一種可換式錨碇預應力錨固裝置及其安裝換索施工方法與流程

本發明涉及一種預應力錨固體系，特別是一種可換式錨碇預應力錨固裝置及其安裝換索施工方法。

背景技術：

大型懸索橋錨碇錨固系統多采用預應力錨固體系，在隧道式錨碇中現有常用的預應力錨固體系有兩種型式，一種是在預應力孔道內灌注漿體的粘結式錨固體系，一種是在預應力孔道內灌注防腐油脂的無粘結單根可換式錨固體系。大型隧道式錨碇砼體長度一般較長，上述兩種型式錨固體系中的各束預應力孔道一般設有彎曲段，通過彎曲段改變各預應力束的方向，以達到減少各預力束在錨碇砼體中的發散尺寸，從而減少整個錨砼體的尺寸，進行減少施工量和降低成本。

在預應力孔道內灌注漿體的粘結式錨固體系，其主要缺點是防腐性能相對較低、不可更換、不可監測。

在預應力孔道內灌注防腐油脂的無粘結單根可換式錨固體系，如發明專利“懸索橋錨碇可更換式預應力的方法及裝置”（專利號200810046645.3）與實用新型專利“懸索橋錨碇可更換式預應力的裝置”（專利號200820065240.x）公開了一種在有彎曲預應力孔道中采用蜂窩式分絲管作為預埋管，在預埋管內灌注防腐油脂的錨固體系；蜂窩式分絲管解決了在有彎曲孔道中鋼絞線穿束施工時易打絞的問題和張拉時鋼絞線相互擠壓問題。但通過近幾年來的工程實踐總結發現，上述灌油的無粘粘可換式錨固體系也存在的一些不容忽視的缺陷。主要缺陷表現為：施工工藝要求高、更換次數較多、錨固性能受環境和人員影響大等。

1、預應力孔道內灌注的油脂是液態狀的，目的是方便灌注與以后的油脂更換；但如此一來，體系的密封性對施工提出了很高要求，稍有施工操作或檢查不到位，體系內的油脂就會發生滲漏，這不但影響外觀，更重要的是有的滲漏難以根治處理，加大了運營維修費用；早期已建的應用了灌油可換式錨碇錨固體系的懸索橋，因對其密封性認識不夠，在設計上、施工工藝上不細致導致錨固體系都存在不同程度的油脂滲漏。特別是對于有彎曲管道采用了蜂窩式分絲管的體系，因各種管件連接部位多且連接困難，更容易出現油脂滲漏現象。

2、因綱絞線主要靠油脂來防腐，而當前常用油脂的防護性能一般是20-30年，在大橋的全壽命周期內需進行多次的更換。

3、灌油無粘粘可換式錨固體系都是夾片式錨固，夾片的錨固性能至關重要，預應力錨具的施工質量受現場環境、操作人員的影響大。

為解決上述問題，本申請人相繼申請了專利公開號為cn104372738a、發明名稱為《一種單根可換式錨碇預應力錨固裝置及其安裝換索施工方法》，專利公開號為cn104947589a、發明名稱為《多股成品索式錨碇預應力錨固裝置及其施工方法》兩項發明專利申請，但還存在以下不足之處：其預埋管部分都為直預埋管，不適用于有彎曲段預埋管的情況。而現有大型隧道式錨碇砼體長度一般較長，各束預應力孔道一般設有彎曲段，通過彎曲段改變各預應力束的方向，以達到減少各預力束在錨碇砼體中的發散尺寸，從而減少整個錨砼體的尺寸，進行減少施工量和降低成本；而專利公開號分別為cn104372738a、cn104947589a的兩份發明專利中，預埋管部分為直預埋管，不能改變各預應力束的方向，不適用。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種可換式錨碇預應力錨固裝置及其安裝換索施工方法，該可換式錨碇預應力錨固裝置能有效克服懸索橋隧道式錨碇常用的預應力錨固裝置的缺陷；該錨固裝置采用蜂窩式分絲管作為彎曲段預應力的成形孔道，采用小規格多股成品索作為預應力筋，每股成品索分別穿過各根分絲管。該錨固裝置錨固可靠、防腐優越，施工與監測簡便，預應力孔道不灌注防腐材料，并能在不影響大橋運營的情況下方便地實現多股成品索的更換，特別適用于有彎曲孔道的隧道式錨碇錨固系統；以解決已有技術存在的上述問題。

解決上述問題的技術方案是：一種可換式錨碇預應力錨固裝置，包括預應力混凝土錨固部份和用于與主纜索股連接的主纜索股連接部份，所述的主纜索股連接部份包括拉桿、保護罩、前支承板、后支承板、連接器和螺母組件；所述預應力混凝土錨固部份包括預埋在混凝土內的預埋組件、錨固索股，所述預埋組件包括上端錨墊板、下端錨墊板、螺旋筋和預埋管，所述錨固索股是在工廠內已加工好的成品索，預埋組件的預埋管內無防腐材料；

