專利名稱：張拉預應力鋼絞線的孔內錨具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種安裝于公路橋u型橋臺側墻混凝土內部的能夠鎖定預應力鋼絞線底端的錨具。
背景技術：
u型橋臺的抗震擋墻位于邊部主梁的外側，它與橋臺側墻整體澆注，在它們 的外側表層，只設構造鋼筋；在其內側表層，或只設較少的構造鋼筋、或不設構造鋼筋。在 一些公路橋橋臺支座的上方，邊部主梁的梁肋與抗震擋墻的預留間隙過小。當氣溫上升時， 橋體的上部結構沿橫橋向產生膨脹，邊部主梁的梁肋向外推動抗震擋墻，使橋臺側墻產生橫 向開裂。每次下雨，雨水通過路面的孔隙首先滲入橋臺內部填土和路堤填土之中，然后再沿 著橋臺側墻的裂縫緩慢流出。在流水的作用下，填土中的細顆粒首先被沖出，與此同時，該 裂縫不斷擴大。隨著裂縫的擴大，填土中的中顆粒和粗顆粒亦不斷流失，于是便引起路面下 沉及路面開裂，位于裂縫上方的部分橋臺側墻亦發生傾斜和沉陷。為了避免這種現象的產生， 橋臺側墻的橫向裂縫必須及時修補。在以往，修補橋臺側墻裂縫的方法是，沿裂縫的走向在混凝土表面設開挖槽，開挖槽的 深度為混凝土保護層的厚度。在開挖槽的頂部和底部，按所設計的間距打孔，并植入螺栓。 沿著裂縫，以大約500mm為間距打壓漿孔，壓漿孔的口徑為10mm，深度為50_100咖。首先以 lMPa的壓力向裂縫中注清水，將裂縫中的泥土沖出，直至從裂縫中趟出清水為止。然后再以 lMPa的壓力向裂縫中注漿，將其密封。當裂縫寬度小于0.4mm時，注入聚胺脂漿液；當裂縫 寬度大于0.4mm時，注入水泥漿液或細骨料水泥漿液。在開挖槽混凝土的表面，涂抹粘鋼膠， 覆蓋一塊鋼板。在該鋼板的頂部和底部，預先鉆孔，開挖槽頂部和底部的螺栓則分別穿入這 些圓孔之中。擰緊各個螺栓的螺母，將鋼板牢牢地固定在混凝土的表面。最后，再用水泥砂 漿填補整個開挖槽，并將其表面抹平。該水泥砂漿使整塊鋼板和全部螺母得以覆蓋，并使橋 臺側墻的原狀得以恢復。這種修補橋臺側墻裂縫的方法簡單，但效果不佳，因為它只是將裂縫填滿，并在其外表 面將橋臺側墻用鋼板拉住，而并未使橋臺側墻的裂縫合攏。在裂縫所在處，橋臺側墻形成了 一個薄弱帶；在橋臺側墻的內側面，裂縫依然部分存在。在橋臺內部填土側壓力的作用下， 從裂縫的殘存部分開始，重新將橋臺側墻撕開，并使裂縫以上的橋臺側墻向外傾斜。橋臺內 部填土和路堤填土中的滲水則從開裂的部位流出，流水將裂縫擴大，并將鋼板腐蝕。還有人提出，在橋臺側墻的外側面，設置體外預應力鋼絞線進行張拉，使橋臺側墻裂縫 合攏。這種修補方法也不好，當鋼絞線被張拉以后，在橋臺側墻的水平剖面，所產生的是大 偏心壓力。在橋臺側墻的外側，裂縫被局部合攏；在橋臺側墻的內側，裂縫被擴大；在裂縫的上方，橋臺側墻向外傾斜加劇。在橋臺側墻的前側及內邊側，橋臺內部填土和路堤填土中 的滲水依舊可以從原裂縫中流出、而且更加嚴重。流水將裂縫擴大，并將鋼絞線腐蝕。此外, 體外鋼絞線的設置，也破壞了橋體的造型，影響了其美觀。解決問題最好的方法是，在橋臺側墻的外側面，沿裂縫不設開挖槽，只對裂縫進行清洗 和灌漿處理，將裂縫密封。