CN204199167U - 钢绞线夹片锚附加锚固装置及安装锚固装置的张拉工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型钢绞线夹片锚附加锚固装置及安装锚固装置的张拉工具，提供一种钢绞线夹片锚附加锚固装置，包括二次锚和设置于普通一次锚和二次锚之间的复位环板，普通一次锚为已设置完成的用于固定钢绞线的锚固装置，复位环板上设有数量与一次锚环的锚孔数量相同复位孔，二次锚包含二次锚锚环和二次锚夹片，二次锚锚环上底面设置有凹槽，凹槽内沿轴向方向设有与一次锚环的锚孔数量相同二次锚锚孔，二次次锚夹片沿中轴线设置一个第二夹片孔，第二夹片孔的内壁上设有牙形锯齿，二次锚夹片沿轴向切分为对称的两部分。本实用新型不仅实现了普通夹片锚补力，能有效防止系杆拱桥刚性吊杆在汽车等动荷载作用下的脱锚隐患，同时增加的二次锚环作为刚性吊杆钢绞线夹片锚的二道防线。

Description

钢绞线夹片锚附加锚固装置及安装锚固装置的张拉工具

技术领域

本实用新型涉及役系杆拱桥加固处理和施工的技术领域，特别是刚性吊杆钢绞线夹片锚附加锚固装置。 

背景技术

在二十世纪90年代中期，随着以OVM系列为代表的预应力群锚技术的逐步成熟，由于采用预应力钢绞线和配套的夹片锚，其无需精确下料、端部无需扩大孔以及张拉效率高和锚固方便等，避免了桥梁吊杆中所主要采用的精轧螺纹钢筋和平行钢丝束镦头锚等两种主要预应力筋锚固形式在当时所存在的一些缺陷和不便，故而上世纪90年代起在全国建了一大批采用无防松装置的夹片锚锚固钢绞线并进行竖向孔道压浆的刚性吊杆系杆拱桥。 

系杆拱桥采用刚性吊杆虽然避免了柔性杆分项分批张拉、配套合适锚具选择的复杂性，但是，采用普通夹片锚锚固低应力钢绞线的一系列问题也在工程施工和系杆拱桥服役中逐渐暴露，其主要问题有：(1)吊杆内预应力钢绞线长度较短和张拉后夹片的内缩直接影响了锚具夹片的有效跟进锚固，使锚固能力不足；(2)刚性吊杆内预应力钢绞线张拉后的孔道压浆及水泥砂浆封锚使锚头夹片缝隙被填充，影响了桥面荷载增大时吊杆荷载随之增大时夹片的有效跟进。以上问题已影响到此类桥梁的营运安全，并造成了严重的安全事故，如99年重庆綦江大桥垮塌、2001年宜宾南门大桥垮塌、2007年常州运村大桥垮塌。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种钢绞线夹片锚附加锚固装置，本发明还提供了安装该附加装置的张拉工具和安装方法。 

一种刚性吊杆钢绞线夹片锚附加锚固装置，包含二次锚和设置于普通一次锚和二次锚之间的复位环板，普通一次锚为已设置完成的用于固定钢绞线的锚固装置； 

复位环板呈圆柱形，设置在一次锚环上底面一侧，其直径小于一次锚锚环直径，复位环板上设置复位孔，复位孔的数量与一次锚环的锚孔数量相同，复位孔的位置与锚孔的位置相对应； 

二次锚包含二次锚锚环和二次锚夹片，二次锚锚环呈圆柱形，其径向直径小 于一次锚锚环径向直径；二次锚锚环侧面设有螺纹，二次锚锚环的下底面设置于复位环板一侧，上底面设置有凹槽；凹槽内沿轴向方向设有二次锚锚孔，二次锚锚孔的数量与一次锚环的锚孔数量相同，二次锚锚孔的位置与一次锚环的锚孔的位置相对应，二次锚锚孔分为靠近二次锚锚环下底面的第二进线腔和靠近二次锚锚环上底面的第二夹片腔，第二进线腔为圆柱形，第二夹片腔呈圆台形，二次锚锚孔轴向高度与露在普通一次锚外的钢绞线长度向匹配；二次次锚夹片为圆台形，斜度与二次锚锚环的第二夹片腔的斜度相同，其轴向高度与二次锚锚孔的轴向高度向匹配，二次锚夹片沿中轴线设置一个第二夹片孔，第二夹片孔的内壁上设有牙形锯齿，二次锚夹片沿轴向切分为对称的两部分，二次锚夹片位于第二夹片腔内。 