其特征在于：所述預埋管包括一個分絲轉向式預埋管和一段直預埋管，所述分絲轉向式預埋管由連接管、圓板、n根彎曲的鋼管組焊而成，其中鋼管由直線段l1、彎曲段l2、直線段l3組成；分絲轉向式預埋管通過兩端的連接管、圓板分別與上端錨墊板和直預埋管連接；n為大于等于2小于等于100的整數。

所述的一種可換式錨碇預應力錨固裝置的進一步技術方案是：所述的前支承板、后支承板的中部設有n個用于穿成品索之通孔。

所述可換式錨碇預應力錨固裝置的錨固索股有n股成品索，n-1股成品索的有效荷載大于所錨固的主纜索股的設計荷載，每股成品索為外包有單層或多層護套的多根鋼絞線束成品索或多根鋼絲束成品索或其它預應力筋成品索。

相關的另一技術方案是：一種可換式錨碇預應力錨固裝置的安裝施工方法，其特征在于：它是本發明上述可換式錨碇預應力錨固裝置的安裝施工方法，包括以下步驟：

步驟1：預埋件安裝：在現場預埋下端錨墊板、螺旋筋、直預埋管、分絲轉向式預埋管、上端錨墊板，分層澆筑混凝土后養護至設計強度；

步驟2：連接器安裝：在上端用螺栓把連接器安裝固定在上端錨墊板端面；

步驟3：錨固索股安裝：

步驟3-1：成品索安裝：把工廠內已做好的一股成品索用牽引索依次穿入前支承板、連接器、上端錨墊板、分絲轉向式預埋管、直預埋管、下端錨墊板、后支承板，成品索兩端用墊圈、螺母臨時固定；

步驟3-2：錨固索股安裝：重復上述步驟3-1，完成n股成品索的安裝；

在此過程中保證每股成品索穿入前支承板、分絲轉向式預埋管、后支承板相對應位置的通孔，避免各根成品索打絞；

步驟4：成品索張拉：在上端/下端采用千斤頂、撐腳、張拉桿等裝置逐股或多股張拉成品索至設計荷載并放張錨固；

步驟5:保護罩安裝：在上、下端分別安裝保護罩；

步驟6：拉桿安裝：在上端安裝拉桿及其螺母組件，等待主纜索股的安裝后，將其與錨固索股連接。

相關的另一技術方案是：一種可換式錨碇預應力錨固裝置的換索施工方法，其特征在于：它是本發明上述可換式錨碇預應力錨固裝置的換索施工方法，它包括以下步驟：

步驟1：保護罩拆除：拆除上、下端保護罩；

步驟2：舊成品索卸荷：在下端采用千斤頂、撐腳、張拉桿等裝置張拉放松其中任一股成品索；

步驟3：舊成品索拆除：在后面錨/前錨面用索引索和舊索相連，在前錨面/后錨面從孔道內抽出已卸荷的一股舊成品索，并拆除；

步驟4：新成品索安裝：在前錨面/后錨面用牽引索與新索相連，從后錨面/前錨面往孔道內牽引入新的成品索；

步驟5：新成品索張拉：在后錨面采用千斤頂、撐腳、張拉桿等裝置張拉張拉錨固新的成品索；

步驟6：重復步驟2-步驟5，完成其它各股成品索的更換；

步驟7：重新安裝上、下端保護罩。

由于采用上述技術方案，本發明之一種可換式錨碇預應力錨固裝置及其安裝換索施工方法具有以下特點和有益效果：

一、與發明專利“懸索橋錨碇可更換式預應力的方法及裝置”（專利號200810046645.3）與實用新型專利“懸索橋錨碇可更換式預應力的裝置”（專利號200820065240.x）專利相比，它具有以下優點：

1．施工簡便：索體規格小，搬運、吊裝方便，預埋管中無須灌注防腐材料，節約了成本，并降低了對密封的施工要求，避免出現管道內防腐材料滲漏的情況。

2．換索方便、效率高：換索時可直接卸荷進行更換，無需設計額外的構造（如在錨體中預留通孔和使用工具索），不影響大橋正常運營；且相對灌油式錨固體系，更換前無須放油脂，一次能更換多股鋼絞線（一束），更換效率高。

3．錨固可靠：本發明的索體采用冷鑄或熱鑄或擠壓錨固，出廠前已完成制作和檢驗；而現有灌油式錨固體系為夾片式錨固，需在現場安裝錨固，其錨固性能易受現場施工環境、施工質量的影響。

4．防腐性能好。索體采用有多重防護措施的成品索，理論上能滿足100年的防腐要求。

二、本發明之一種可換式錨碇預應力錨固裝置采用蜂窩式分絲管作為彎曲段預應力的成形孔道，采用小規格多股成品索作為預應力筋，每股成品索分別穿過各根分絲管，適用有彎曲孔道的隧道式錨碇錨固系統；解決了本申請人申請的專利公開號為cn104372738a、發明名稱為《一種單根可換式錨碇預應力錨固裝置及其安裝換索施工方法》，專利公開號為cn104947589a、發明名稱為《多股成品索式錨碇預應力錨固裝置及其施工方法》不適用的問題。