在橋臺側墻的頂面，均勻布設單根垂直的預應力鋼絞線。鋼絞線 的張拉端位于橋臺側墻的頂面，固定端位于裂縫之下600mm處的橋臺側墻的混凝土內。當所 有的鋼絞線都張拉到位后，在橋臺側墻的橫剖面，鋼絞線所施加混凝土的是均勻壓應力，其 具體數值為0.9-l.lMPa。在原裂縫處，灌漿被緊密壓縮，裂縫被密封得更加嚴密。在橋臺側 墻中，因裂縫而受損的豎向鋼筋已被鋼絞線所代替，橋臺側墻的整體性如同未開裂之前。然而，要實現上述修補橋臺側墻裂縫的方案，就需要進行如下的一系列工序，解決幾個 相關的技術問題(1) 在橋臺側墻的頂面，自上而下打垂直錨孔，每個錨孔中只穿過一根鋼絞線。由于鋼 絞線的底端預先安有固定錨具，所以錨孔的口徑不應小于32mm，但也不宜過大。為了獲得良 好的施工質量，在裂縫的上方，錨孔的口徑為34mm;在裂縫的下方，錨孔的口徑為32mm。錨 孔用風鉆打制；在裂縫的上方，用直徑為32mm的鉆頭鉆孔；在裂縫的下方，用直徑為30mm 的鉆頭鉆孔。(2) 鋼絞線選用橫截面為152mm2的1860型預應力鋼絞線，裸露放入錨孔中。鋼絞線的 頂端須伸出橋臺側墻頂面600mm，底端卻要固定在裂縫之下的600mm處。當鋼絞線張拉完畢 后，向錨孔內注入高標號的水泥砂漿，將殘留的空間充滿，使鋼絞線和錨孔的孔壁牢固地粘 結在一起。(3) 鋼絞線的張拉端位于橋臺側墻的頂面。在張拉端，錨具和夾片都是現成的，它被廣 泛應用于橋梁工程中。錨具的外徑為45mm，上端開口內徑為27mm，下端開口內徑為16mm， 高45mm，用40Cr合金鋼制成；夾片用20CrMnTi合金鋼制成。在該錨具與混凝土之間，是一 塊200X200X20mra的鋼墊板。該鋼墊板取材于普通鋼板，利用簡單的機械加工即可制成。在 它的正中，鉆有一個口徑為16mm的圓孔。在該圓孔的一側，鉆有兩個灌漿孔。(4) 鋼絞線的底端須固定在裂縫之下600mm處的橋臺側墻的混凝土中，時至今日，還沒有現成的錨具能夠解決這一問題。發明內容本實用新型的目的就是要提供一種安裝于橋臺側墻混凝土內部的能夠鎖定預應力鋼絞線底端的錨具，它被稱之為孔內錨具。利用孔內錨具，在修補橋臺側墻橫向裂縫的 工程中，可將鋼絞線的底端固定在裂縫之下600mm處的橋臺側墻的混凝土中。在橋臺側墻的 頂面，通過張拉鋼絞線，使橋臺側墻的整條橫向裂縫合攏。本實用新型主要由三部分構成，即錨鎖孔、固定錨具、及錨鎖，它們的具體構造如下-(1) 錨鎖孔位于裂縫之下的600mm處，它沿著與橋臺側墻相垂直的方向打入，其口徑為 120咖，其深度等于錨孔與橋臺側墻的外側面之距加75mm。在鉆孔時，水鉆與風鉆配合使用， 錨鎖孔便很容易打制。穿入鋼絞線的錨孔從橋臺側墻的頂面自上而下垂直打入，它與錨鎖孔 在混凝土中垂直相交。當張拉鋼絞線完畢后，首先對橋臺側墻表層被打斷的構造鋼筋進行補 焊，然后向錨鎖孔內填入密實的C30無收縮混凝土，使其充滿整個殘存空間，最后再用電動 打磨機將橋臺側墻的表面打平。(2) 固定錨具是現成的，它被廣泛應用于橋梁工程中。固定錨具用40Cr合金鋼制成， 長55mm，外徑為35mm，內徑為18mm。