一种刚性吊杆钢绞线夹片锚附加锚固装置的张拉工具，包括张拉承压环板、斜销、反力架、张拉套筒、千斤顶承压板、张拉钢棒、张拉千斤顶； 

张拉承压环板设有上底面和下底面，上底面设有凸台，张拉承压环板内设有圆柱形的第一通孔，第一通孔内壁上设有凸起将第一通孔分为靠近下底面的一次锚腔和靠近上表面的二次锚腔，凸起处的内径小于复位环板的外径，一次锚腔的内径与一次锚锚环外径相同，二次锚腔内径与二次锚锚环外径相同；在张拉承压环板的上底面沿第一通孔的径向方向设置至少一对斜销槽，每对斜销槽关于第一通孔中轴线对称，斜销槽的深度不能超过第一通孔内壁凸起的位置； 

斜销呈棒状，前端设有倾角，斜销厚度小于斜销槽的深度，斜销的数量等于斜销槽的数量，斜销＝穿过斜销槽＝与复位板顶紧； 

反力架内设圆柱形第二通孔＝，第二通孔内径等于张拉承压环板凸台的外径，反力架一端设置于张拉承压环板的上底面且卡在张拉承压环板的凸台外侧； 

张拉套筒呈圆柱体，内设第三通道，第三通道内壁上设有退刀槽，退刀槽将第三通道分为张拉腔和第二二次锚腔，第二二次锚腔内径与二次锚锚环外径相同，第二二次锚腔内壁设有螺纹，张拉腔的内径小于第二二次锚腔内径，张拉腔内壁上设有螺纹，张拉套筒插入反力架的第二通孔并于二次锚锚环螺纹连接； 

张拉钢棒包括钢棒和螺母，钢棒的直径小于尾部螺母的直径，头部钢棒侧面设有螺纹，张拉钢棒头部通过张拉腔内壁螺纹与张拉套筒螺纹连接千斤顶承压板盖在反力架另一端，其设有第三通孔，第三通孔的内径大于张拉钢棒头部的外径； 

张拉千斤顶安装于张拉钢棒露在第二通孔和第三通孔以外的尾部上。 

下面结合附图详细地描述本实用新型提供的钢绞线夹片锚附加锚固装置和张拉工具。 

附图说明

图1是本实用新型整体构造示意图； 

图2(a)是复位环板剖面图，图2(b)是复位环主视图； 

图3(a)是二次锚锚环剖面图，图3(b)是二次锚锚环主视图； 

图4(a)是张拉承压环板剖面图，图4(b)是张拉承压环板主视图； 

图5(a)是张拉套筒剖面图，图5(b)是张拉套筒主视图； 

图6是张拉钢棒结构示意图。 

具体实施方式

结合图1，一种钢绞线夹片锚附加锚固装置，包含二次锚和设置于普通一次锚和二次锚之间的复位环板4； 

普通一次锚为已设置完成的用于固定钢绞线的锚固装置，包括一次锚锚环1和一次锚夹片2，一次锚锚环1设有上底面和下底面，一次锚锚环1内沿轴向方向设置一个以上的锚孔，锚孔分为靠近下底面的进线腔和靠近上底面的夹片腔，进线腔为圆柱形，夹片腔呈圆台形；一次锚夹片2为圆台形，斜度与一次锚锚环1夹片腔的斜度相同，一次锚夹片2沿中轴线设置一个夹片孔，夹片孔的内壁上设有牙形锯齿，一次锚夹片2沿轴向切分为对称的两部分；钢绞线依次穿过一次锚锚环1的进线腔、夹片腔和一次锚夹片2的夹片孔，一次锚夹片2夹牢钢绞线后插入一次锚锚环1的夹片腔中； 

