專利名稱：高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力錨固體系，特別是一種豎向預(yù)應(yīng)力錨固體系及其施工方法。
背景技術(shù)：
在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中，由于抗剪的需要，橋梁腹板中通常設(shè)有豎向預(yù)應(yīng)力體系?，F(xiàn)有的豎向預(yù)應(yīng)力錨固體系一般由精軋螺紋鋼筋16、擰在精軋螺紋鋼筋上的螺母14和錨墊板15組成的后張拉預(yù)應(yīng)力體系，通過(guò)張拉裝置13對(duì)精軋螺紋鋼筋進(jìn)行張拉，然后將螺母14擰緊，通過(guò)錨墊板和混凝土基礎(chǔ)阻止精軋螺紋鋼筋的回縮，從而引入預(yù)應(yīng)力，基本構(gòu)造參見圖5所示，該技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作，但也有以下的不足1、精軋螺紋鋼筋的螺紋是軋制而成，螺紋精度較差，放張時(shí)螺紋不可避免產(chǎn)生較大變形，與螺母接觸不好，導(dǎo)致回縮不恒定，致使豎向預(yù)應(yīng)力效果差；2、由于該體系所用預(yù)應(yīng)力筋和錨具均為鋼性體，只要施工中存在誤差，預(yù)應(yīng)力筋與錨墊板不垂直而導(dǎo)致錨墊板與螺母接觸時(shí)產(chǎn)生偏角，螺母與錨墊板的接觸面就不能完全貼緊；以至張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋產(chǎn)生較大的變形，由于豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋較短，張拉時(shí)的延伸量很少，錨具回縮損失較大，造成豎向預(yù)應(yīng)力效果大大折減；3、由于軋制的精軋螺紋鋼筋的強(qiáng)度和直徑有限，使之通過(guò)它施加的預(yù)應(yīng)力很小；4、該體系為后張法施工，需要現(xiàn)場(chǎng)的張拉管理和壓漿作業(yè)，不便于施工和管理；5、由于要進(jìn)行壓漿施工，很難解決壓漿飽滿的問(wèn)題，且高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋本身剛度大、周邊面積小，加上壓漿不飽滿就難起到粘結(jié)、握裹作用，造成對(duì)構(gòu)件不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有由精軋螺紋鋼筋、擰在精軋螺紋鋼筋上的螺母和錨墊板組成的剛性豎向預(yù)應(yīng)力錨固體系存在的上述鋼筋回縮不恒定，張拉時(shí)的延伸量很少，錨具回縮損失較大，豎向預(yù)應(yīng)力效果較差，與混凝土粘結(jié)、握裹作用不太好以及施工管理不便的問(wèn)題，提供一種以彎曲剛度低，柔軟性好的高強(qiáng)鋼絲為預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)成的柔性豎向預(yù)應(yīng)力錨固體系——高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系及其施工方法，該體系具有預(yù)應(yīng)力損失小和不確定性偏差小、與水泥漿粘結(jié)握裹性好、構(gòu)件的安全性能好的優(yōu)點(diǎn)，其施工方法緊湊、方便，同時(shí)改善了構(gòu)件的施工性能。
解決其上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是一種高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系，包括n個(gè)錨固單元，其特征在于每個(gè)錨固單元由固定端錨板、張拉端錨板、鐓頭螺母及預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束構(gòu)成，該預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束是由具有定長(zhǎng)的高強(qiáng)鋼絲束的各根鋼絲的一端通過(guò)鐓頭錨固方式錨固在固定錨板上、另一端鐓頭在鐓頭螺母上構(gòu)成的具有預(yù)應(yīng)力的中空密排圓環(huán)形鋼絲束、并通過(guò)鐓頭螺母與張拉端錨板相連，該張拉端錨板可隨預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束的張拉伸長(zhǎng)而移動(dòng)，套管置于預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束內(nèi)，m個(gè)加強(qiáng)環(huán)置于預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束與套管之間，套管內(nèi)灌注砂漿，上述1≤n≤100，2≤m≤20。
