悬索桥锚碇可更换式预应力的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种悬索桥锚碇可更换式预应力的装置，包括蜂窝式预埋管、预应力筋、锚下螺旋钢筋、六边形钢套管、防漏端板、外包六边形钢管、圆形钢套管，蜂窝式预埋管埋设于锚碇混凝土，预应力筋穿在蜂窝式预埋管的钢管中，蜂窝式预埋管之间通过中间接头与六边形钢套管、塞焊、防漏端板、外包六边形钢管连接，蜂窝式预埋管两端通过端接头上的塞焊、防漏端板、圆形钢套管与锚垫板连接；防松挡板安装在夹片端部并顶紧；防护罩与前锚面连接器或后锚面锚垫板连接并密闭，防腐油脂灌注于蜂窝式预埋管及防护罩的空隙中。本实用新型专利技术方法简便，更换方便、安全，结构简单，稳定可靠，有力地实现了整束预应力筋可维护，提高了大桥的安全性和可靠性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于悬索桥锚碇的预应力
，更具体涉及一种悬索桥锚碇可更换式预应力的装置，在保持与悬索桥主缆索股有效锚固、保证大桥安全的前提下，对构成整束预应力的多股预应力筋进行替换，从而实现大桥后期可维护性的无粘结预应力构造。
技术介绍
锚碇是悬索桥受力、承载的关键结构，它起着传递主缆拉力到基础的作用。从锚碇与地基基础之间的传力方式一般分为重力式锚碇和隧道式锚碇两类。重力式锚碇依靠锚碇自重平衡主缆的巨大拉力，隧道式锚碇利用锚碇与其周围岩体的共同作用，锚固主缆。悬索桥主缆拉力巨大，锚碇一般为大体积混凝土结构，在主缆拉力作用下，锚碇会产生很大的拉应力而导致混凝土开裂，故而需要对锚碇施加预应力，以抵抗主缆拉力产生的拉应力，保证结构的安全。现代悬索桥锚碇多采用预应力体系，现有锚碇预应力体系有两种：有粘结体系和无粘接体系。锚碇有粘结预应力体系，与通常的后张法预应力相似：在浇注锚体混凝土时采用钢管、或金属波纹管、或塑料波纹管在混凝土中预留出预应力钢束穿行的管路，在前后锚面混凝土中预埋能传递巨大压力的垫板，在混凝土达到一定强度后，将预应力钢束(预应力筋)穿过预留的管路，采用液压式千斤顶张拉预应力钢束至一定的吨位、应力水平，最后通过锚具将液压式千斤顶张拉力转加到前后锚面混凝土中预埋的垫板上，从而对锚体混凝土施加了预压力。通过锚具与主缆束股的连接，将-->主缆力传递到锚体。其特点是，在预应力张拉完成后，对预应力管道、锚头灌注水泥沙浆或环氧沙浆，沙浆与预应力钢束形成永久粘接，使预应力钢束与锚体成为整体，同时沙浆与预应力钢束的粘接、密闭对预应力钢束起到防腐作用。灌注沙浆的有粘结预应力体系的主要不足是：(1)检测、维护困难，难以对预应力钢束实际腐蚀情况作出准确的判断；(2)由于沙浆固化后收缩的影响，难免出现微裂缝，防腐不可靠；(3)预应力钢束及锚固夹片通过沙浆固化粘接在一起，无法在保证结构完整性的前提下进行更换和维护，是“一次性”的预应力体系。针对有粘结预应力方式防腐性、检测性不佳的缺点，人们提出了无粘接的预应力方式，常规无粘接的预应力的结构和功能要点是：在浇注锚体混凝土时采用气密性较好的钢管在混凝土中预留出预应力钢束穿行的管路，在前后锚面混凝土中预埋能传递巨大压力的垫板，在混凝土达到一定强度后，将预应力钢束(高强度钢丝或预应力筋)穿过预留的管路，采用液压式千斤顶张拉预应力钢束至一定的吨位、应力水平，最后通过锚具将液压式千斤顶张拉力转加到前后锚面混凝土中预埋的垫板上，从而对锚体混凝土施加了预压力，通过锚具与主缆束股的连接，将主缆力传递到锚体。