结合图2(a)和图2(b)，复位环板4呈圆柱形，复位环板4直径小于一次锚锚环1直径；复位环板4设有靠近一次锚的下底面和靠近二次锚的上底面，复位环板4上底面边缘设置倾角α；复位环板4上设置复位孔4-1，复位孔4-1的数量与一次锚环1的锚孔数量相同，复位孔4-1的位置与锚孔的位置相对应，复位孔呈圆柱形，其内径大于钢绞线的外径。其中倾角α的作用在于，在安装附加锚固装置时，需要用斜销顶紧复位环板4以防止一次锚夹片2从一次锚锚环1中过大退出，因此复位环板4上底面边缘和斜销5前端设有角度相同且互相匹配的的倾角，方便斜销5顶紧复位环板4。 

结合图3(a)和图3(b)，二次锚包含二次锚锚环6和二次锚夹片7，二次锚锚环6呈圆柱形，其直径小于一次锚锚环1径向直径，其轴向高度大于露在普通一次锚外面的钢绞线的长度；二次锚锚环6侧面设有螺纹，二次锚锚环6的下底面设置于复位环板4一侧，且二次锚锚环6下底面边缘设置倾角β，上底面设置有凹槽6-1；凹槽6-1内沿轴向方向设有二次锚锚孔6-2，二次锚锚孔6-2的数量与一次锚环1的锚孔数量相同，二次锚锚孔6-2的位置与一次锚环1的锚孔的位置相对应，二次锚锚孔6-2分为靠近二次锚锚环下底面的第二进线腔6-3和靠近二次锚锚环上底面的第二夹片腔6-4，第二进线腔6-3为圆柱形，第二夹片腔6-4呈圆台形，二次锚锚孔6-2轴向高度与露在普通一次锚外的钢绞线长度向匹配；二次次锚夹片7为圆台形，斜度与二次锚锚环6的第二夹片腔的斜度θ相同，其轴向高度与二次锚锚孔6-2的轴向高度相同，二次锚夹片7沿中轴线设置一个第二夹片孔7-1，第二夹片孔7-1的内径小于钢绞线的外径，第二夹片孔7-1的内壁上设有牙形锯齿，该牙形锯齿为牙距为1mm的细牙锯齿，二次锚夹片7沿轴向切分为对称的两部分，使用时，二次锚夹片7位于第二夹片腔6-4内。其中二次锚锚孔6-2轴向高度取决于露在普通一次锚外的钢绞线长度，由于已张拉封锚的系杆拱桥刚性吊杆露在普通一次锚外的钢绞线较短，一般为40mm-50mm左右，因此，为了防止在张拉过程中出现脱锚的风险，二次锚锚孔6-2的轴向高度一般设置在30-35mm之间，第二进线腔6-3的轴向高度一般设置为2mm-3mm。二次锚环6上底面设置凹槽的目的有二：一是在安装附加锚固装置时保护钢绞线；二是增加二次锚环6侧面的面积，以此增加侧面螺纹数量，由于二次锚锚孔6-2轴向高度小，如果没有凹槽增加二次锚环6的侧面面积，当张拉套筒9与二次锚环螺纹连接后进行张拉操作，存在张拉套筒9与二次锚分离的可能，因此凹槽6-1的设计使得二次锚环6与张拉套筒9连接的更紧密，工作效果更好。二次锚锚环6下底面边缘设置倾角β的目的在于当附加锚固装置开始安装后，需要用斜销5顶紧复位环板4，防止一次锚夹片2从一次锚锚环1中过大的退出，而倾角β的设置可以方便斜销5滑至复位环板4的上底面边缘，从而顶紧复位环板4。二次锚夹片7轴向高度应当与二次锚锚孔6-2中的第二夹片腔6-4的轴向高度保持一致；第二夹片孔7-1的内壁上设置牙距为1mm的细牙锯齿的目的在于，由于二次锚夹片7的轴向高度短，如果采用普通的牙形锯齿，当二次锚夹片加紧钢 绞线后，在张拉的过程中可能出现钢绞线脱锚的现象，而牙距为1mm的细牙锯齿可以增加二次锚夹片7与钢绞线之间的摩擦力。 