上述一種高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系的施工方法，包括以下步驟A制作帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件(1)、制作高強(qiáng)鋼絲段按要求長(zhǎng)度將高強(qiáng)鋼絲截取成段；(2)、制作預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束通過(guò)鐓頭將各高強(qiáng)鋼絲兩端分別與鐓頭螺母和固定端錨板進(jìn)行鐓頭錨固相連形成具有預(yù)應(yīng)力的中空密排圓環(huán)形鋼絲束；(3)、鐓頭螺母與張拉端錨板和張拉套通過(guò)螺紋連接；(4)、在預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形密排鋼絲束內(nèi)放置套管并在圓環(huán)形鋼絲束與套管之間配置m(2≤m≤20)個(gè)加強(qiáng)環(huán)，；(5)放置張拉活動(dòng)撐桿將所需長(zhǎng)度的活動(dòng)撐桿放置于套管中，擰上張拉堵頭；(6)施加預(yù)應(yīng)力張拉裝置通過(guò)張拉套使圓環(huán)形高強(qiáng)鋼絲束伸長(zhǎng)并帶動(dòng)鐓頭螺母和張拉端錨墊板向前移動(dòng)，張拉到位后擰緊張拉堵頭，通過(guò)活動(dòng)撐桿的支撐作用阻止高強(qiáng)鋼絲束的回縮；B放置錨固體系單元構(gòu)件將預(yù)制好的n(1≤n≤100)個(gè)帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件放入模板內(nèi)，各單元構(gòu)件之間具有一定間距；C澆注混凝土在各高強(qiáng)鋼絲錨固體系單元構(gòu)件之間澆筑混凝土；D取活動(dòng)撐桿待混凝土凝固后放松各高強(qiáng)鋼絲錨固體系單元構(gòu)件內(nèi)的張拉堵頭，取出活動(dòng)撐桿；E灌漿、封錨在各高強(qiáng)鋼絲錨固體系單元的套管內(nèi)灌漿和進(jìn)行封錨作業(yè)。
由于采用上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明之高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系及其施工方法與現(xiàn)有由精軋螺紋鋼筋、擰在精軋螺紋鋼筋上的螺母和錨墊板組成的后張拉豎向預(yù)應(yīng)力錨固體系相比，具有以下有益效果1、與水泥漿粘結(jié)握裹性好，還可采用平行刻痕鋼絲增加粘結(jié)握裹性，增加了構(gòu)件的安全性能；2、由于通過(guò)鋼絲鐓頭來(lái)進(jìn)行連接固定和高強(qiáng)鋼絲的特性，以及先張雙預(yù)應(yīng)力施工方法，使得預(yù)應(yīng)力損失小和不確定性偏差??；3、所用預(yù)應(yīng)力筋為高強(qiáng)鋼絲，其強(qiáng)度高，相同預(yù)應(yīng)力情況下可降低構(gòu)件自重；抗疲勞性能好，可提高構(gòu)件的安全穩(wěn)定性；它的彎曲剛度低，柔軟性好，易于卷盤，便于長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)用和架設(shè)；4、可根據(jù)要求設(shè)計(jì)鋼絲數(shù)量來(lái)設(shè)計(jì)所要求的預(yù)應(yīng)力的大小，預(yù)應(yīng)力噸位任意選擇；5、使用該體系的錨固部分預(yù)應(yīng)力施工方法緊湊、方便，同時(shí)改善了構(gòu)件的施工性能；6、應(yīng)用了新的預(yù)應(yīng)力引入體系和先張雙預(yù)應(yīng)力的施工方法，沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)的壓漿作業(yè)，單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件可在運(yùn)入現(xiàn)場(chǎng)前進(jìn)行預(yù)制，而且施加了拉力的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件可以和鋼筋一樣地運(yùn)輸和布置，不需要現(xiàn)場(chǎng)的張拉管理；7、單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件中高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力通過(guò)張拉撐桿等工具以及加強(qiáng)環(huán)的作用而達(dá)到力的自平衡，在澆注混凝土?xí)r，既保護(hù)了活動(dòng)張拉撐桿、防止活動(dòng)張拉撐桿受力后失穩(wěn)，又保護(hù)了預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束，使之受力均勻、保證了整個(gè)先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元的穩(wěn)固性和好的錨固效果。


圖1本發(fā)明之高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系之錨固單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本發(fā)明之高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系之帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3圖1的H部份放大示意圖；圖4本發(fā)明之高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5已有的豎向預(yù)應(yīng)力錨固體系結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系，包括3個(gè)錨固單元，每個(gè)錨固單元由固定端錨板(8)、張拉端錨板(5)、鐓頭螺母(4)及預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