鋼絞線的底端穿入固定錨具中，在鋼絞線與固定錨具 之間，加設一個擠壓簧。經擠壓后，固定錨具將鋼絞線緊緊地箍住，固定錨具的長度延長至 72mra，外徑縮小為30. 5mm。(3) 錨鎖是本實用新型的創新部分，它是用35號碳鋼車制而成的。錨鎖沿縱向的長度 為150誦，沿橫向的寬度為80mm。沿著錨鎖的橫向，其頂面是一個半徑為60mm的圓弧面，底 面為一個矩形平面；在圓弧面的最高處，錨鎖厚58mm。在錨鎖平面的中心處，上半部分是垂 直的鋼絞線孔，下半部分是垂直的固定錨具孔。錨鎖沿著長度方向被平均分為兩部分，即鎖 頭和鎖尾，這兩部分通過兩道螺栓被固定在一起。將根部帶有固定錨具的鋼絞線自上而下地穿入錨孔中，固定錨具穿過錨孔后進入錨鎖孔 內。在錨鎖孔中，20mm長的固定錨具和近38mm長的鋼絞線被錨鎖的鎖頭和鎖尾夾住。擰緊 兩道螺栓后，鎖頭和鎖尾便牢牢地結為一體，并將固定錨具死死卡住，使之無法退回。
本實用新型的具體結構由以下的附圖及具體實施給出。 圖l是錨鎖的側向基本視圖，圖2是錨鎖的俯視基本視圖，圖3是鎖頭的尾端面圖，圖 4是鎖頭的俯視圖，圖5是鎖頭的前端面圖，圖6是鎖頭的側視圖，圖7是鎖尾的前端面圖， 圖8是鎖尾的俯視圖，圖9是鎖尾的尾端面圖，圖10是鎖尾的側視圖，圖ll是錨鎖的組裝 圖，圖12是錨鎖的尾端面圖，圖13是錨鎖的前端面圖，圖M是張拉橋臺側墻內鋼絞線的橫 向剖面圖，圖15是張拉橋臺側墻內鋼絞線的縱向剖面圖。下面結合圖1至圖15詳細說明根據本實用新型所提出的具體裝置細節及安裝情況。
具體實施方式
本實用新型由錨鎖孔(11)、固定錨具(12)和錨鎖三部分組成，其中錨 鎖是本實用新型的創新部分。如圖1和圖2所描述，錨鎖由鎖頭(1)、鎖尾(2)和螺栓(3〕組合而成，鎖頭(1)和 鎖尾(2)通過兩道螺栓(3)被固定在一起。在錨鎖平面的中間，設有一個豎直的鋼絞線孔 (6)和一個豎直的固定錨具孔(7)。鋼絞線孔(6)位于錨鎖的上半部分，其高度近于38mm， 口徑為15.6咖；固定錨具孔(7)位于錨鎖的下半部分，其高度為20mm， 口徑為31.0mm。鎖 頭(1)和鎖尾(2)各用一塊35號碳鋼車制而成；螺栓〔3〕用低碳鋼制做，長170mm，直徑為10咖。如圖3至圖6所描述，鎖頭(1)由鎖頭前端面(1-1 〕、鎖頭尾端面(1-2)、鎖頭側面(1-3〕、 鎖頭底面(1-4)、鎖頭頂面〔1-5)、鎖頭鋼絞線半孔〔1-6)、鎖頭固定錨具半孔(1-7〕和鎖 頭螺栓孔(1-8〕組成的。鎖頭(1)沿縱向長75mm，沿橫向寬80誦。鎖頭底面(1-4〕為一個75X80mm的矩形平 面，鎖頭頂面(1-5)為一個75mm長的、半徑為60mm的圓弧面，鎖頭側面(1-3〕是一個長 75mm，高45咖的矩形平面。沿鎖頭寬度的中間，是鎖頭最大厚度的所在處，其值為58mm。 在鎖頭尾端面(1-2)的正中部位，其下半段設有一個20ram高的、直徑為31mm的鎖頭固定錨 具半孔U-7);其上半段設有一個近38mm高的、直徑為15. 6mm的鎖頭鋼絞線半孔U_6)。 