一种刚性吊杆钢绞线夹片锚附加锚固装置的张拉工具，其特征在于，包括张拉承压环板3、斜销5、反力架8、张拉套筒9、千斤顶承压板10、张拉钢棒11、张拉千斤顶12。 

结合图4(a)和图4(b)，张拉承压环板3设有上底面和下底面，上底面设有凸台3-4，张拉承压环板3内设有圆柱形的第一通孔3-1，第一通孔3-1内壁上设有凸起将第一通孔3-1分为靠近下底面的一次锚腔3-2和靠近上表面的二次锚腔3-3，凸起处的内径小于复位环板4的外径，一次锚腔3-2的内径与一次锚锚环1外径相同，二次锚腔3-3内径与二次锚锚环6外径相同；在张拉承压环板3的上底面沿第一通孔3-1的径向方向设置至少一对斜销槽3-5，每对斜销槽3-5关于第一通孔3-1中轴线对称，斜销槽3-5的深度不能超过第一通孔3-1内壁凸起的位置；其中凸台3-4的作用在于固定设置于张拉承压环板3上底面的反力架8。 

斜销5呈棒状，前端设有倾角γ，且γ＝α，斜销5厚度小于斜销槽3-5的深度，斜销的数量等于斜销槽的数量，斜销5穿过斜销槽3-5与复位板顶紧。 

反力架8内设圆柱形第二通孔8-1，第二通孔8-1内径等于张拉承压环板3凸台的外径，反力架8一端设置于张拉承压环板3的上底面且卡在张拉承压环板3的凸台外侧。 

结合图5(a)和图5(b)，张拉套筒9呈圆柱体，在远离二次锚一端底面设有第二凸台，便于安装张拉过程中千斤顶承压板10受力所用；张拉套筒9内设第三通道9-1，第三通道9-1内壁上设有退刀槽9-2，退刀槽9-2将第三通道9-1分为张拉腔9-3和第二二次锚腔9-4，第二二次锚腔9-4内径与二次锚锚环6外径相同，第二二次锚腔9-4内壁设有螺纹，张拉腔9-3的内径小于第二二次锚腔9-4内径，张拉腔9-3内壁上设有螺纹，张拉套筒9插入反力架8的第二通孔8-1并于二次锚锚环6螺纹连接。 

结合图6，张拉钢棒11包括钢棒11-1和螺母11-2，钢棒11-1的直径小于尾部螺母11-2的直径，头部钢棒11-1侧面设有螺纹，张拉钢棒头部通过张拉腔9-3内壁螺纹与张拉套筒9螺纹连接；螺母11-2可以旋入及推入，适应张拉千斤顶 12的安装和张拉过程中作为千斤顶的反力点带动张拉钢棒11张拉。 

结合图1，千斤顶承压板10盖在反力架8另一端，其设有第三通孔10-1，第三通孔10-1的内径大于钢棒11-1的外径。 

结合图1，张拉千斤顶12为普通千斤顶，安装于张拉钢棒11露在第二通孔8-1和第三通孔10-1以外的钢棒11-1上。 

一种刚性吊杆钢绞线夹片锚附加锚固装置的安装方法，包括以下步骤： 

步骤1，清理已张拉封锚的锚固装置，包括以下工序：用高压水枪冲洗一次锚夹片2的缝隙，剔凿缝隙中封锚用的水泥浆后烘干，外露钢绞线整切。 

步骤2，利用张拉工具安装附加锚固装置，安装顺序为： 

步骤2.1，将一次锚锚环1的上底面一端插入张拉承压环板3的一次锚腔3-2中； 

步骤2.2，钢绞线穿过复位环板4上的复位孔4-1后，将复位环板4置于一次锚锚环1上底面一侧； 

步骤2.3，钢绞线依次穿过二次锚锚环6的二次锚锚孔6-2和二次锚夹片7的第二夹片孔7-1，二次锚夹片7将钢绞线夹紧后预顶进第二夹片腔6-4内； 

步骤2.4，将反力架8安装于张拉承压环板3的上底面，卡在凸台3-4外侧； 

步骤2.5，将张拉套筒9插入第二通孔8-1中，第二二次锚腔9-4内壁设有的螺纹与二次锚锚环6侧面的螺纹向匹配连接； 

步骤2.6，将千斤顶承压板10盖在反力架8远离张拉承压环板3的底面上； 

步骤2.7，将张拉钢棒穿过千斤顶承压板10的第三通孔10-1，并旋入张拉套筒9张拉腔9-3中； 

步骤2.8，将张拉千斤顶12安装于张拉钢棒11露在第二通孔8-1和第三通孔10-1以外的尾部上，并旋紧螺母11-2。 

步骤3，钢绞线无应力状态下夹片锚固，具体过程为：张拉千斤顶12的油缸进油带动张拉钢棒11、张拉套筒9及二次锚锚环6向张拉千斤顶12方向运动，从而二次锚夹片7被动锚固；张拉过程中边张拉边敲击斜销5顶紧复环位板4，防止一次锚夹片2从一次锚锚环1中过大退出，张拉就位后张拉千斤顶12油缸回油，利用钢绞线自动回缩带动二次锚夹片7向一次锚方向运动实现锚固。 