其特点是，在预应力张拉完成后，对预应力管道、锚头灌注防腐油脂，通过防腐油脂进行防护，预应力钢束与周围混凝土没有粘接。悬索桥锚碇常规无粘结预应力体系的主要不足是：由于组成预应力钢束的束股多，穿束、张拉时易打绞，且曲线段相互挤紧，因此不能部分抽换，不能进行安全的更换操作，可维护性与有粘接体系相比没有改善。总的说来，传统的锚碇预应力体系，存在的主要不足是：检测、维护困难，不能在保证大桥安全的前提下实现钢束、夹片的更换维护操作，一旦预应力钢束及夹片发生腐蚀损坏，整个大桥的安全和耐久性将受到严重影响。
技术实现思路
本技术的目的是在于提供了一种悬索桥锚碇可更换式预应力的装置，结构简单，更换方便，钢束各索股可在各自管道中分别通过的蜂窝式预埋管道实现安全换索，在保证大桥安全的前提下，实现悬索桥锚碇预应力的可更换操作，提高了锚碇及主缆锚固系统的可维护性，最终提高了大桥的安全性和可靠性。为了实现上述目的，本技术采用以下技术措施：-->一种悬索桥锚碇可更换式预应力装置包括：蜂窝式预埋管、预应力筋、锚垫板，锚板、夹片、防松挡板、防护罩、锚下螺旋钢筋、防腐油脂、连接用六(多)边形钢套管、防漏端板、外包六(多)边形钢管边形钢套管、连接用圆形钢套管。其连接关系是：蜂窝式预埋管埋设于锚碇混凝土，预应力筋穿在蜂窝式预埋管的小钢管中，蜂窝式预埋管之间通过中间接头接长，蜂窝式预埋管两端通过端接头与锚垫板连接；张拉预应力筋到设计规定的应力，上紧夹片形成自锁锚固，预应力筋的拉力通过夹片、锚板传到前锚面和后锚面；防松挡板安装在夹片端部并顶紧；防护罩与前锚面连接器或后锚面锚垫板连接并密闭，防腐油脂灌注于蜂窝式预埋管及防护罩的空隙中。1、锚固系统与主缆束股连接锚碇预应力体系的可监测、可维护性是影响悬索桥结构安全和寿命的关键因素。悬索桥锚碇预应力通过锚固系统与主缆束股连接，从而传递主缆拉力，由于主缆束股拉力巨大，在成桥后不能松力，锚碇预应力的更换以不松相应主缆束股、不影响大桥安全为前提。可更换式预应力的关键思路是将整束锚固的预应力索股，按张拉、锚固的最小单元(对于预应力筋夹片锚，为一股/根预应力筋)，设置独立的通行管道，在满足维修时(桥梁设计规范称之为短暂状况)结构安全的前提下，采用单根抽换的方式，实现对整束预应力索的更换。悬索桥锚碇可更换式预应力构造如图1所示，各索股独立的通行管道按蜂窝式设置，举例来说，19股预应力筋对应19管蜂窝管，37股预应力筋对应37管蜂窝管，其它依此类推。2、蜂窝式预埋管构造预应力钢束蜂窝式预埋管通常采用小直径无缝钢管，按正六边形或拟正六边形组成束，如图2所示，小直径无缝钢管的内径按其中要通过的预应力筋面积的2倍确定，对于φ15.24预应力筋，内径取28mm。小直径无缝钢管的壁厚，要能满足混凝土浇注的强度需要，对于位于曲线段部分，还要满足钢束张拉时的径向受力要求，厚度为3～5mm。-->无缝钢管之间每隔2m采用塞焊焊接，进而组成蜂窝状管束组件，为了便于运输和安装，管束组件长度可为9～12m，运抵现场后再通过中间接头进行连接，为保证密闭性，采用焊接方式进行连接。蜂窝式预埋管端部通过端接头与锚垫板的接口连接。为保证密闭性，可采用焊接方式连接或者采用环氧树脂密封。蜂窝式预埋管为组成钢束的每股预应力筋提供了一个单独的通道，使得各股预应力筋可以毫不干扰地单独穿过、单独张拉、单独锚固和单独维护操作。3、蜂窝管接头构造由于预应力钢束较长，蜂窝管分段制造，现场安装采用接头连接。