在距鎖頭底面(1-4) 20mm,距鎖頭左右兩個側面(1-3〕各15國處，分別設有一個貫穿于整 個鎖頭全長的、直徑為10mm的鎖頭螺栓孔(l-8)。如圖7至圖10所描述，鎖尾(2)由鎖尾前端面(2-1)、鎖尾尾端面(2-2)、鎖尾側面 (2-3〕、鎖尾底面〔2-4〕、鎖尾頂面(2-5)、鎖尾鋼絞線半孔(2-6)、鎖尾固定錨具半孔(2-7)、 鎖尾螺栓孔(2-8)和鎖尾螺栓帽孔〔2-9)組成的。鎖尾〔2)沿縱向長75mm，沿橫向寬80mm。鎖尾底面〔2-4〕為一個75X80mm的矩形平 面，鎖尾頂面〔2-5)為一個75mm長的、半徑為60mm的圓弧面，鎖尾側面(2-3)是一個長 75mm，高45mm的矩形平面。沿鎖尾寬度的中間，是鎖尾最大厚度的所在處，其值為58mm。 在鎖尾前端面(2-1〕的正中部位，其下半段設有一個20mm高的、直徑為31mm的鎖尾固定錨 具半孔〔2-7);其上半段設有一個近38mm高的、直徑為15. 6mm的鎖尾鋼絞線半孔〔2-6)。 在距鎖尾底面(2-4) 20mm，距鎖尾左右兩個側面(2-3)各15mm處，分別設有一個貫穿于整 個鎖尾全長的、直徑為10mm的鎖尾螺栓孔(2-8〕。在鎖尾尾端面(2-2)的左右兩側，在距 鎖尾底面(2-4) 20mm，距鎖尾左右兩個側面(2-3)各15mm處，分別設有一個沿鎖尾縱向深 lOmm、直徑為18mm的鎖尾螺栓帽孔(2-9〕。鎖尾螺栓帽孔(2-9)與鎖尾螺栓孔(2-8〕為同 心圓柱體。如圖11至圖13所描述，取兩根螺栓〔3)，將其分別從鎖尾尾端穿入鎖尾的兩個螺栓孔 (2-8)中，它們的螺栓帽都凹陷于鎖尾螺栓帽孔(2-9)內。沿螺栓帽的周邊實施焊接，使 螺栓帽與鎖尾固定在一起。在焊接處，用電動打磨機將構件表面打平。經過這樣的處理后， 原鎖尾尾端面(2-2)變為新鎖尾尾端面(2-10)。當鎖頭與鎖尾被螺栓(3)穿起之后，新鎖尾尾端面(2-10)即為整個錨鎖的尾端面；鎖 頭前端面U-1)即為整個錨鎖的前端面；而鎖頭尾端面(1-2)則與鎖尾前端面(2-1)緊密 相接觸。如圖14和圖15所描述，將帶有螺栓〔3〕的鎖尾(2)送入錨鎖孔(11〕中，螺栓(3〕的端頭指向錨鎖孔(11)的孔口。將根部帶有固定錨具(12〕的鋼絞線(13〕自上而下地穿 入垂直的錨孔〔14〕中，固定錨具〔12)進入水平的錨鎖孔〔11)內。將鎖頭(1)送入錨鎖 孔(11)中，并使兩道螺栓〔3)穿進鎖頭的兩個螺栓孔(1-8)中。鎖頭尾端面(1-2)和鎖 尾前端面(2-1)相接觸，并在二者之間形成一個鋼絞線孔(6)和一個固定錨具孔(7)。鋼 絞線孔(6)位于上半部分，它將近38mm長的鋼絞線(13)夾住；固定錨具孔(7〕位于下半 部分，它將20mm長的固定錨具(12)夾住。用套筒扳手擰緊兩道螺栓(3)的螺母，使鋼絞 線(13)和固定錨具(12)被緊緊卡住。所有鋼絞線(13)的張拉錨具(16)都分布于橋臺側墻(18)的頂面。在每一個張拉錨 具〔16)的所在處，都在橋臺側墻(18)的頂面設一個開挖槽(19)。開挖槽(19〕沿縱橋向 寬210ram，沿橫橋向的長度等于橋臺側墻(18〕的寬度，向下深100mm。