步骤4，卸除张拉工具；张拉钢棒11螺母11-2旋出，张拉千斤顶12、千斤 顶承压板10、反力架8卸除，张拉套筒9从二次专用锚环6中旋出，斜销5从斜销槽3-5中拔出，张拉承压环板3从二次锚锚环6上卸下。 

实施例1 

系杆拱桥采用的钢绞线直径为15mm，露在一次锚外面的长度为50mm-60mm；附加锚固装置中的复位环板4的厚度为5mm，复位孔4-1的内径为18mm，复位环板4上底面边缘设置倾角α＝15°；二次锚锚环6轴向高度为55mm，二次锚锚孔6-2的轴向高度为35mm，第二夹片腔6-4的轴向高度为32mm，第二夹片腔的斜度θ＝6°，二次锚锚环6下底面边缘设置倾角β＝20°；二次锚夹片7轴向高度为32mm，第二夹片孔7-1中的牙形锯齿为牙距为1mm的细牙锯齿。 

张拉工具中张拉承压环板3设置两对斜销槽，且第一对斜销槽的中心连线垂直于第二对斜销槽的中心连线，且每个斜销槽3-5的深度为2cm；斜销5前端倾角γ＝15°。 

安装方法中，外露钢绞线露在一次锚外面的长度统一整切至50mm。 

实施例2 

系杆拱桥采用的钢绞线直径为18mm，露在一次锚外面的长度为45mm-50mm；附加锚固装置中的复位环板4的厚度为6mm，复位孔4-1的内径为20mm，复位环板4上底面边缘设置倾角α＝18°；二次锚锚环6轴向高度为50mm，二次锚锚孔6-2的轴向高度为30mm，第二夹片腔6-4的轴向高度为28mm，第二夹片腔的斜度θ＝7°，二次锚锚环6下底面边缘设置倾角β＝25°；二次锚夹片7轴向高度为28mm，第二夹片孔7-1中的牙形锯齿为牙距为1mm的细牙锯齿。 

张拉工具中张拉承压环板3设置两对斜销槽，且第一对斜销槽的中心连线垂直于第二对斜销槽的中心连线，且每个斜销槽3-5的深度为3cm；斜销5前端倾角γ＝18°。 

安装方法中，外露钢绞线露在一次锚外面的长度统一整切至45mm。 

Claims (6)

1.一种钢绞线夹片锚附加锚固装置，其特征在于，包含二次锚和设置于普通一次锚和二次锚之间的复位环板（4）；

普通一次锚为已设置完成的用于固定钢绞线的锚固装置，包括一次锚锚环（1）和一次锚夹片（2）；

复位环板（4）呈圆柱形，其直径小于一次锚锚环（1）直径，复位环板（4）上设置复位孔（4-1），复位孔（4-1）的数量与一次锚环（1）的锚孔数量相同，复位孔（4-1）的位置与锚孔的位置相对应；

二次锚包含二次锚锚环（6）和二次锚夹片（7），二次锚锚环（6）呈圆柱形，其直径小于一次锚锚环（1）直径；二次锚锚环（6）侧面设有螺纹，二次锚锚环（6）的下底面设置于复位环板（4）一侧，上底面设置有凹槽（6-1）；凹槽（6-1）内沿轴向方向设有二次锚锚孔（6-2），二次锚锚孔（6-2）的数量与一次锚环（1）的锚孔数量相同，二次锚锚孔（6-2）的位置与一次锚环（1）的锚孔的位置相对应，二次锚锚孔（6-2）分为靠近二次锚锚环下底面的第二进线腔（6-3）和靠近二次锚锚环上底面的第二夹片腔（6-4），第二进线腔（6-3）为圆柱形，第二夹片腔（6-4）呈圆台形，二次锚锚孔（6-2）轴向高度与露在普通一次锚外的钢绞线长度向匹配；二次次锚夹片（7）为圆台形，斜度与二次锚锚环（6）的第二夹片腔的斜度相同，其轴向高度与二次锚锚孔的轴向高度向匹配，二次锚夹片（7）沿中轴线设置一个第二夹片孔（7-1），第二夹片孔（7-1）的内壁上设有牙形锯齿，二次锚夹片（7）沿轴向切分为对称的两部分，二次锚夹片（7）位于第二夹片腔（6-4）内。

