在另一实施例中，所述内管202与外管201均采用金属管，如不锈钢管，内管202和外管201上不设置波纹，这样方便环形块12在内管202和外管201间滑动。
在另一实施例中，所述环形块12外圆周面与所述外管201内壁接触以对所述环形块12限位，当螺杆8转动时，环形块12随螺杆8转动的趋势被外管201内壁限制住，故环形块12只能沿预应力管2道轴线方向移动。
本发明还提供一种预应力管2道压浆方法，应用上述的预应力管2道压浆装置，所述预应力管2道压浆方法包括：
步骤一、启动压浆机对所述预应力管2内进行压浆，并对出浆管6的出浆压力进行测量，当出浆压力达到预设的出浆压力后，关闭出浆管6和第一注浆管5，关停压浆机，具体的，第一注浆管和出浆管上均可设置压力表和阀门，利用压力表对注浆压力和出浆压力进行测量，达到相应条件后利用阀门控制第一注浆管5和出浆管6；
步骤二、待内管202内的砼浆凝固后，转动转杆10使环形块12在所述外管201与内管202间左右移动，通过超声波探头对压浆后预应力管2内是否存留空洞进行检测，发现有空洞，则在空洞相对的混凝土预制体1表钻孔补浆，补浆时钻孔至与空洞连通，再通过钻的孔向空洞中灌注砼浆以填充空洞；
步骤三、待内管202内的砼浆完全凝固后，拆除预应力筋3一端的锚具，将该端的环形端板203从预应力管2上切割分离，从外管201与内管202间取出螺杆8和环形块12，同时从操作管7中拆除转杆10，其中被拆除的锚具为含有第二注浆管13的锚具；
步骤四、重新安装预应力筋3一端被拆除的锚具，并通过第二注浆管13向外管201与内管202间注浆，待砼浆从操作管7内溢出使停止注浆。
在上述压浆方法中，预应力管2道压浆装置对预应力管2道内的压浆质量做完检测后，对预应力管2道内出现的空洞缺陷进行补浆，可在混凝土预制体1制作阶段就完成缺陷的修补工作，提高混凝土预制体1的制作质量，同时在补浆完成后还将预应力管2道的内管202和外管201间空间，以及操作管7内空间进行了填补，避免了混凝土预制体1的结构强度受到影响。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.预应力管道压浆装置，包括布置在混凝土预制体内的预应力管、穿设于所述预应力管内的预应力筋以及设置于所述预应力筋两端的锚具，所述锚具包括锚垫板，一锚垫板上设置有第一注浆孔，第一注浆孔外连接有第一注浆管，所述第一注浆与一压浆机连接以对预应力管内压浆，另一锚垫板上开设有出浆孔，出浆孔外连接有出浆管，其特征在于，所述预应力管包括与混凝土预制体连接的外管和同轴设置于所述外管中的内管，所述外管两端均设置有与所述内管连接的环形端板以使外管与内管连成一体，所述外管上开设有第一通孔，所述混凝土预制体内预埋有操作管，所述操作管下端与所述第一通孔连接；
其中，所述外管与内管间沿预应力管轴向转动设置有螺杆，所述螺杆上设置有第一锥形齿轮，所述操作管内转动连接有转杆，所述转杆下端连接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮与所述第一锥形齿轮啮合以使所述转杆驱动所述螺杆转动；所述外管与内管间还设置有围绕所述内管的环形块，所述环形块上沿预应力管轴向开设有螺纹孔，所述环形块通过所述螺纹孔螺纹连接在所述螺杆上以使所述螺杆驱动环形块沿预应力管轴线移动，所述环形块内圆周面设置有超声波探头以对压浆后预应力管内是否存留空洞进行检测；
其中，一锚垫板上对应所述内管与外管间的区域开设有第二注浆孔，所述第二注浆孔外连接有第二注浆管。
2.如权利要求1所述的预应力管道压浆装置，其特征在于，所述第一通孔开设于所述外管中部，所述操作管设置于所述混凝土预制体中部，所述螺杆位于所述第一锥形齿轮两侧的螺纹旋向相反，所述螺杆上设置有两个环形块，两环形块对称位于所述第一锥形齿轮两侧。
3.如权利要求1所述的预应力管道压浆装置，其特征在于，所述操作管上端伸出所述混凝土预制体外，且所述操作管上端同轴连接有限位环，所述限位环内径与所述转杆适配，所述转杆上端伸出所述操作管外，所述转杆上位于所述限位环上方处同轴连接有圆挡板以托住转杆。
4.如权利要求1所述的预应力管道压浆装置，其特征在于，所述内管与外管均采用金属管。
5.如权利要求1所述的预应力管道压浆装置，其特征在于，所述环形块内圆周面上沿周向均匀间隔的设置有多个超声波探头。
6.如权利要求1所述的预应力管道压浆装置，其特征在于，所述螺杆两端分别转动连接在两环形端板上。
7.如权利要求1所述的预应力管道压浆装置，其特征在于，所述环形块外圆周面与所述外管内壁接触以对所述环形块限位。
8.预应力管道压浆方法，其特征在于，应用如权利要求1所述的预应力管道压浆装置，所述预应力管道压浆方法包括：
步骤一、启动压浆机对所述预应力管内进行压浆，并对出浆管的出浆压力进行测量，当出浆压力达到预设的出浆压力后，关闭出浆管和第一注浆管，关停压浆机；
步骤二、待内管内的砼浆凝固后，转动转杆使环形块在所述外管与内管间左右移动，通过超声波探头对压浆后预应力管内是否存留空洞进行检测，发现有空洞，则在空洞相对的混凝土预制体表钻孔补浆；
步骤三、待内管内的砼浆完全凝固后，拆除预应力筋一端的锚具，将该端的环形端板从预应力管上切割分离，从外管与内管间取出螺杆和环形块，同时从操作管中拆除转杆，其中被拆除的锚具为含有第二注浆管的锚具；
步骤四、重新安装预应力筋一端被拆除的锚具，并通过第二注浆管向外管与内管间注浆，待砼浆从操作管内溢出使停止注浆。
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