下面，結合附圖和實施例對本發明之一種可換式錨碇預應力錨固裝置及其安裝換索施工方法的技術特征作進一步的說明。

附圖說明

圖1是本發明一種可換式錨碇預應力錨固裝置的整體結構示意圖；

圖2-1是本發明一種可換式錨碇預應力錨固裝置的分絲轉向式預埋管的結構示意圖，

圖2-2是圖2-1的c-c剖視圖；

圖3是鋼絞線束成品索索體斷面結構示意圖。

圖中：

1-拉桿，2-保護罩，31-前支承板、32-后支承板，4-連接器，5-螺母組件，61-上端錨墊板、62-下端錨墊板，7-螺旋筋；

8-分絲轉向式預埋管，81-連接管、82-圓板、83-鋼管，9-直預埋管；

10-成品索，101-單根無粘結鋼絞線，102-高強聚酯帶,103-外層hdpe護套。

a-前錨面，b-后錨面。

具體實施方式

實施例一：

一種可換式錨碇預應力錨固裝置：

如圖1所示，該可換式錨碇預應力錨固裝置包括預應力混凝土錨固部份和用于與主纜索股連接的主纜索股連接部份，所述的主纜索股連接部份包括拉桿1、保護罩2、前支承板31、后支承板32、連接器4和螺母組件5；所述預應力混凝土錨固部份包括預埋在混凝土內的預埋組件、錨固索股，所述預埋組件包括上端錨墊板61、下端錨墊板62、螺旋筋7和預埋管，所述錨固索股是在工廠內已加工好的成品索10，預埋組件的預埋管內無防腐材料；

如圖2-1～圖2-1所示，所述預埋管包括一個分絲轉向式預埋管8和一段直預埋管9，所述分絲轉向式預埋管8由連接管81、圓板82、n根彎曲的鋼管83組焊而成，其中鋼管83由直線段l1、彎曲段l2、直線段l3組成；分絲轉向式預埋管8通過兩端的連接管81、圓板82分別與上端錨墊板61和直預埋管9連接；n為大于等于2小于等于100的整數。

所述的前支承板31、后支承板32的中部設有n個用于穿成品索之通孔。

所述可換式錨碇預應力錨固裝置的錨固索股有n股成品索10，n-1股根成品索10的有效荷載大于所錨固的主纜索股的設計荷載，以滿足當需要換索放松一根成品索時不影響錨固體系的運營，每股成品索10為外包有單層或多層護套的多根鋼絞線束成品索或多根鋼絲束成品索或其它預應力筋成品索，一般，本發明的索體采用冷鑄或熱鑄或擠壓錨固，圖3所示為其中一種鋼絞線束成品索索體斷面示意，由于成品索是公知技術可以實現的，其具體結構此處不再贅述。

實施例二：

一種可換式錨碇預應力錨固裝置的安裝施工方法：

它是本發明實施例一所述一種可換式錨碇預應力錨固裝置的安裝施工方法，包括以下步驟：

步驟1：預埋件安裝：在現場預埋下端錨墊板62、螺旋筋7、直預埋管9、分絲轉向式預埋管8、上端錨墊板61，分層澆筑混凝土后養護至設計強度；

步驟2：連接器安裝：在上端用螺栓把連接器4安裝固定在上端錨墊板61端面；

步驟3：錨固索股安裝：

步驟3-1：成品索安裝：把工廠內已做好的一股成品索10用牽引索依次穿入前支承板31、連接器4、上端錨墊板61、分絲轉向式預埋管8、直預埋管9、下端錨墊板62、后支承板32，成品索10兩端用墊圈、螺母臨時固定；

步驟3-2：錨固索股安裝：重復上述步驟3-1，完成n股成品索10的安裝；

在此過程中保證每股成品索10穿入前支承板31、分絲轉向式預埋管8、后支承板32相對應位置的通孔，避免各根成品索打絞；

步驟4：成品索張拉：在上端/下端采用千斤頂、撐腳、張拉桿等裝置逐股或多股張拉成品索10至設計荷載并放張錨固；

步驟5:保護罩安裝：在上、下端分別安裝保護罩2；

步驟6：拉桿安裝：在上端安裝拉桿1及其螺母組件5，等待主纜索股安裝后，將其與錨固索股連接。

實施例三：

一種可換式錨碇預應力錨固裝置的換索施工方法，它是本發明實施例一所述可換式錨碇預應力錨固裝置的換索施工方法，包括以下步驟：

步驟1：保護罩拆除：拆除上、下端保護罩2；

步驟2：舊成品索卸荷：在下端采用千斤頂、撐腳、張拉桿等裝置張拉放松其中任一股成品索10；

步驟3：舊成品索拆除：在后錨面/前錨面用索引索和舊索相連，在前錨面/后錨面從孔道內抽出已卸荷的一股舊成品索10，并拆除；

步驟4：新成品索安裝：在前錨面/后錨面用牽引索與新索相連，從后錨面/前錨面往孔道內牽引入新的成品索10；

步驟5：新成品索張拉：在后錨面采用千斤頂、撐腳、張拉桿等裝置張拉張拉錨固新的成品索10；

步驟6：重復步驟2-步驟5，完成其它各股成品索10的更換；

步驟7：重新安裝上、下端保護罩2。