蜂窝管接头对位要求准确、密闭，中间接头构造如图3。将塞焊或捆扎成六(多)边形的蜂窝状钢管插入六(多)边形钢套管，通过钢套管进行对接，蜂窝管端部塞焊并与钢套管满焊，以保证蜂窝管至钢套管的密闭性。接头对位误差将在蜂窝管之间形成错台，为避免错台对穿行于其中的钢束(股)造成摩擦或损坏，要对接头处的蜂窝管进行倒棱。蜂窝管与锚垫板之间连接，需要先转换为圆形，再与锚垫板连(焊)接，接头如图4，同样要保证连接的密闭性。本技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1)由于组成钢束的各股预应力筋各自穿行在独立的小直径无缝钢管中，相互不干扰、不挤压，使得钢束受力均匀，从而提高了钢束的可靠性；2)通过蜂窝式管道，使得后期可以对单股预应力筋进行张拉、更换操作，从而实现了整束预应力筋的可维护、可更换性安全，稳定可靠。附图说明图1为一种悬索桥锚碇可更换式预应力装置结构总体示意图；图2为图1配合示意图；图3为蜂窝式预埋钢管结构示意图；图4为蜂窝式预应力管道中间接头结构示意图；图5为图4配合示意图；-->图6为蜂窝式预应力管道与锚垫板端接头结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬索桥锚碇可更换式预应力的装置，包括蜂窝式预埋管（１）、预应力筋（２）、锚垫板（３），锚板（４）、夹片（５）、防松挡板（６）、防护罩（７）、锚下螺旋钢筋（８）、防腐油脂（１５）、连接用六边形钢套管（１６）、防漏端板（１８）、外包六边形钢管边形钢套管（１９）、连接用圆形钢套管（２０），其特征在于：蜂窝式预埋管（１）埋设于锚碇混凝土，预应力筋（２）穿在蜂窝式预埋管（１）的钢管中，蜂窝式预埋管（１）之间通过中间接头与六边形钢套管（１６）、塞焊（１７）、防漏端板（１８）、外包六边形钢管（１９）连接，蜂窝式预埋管（１）两端通过端接头上的塞焊（１７）、防漏端板（１８）、圆形钢套管（２０）与锚垫板（３）连接；上紧夹片（５）形成自锁锚固，防松挡板（６）安装在夹片（５）端部并顶紧；防护罩（７）与前锚面（１３）连接器（９）或后锚面（１４）锚垫板（３）连接并密闭，防腐油脂（１７）灌注于蜂窝式预埋管（１）及防护罩（７）的空隙中。

【技术特征摘要】
1、一种悬索桥锚碇可更换式预应力的装置，包括蜂窝式预埋管(1)、预应力筋(2)、锚垫板(3)，锚板(4)、夹片(5)、防松挡板(6)、防护罩(7)、锚下螺旋钢筋(8)、防腐油脂(15)、连接用六边形钢套管(16)、防漏端板(18)、外包六边形钢管边形钢套管(19)、连接用圆形钢套管(20)，其特征在于：蜂窝式预埋管(1)埋设于锚碇混凝土，预应力筋(2)穿在蜂窝式预埋管(1)的钢管中，蜂窝式预埋管(1)之间通过中间接头与六边形钢套管(16)、塞焊(17)、防漏端板(18)、外包六边形钢管(19)连接，蜂窝式预埋管(1)两端通过端接头上的塞焊(17)、防漏端板(18)、圆形钢套管(20)与锚垫板(3)连接；上紧夹片(5)形成自锁锚固，防松挡板(6)安装在夹片(5)端部并顶紧；防护罩(7)与前锚面(13)连接器(9)或后锚面(14)锚垫板(3)连接并密闭，防...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭元诚，廖朝华，陈杨明，朱玉，陈毅明，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]