)構(gòu)成，該預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)是由具有定長(zhǎng)的高強(qiáng)鋼絲束的各根鋼絲的一端通過(guò)鐓頭錨固方式錨固在固定錨板(8)上、另一端鐓頭在鐓頭螺母(4)上構(gòu)成的具有預(yù)應(yīng)力的中空密排圓環(huán)形鋼絲束、并通過(guò)鐓頭螺母(4)與張拉端錨板(5)相連，該張拉端錨板(5)可隨預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)的張拉伸長(zhǎng)而移動(dòng)，套管(10)置于預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)內(nèi)，2～10個(gè)加強(qiáng)環(huán)(9)置于預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)與套管(10)之間，套管(10)內(nèi)灌注砂漿(11)，各錨固單元之間澆注混凝土(12)。
套管(10)內(nèi)灌注的砂漿(11)可以是水泥砂漿，也可以是環(huán)氧砂漿。
作為本發(fā)明實(shí)施例一的一種變換，所述的高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系中錨固單元的數(shù)量為n個(gè)，n的取值根據(jù)工程用量決定，一般取1≤n≤100，根據(jù)實(shí)際需要，n也可以大于100個(gè)，所述的置于圓環(huán)形鋼絲束與套管之間的加強(qiáng)環(huán)的數(shù)量為m個(gè)，m的取值根據(jù)索體長(zhǎng)短而定，一般為2≤m≤20，根據(jù)實(shí)際需要，m也可以大于20。
實(shí)施例二如實(shí)施例一所述的高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系的施工方法，包括以下步驟A制作帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件(參見圖3)(1)、制作高強(qiáng)鋼絲段按要求長(zhǎng)度將高強(qiáng)鋼絲截取成段；(2)、制作預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束通過(guò)鐓頭將各高強(qiáng)鋼絲兩端分別與鐓頭螺母4和固定錨板8進(jìn)行鐓頭錨固相連形成具有預(yù)應(yīng)力的中空密排圓環(huán)形鋼絲束6；(3)、鐓頭螺母4與張拉端錨板5和張拉套1通過(guò)螺紋連接；(4)、在圓環(huán)形密排鋼絲束6內(nèi)放置套管10并在圓環(huán)形鋼絲束6與套管10之間配置m個(gè)加強(qiáng)環(huán)9，2≤m≤20；(5)放置張拉活動(dòng)撐桿將所需長(zhǎng)度的活動(dòng)撐桿7放置于套管10中，擰上張拉堵頭2；
(6)施加預(yù)應(yīng)力張拉裝置1通過(guò)張拉套3使預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形高強(qiáng)鋼絲束6伸長(zhǎng)并帶動(dòng)鐓頭螺母4和張拉端錨墊板5向前移動(dòng)，張拉到位后擰緊張拉堵頭2，通過(guò)活動(dòng)撐桿7的支撐作用阻止預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形高強(qiáng)鋼絲束6的回縮；B放置錨固體系單元構(gòu)件將預(yù)制好的n(1≤n≤100)個(gè)帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件放入模板內(nèi)，各單元構(gòu)件之間具有一定間距，間距的大小根據(jù)施工需要而定；C澆注混凝土在各高強(qiáng)鋼絲錨固體系單元構(gòu)件之間澆筑混凝土12；D取活動(dòng)撐桿待混凝土凝固后放松各高強(qiáng)鋼絲錨固體系單元構(gòu)件內(nèi)的張拉堵頭，取出活動(dòng)撐桿7；E灌漿、封錨在各高強(qiáng)鋼絲錨固體系單元的套管10內(nèi)灌漿和進(jìn)行封錨作業(yè)。
作為本發(fā)明實(shí)施例的一種變換，所述的“A制作帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件”的工作可以全部在工廠里制作完成，將預(yù)制好的制作帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)組裝，他可以統(tǒng)一各單元構(gòu)件施加的預(yù)應(yīng)力大小、保證單元構(gòu)件的質(zhì)量、且便于張拉管理和省時(shí)、省力；也可以在工廠制作好預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束及其配件，再在施工現(xiàn)場(chǎng)組裝成帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件；當(dāng)然，也可以將“制作帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件”的全部工作在現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)制棚內(nèi)制作。