2.根据权利要求1所述的钢绞线夹片锚附加锚固装置，其特征在于，复位环板（4）设有靠近一次锚的下底面和靠近二次锚的上底面，上底面边缘设置倾角α，复位孔呈圆柱形，其内径大于钢绞线的外径。

3.根据权利要求1所述的钢绞线夹片锚附加锚固装置，其特征在于，二次锚锚环（6）下底面边缘设置倾角β。

4.根据权利要求1所述的钢绞线夹片锚附加锚固装置，其特征在于，二次锚夹片（7）的第二夹片孔（7-1）中的牙形锯齿为牙距为1mm的细牙锯齿。

5.一种专用于权利要求1至4任意一项所述的钢绞线夹片锚附加锚固装置的张拉工具，其特征在于，包括张拉承压环板（3）、斜销（5）、反力架（8）、张拉套筒（9）、千斤顶承压板（10）、张拉钢棒（11）、张拉千斤顶（12）；

张拉承压环板（3）设有上底面和下底面，上底面设有凸台（3-4），张拉承压环板（3）内设有圆柱形的第一通孔（3-1），第一通孔（3-1）内壁上设有凸起将第一通孔（3-1）分为靠近下底面的一次锚腔（3-2）和靠近上表面的二次锚腔（3-3），凸起处的内径大于二次锚锚环（6）外径，一次锚腔（3-2）的内径与一次锚锚环（1）外径相同；在张拉承压环板（3）的上底面沿第一通孔（3-1）的径向方向设置至少一对斜销槽（3-5），每对斜销槽（3-5）关于第一通孔（3-1）中轴线对称，斜销槽（3-5）的深度不能超过第一通孔（3-1）内壁凸起的位置；

斜销（5）呈棒状，前端设有倾角γ，且γ=α，斜销（5）厚度小于斜销槽（3-5）的深度，斜销的数量等于斜销槽的数量，斜销（5）穿过斜销槽（3-5）与复位板顶紧；

反力架（8）内设圆柱形第二通孔（8-1），第二通孔（8-1）内径等于张拉承压环板（3）凸台的外径，反力架（8）一端设置于张拉承压环板（3）的上底面且卡在张拉承压环板（3）的凸台外侧；

张拉套筒（9）呈圆柱体，内设第三通道（9-1），第三通道（9-1）内壁上设有退刀槽（9-2），退刀槽（9-2）将第三通道（9-1）分为张拉腔（9-3）和第二二次锚腔（9-4），第二二次锚腔（9-4）内径与二次锚锚环（6）外径相同，第二二次锚腔（9-4）内壁设有螺纹，张拉腔（9-3）的内径小于第二二次锚腔（9-4）内径，张拉腔（9-3）内壁上设有螺纹，张拉套筒（9）插入反力架（8）的第二通孔（8-1）并于二次锚锚环（6）螺纹连接；

张拉钢棒（11）包括钢棒（11-1）和螺母（11-2），钢棒（11-1）的直径小于尾部螺母（11-2）的直径，头部钢棒（11-1）侧面设有螺纹，张拉钢棒头部通过张拉腔（9-3）内壁螺纹与张拉套筒（9）螺纹连接；

千斤顶承压板（10）盖在反力架（8）另一端，其设有第三通孔（10-1），第三通孔（10-1）的内径大于钢棒（11-1）的外径；

张拉千斤顶（12）安装于张拉钢棒（11）露在第二通孔（8-1）和第三通孔（10-1）以外的钢棒（11-1）上。

6.根据权利要求5所述的钢绞线夹片锚附加锚固装置的张拉工具，其特征在于，张拉承压环板（3）上设置两对斜销槽，且第一对斜销槽的中心连线垂直于第二对斜销槽的中心连线。