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系，包括n個(gè)錨固單元，各錨固單元之間澆注混凝土(12)，其特征在于每個(gè)錨固單元由固定端錨板(8)、張拉端錨板(5)、鐓頭螺母(4)及預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)構(gòu)成，該預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)是由具有定長(zhǎng)的高強(qiáng)鋼絲束的各根鋼絲的一端通過(guò)鐓頭錨固方式錨固在固定錨板(8)上、另一端鐓頭在鐓頭螺母(4)上構(gòu)成的具有預(yù)應(yīng)力的中空密排圓環(huán)形鋼絲束、并通過(guò)鐓頭螺母(4)與張拉端錨板(5)相連，該張拉端錨板(5)可隨預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)的張拉伸長(zhǎng)而移動(dòng)，套管(10)置于預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)內(nèi)，m個(gè)加強(qiáng)環(huán)(9)置于預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)與套管(10)之間，套管(10)內(nèi)灌注砂漿(11)，上述m、n的取值范圍是1≤n≤100，2≤m≤20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系的施工方法，其特征在于該方法包括以下步驟A制作帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件(1)、制作高強(qiáng)鋼絲段按施工要求長(zhǎng)度將高強(qiáng)鋼絲截取成段；(2)、制作預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束通過(guò)鐓頭將各高強(qiáng)鋼絲兩端分別與鐓頭螺母(4)和固定錨板(8)進(jìn)行鐓頭錨固相連形成具有預(yù)應(yīng)力的中空密排圓環(huán)形鋼絲束(6)；(3)、將鐓頭螺母(4)與張拉端錨板(5)和張拉套(1)通過(guò)螺紋連接；(4)、在預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)內(nèi)放置套管(10)并在圓環(huán)形鋼絲束(6)與套管(10)之間配置m個(gè)加強(qiáng)環(huán)(9)，2≤m≤20；(5)、放置張拉活動(dòng)撐桿將所需長(zhǎng)度的活動(dòng)撐桿7放置于套管10中，擰上張拉堵頭(2)；(6)、施加預(yù)應(yīng)力張拉裝置(1)通過(guò)張拉套(3)使預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)伸長(zhǎng)并帶動(dòng)鐓頭螺母(4)和張拉端錨墊板(5)向前移動(dòng)，張拉到位后擰緊張拉堵頭(2)，通過(guò)活動(dòng)撐桿(7)的支撐作用阻止預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束(6)的回縮；B放置錨固體系單元構(gòu)件將預(yù)制好的n(1≤n≤100)個(gè)帶張拉活動(dòng)撐桿的單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件放入模板內(nèi)，各單元構(gòu)件之間具有一定間距；C澆注混凝土在各高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件之間澆筑混凝土(12)；D取活動(dòng)撐桿待混凝土凝固后，放松錨固體系中各單元構(gòu)件內(nèi)的張拉堵頭(2)，取出活動(dòng)撐桿(7)；E灌漿、封錨在各高強(qiáng)鋼絲錨固體系單元的套管內(nèi)灌注砂漿(11)和進(jìn)行封錨作業(yè)。
全文摘要
一種高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系及其施工方法，該錨固體系包括n個(gè)錨固單元，每個(gè)錨固單元由固定端錨板、張拉端錨板、鐓頭螺母及預(yù)應(yīng)力圓環(huán)形鋼絲束構(gòu)成，該預(yù)應(yīng)力鋼絲束由圓環(huán)形緊密排布的定長(zhǎng)高強(qiáng)鋼絲束的各根鋼絲的一端通過(guò)鐓頭方式錨固在固定錨板上、另一端鐓頭在鐓頭螺母上構(gòu)成，并通過(guò)鐓頭螺母與張拉端錨板相連，套管置于圓環(huán)形中空高強(qiáng)鋼絲束內(nèi)，m個(gè)加強(qiáng)環(huán)置于圓環(huán)形鋼絲束與套管之間，套管內(nèi)灌注砂漿；所述的施工方法包括制作、放置單個(gè)高強(qiáng)鋼絲先張預(yù)應(yīng)力錨固體系單元構(gòu)件，澆注混凝土，取活動(dòng)撐桿，灌漿、封錨工序。該錨固體系具有預(yù)應(yīng)力損失小和不確定性偏差小、與水泥砂漿粘結(jié)握裹性好、構(gòu)件的安全性能好的優(yōu)點(diǎn)，其施工方法緊湊、方便，同時(shí)改善了構(gòu)件的施工性能。
文檔編號(hào)E04C5/12GK1699709SQ20041004543
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者李國(guó)平, 謝正元, 蔣業(yè)東 申請(qǐng)人:柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司, 同濟(jì)大學(xué)