在開挖槽(19〕內， 在每一個錨孔〔14)的上方，都放置一塊200X200X20mm的鋼墊板〔15)。張拉錨具(16〕 位于鋼墊板(15〕的上方，夾片〔17)裹著鋼絞線(13)置于張拉錨具〔16〕之內。在橋臺 側墻(18〕的頂面，首先在每一個張拉錨具〔16〕的上方制做構造鋼筋，該構造鋼筋與橋臺 側墻(18)內原有的構造鋼筋焊接在一起。用C30無收縮混凝土填滿每一個開挖槽(19)，該 混凝土將所有的張拉錨具(16〕密封，并使橋臺側墻(18〕的頂面恢復原狀。
權利要求1. 一種張拉預應力鋼絞線的孔內錨具，其特征在于它包括有一個錨鎖孔〔11〕、一個錨鎖和一個固定錨具〔12〕；所述的錨鎖孔〔11〕位于橋臺側墻裂縫下方600mm處的混凝土內；所述的錨鎖由鎖頭〔1〕、鎖尾〔2〕和螺栓〔3〕三部分構成；所述的固定錨具〔12〕是公路橋梁張拉預應力鋼絞線的通用構件。
2. 根據權利要求1所述的張拉預應力鋼絞線的孔內錨具，其特征在于所述的錨鎖孔(11) 位于橋臺側墻裂縫下方600mm處的混凝土內，沿橫橋向的水平方向，其口徑為120mm， 其深度等于錨孔(14)至橋臺側面之距加75隱。
3. 根據權利要求l所述的張拉預應力鋼絞線的孔內錨具，其特征在于所述的固定錨具(12) 固定于預應力鋼絞線(13〕的底端；固定錨具的長度為72mm，其直徑為30.5ram。
4. 根據權利要求l所述的張拉預應力鋼絞線的孔內錨具，其特征在于所述的錨鎖沿縱 向長150mm，沿橫向寬80咖，其頂面是一個半徑為60mm的圓弧面，其兩個側面各高45mm， 其中間最高處的厚度為58mm;在錨鎖的中間，其下半部分是一個直徑為31mm、高為20mm的 固定錨具孔〔7)，其上半部是一個直徑為15.6mm、最高處的高為38mm的預應力鋼絞線孔(6)。
5. 根據權利要求1所述的張拉預應力鋼絞線的孔內錨具，其特征在于所述的錨鎖由鎖 頭(1)、鎖尾(2)和螺栓(3)三部分構成；鎖頭的尾端面(1-2〕和鎖尾的前端面(2-1) 相接觸，兩根螺栓(3〕左右相互對稱地貫穿于鎖頭(1)和鎖尾(2〕的全長，將二者牢固地 固定在一起。
6. 根據權利要求1所述的張拉預應力鋼絞線的孔內錨具，其特征在于在所述的鎖頭尾 端面(1-2)的正中部位和在鎖尾前端面(2-1)的正中部位，它們的下半部都設有一個直徑 為31rran、高為20ram的固定錨具半孔，它們的上半部都設有一個最高處的高為38mm、直徑為 15. 6皿的預應力鋼絞線半孔。
7. 根據權利要求l所述的張拉預應力鋼絞線的孔內錨具，其特征在于在所述的錨鎖孔 (11)中，錨鎖沿錨鎖孔(11)水平放置；預應力鋼絞線(13)穿過錨鎖中間的預應力鋼絞線孔(6);固定于預應力鋼絞線〔13)底端的固定錨具(12)嵌固于錨鎖中間的固定錨具孔 (7)內。
專利摘要本實用新型涉及一種安裝于公路橋U型橋臺側墻混凝土內部的能夠鎖定預應力鋼絞線底端的錨具。采用張拉鋼絞線的方法合攏橋臺側墻的橫向裂縫，孔內錨具置于裂縫下方600mm處的混凝土內。孔內錨具由錨鎖孔、固定錨具和錨鎖三部分構成，其中錨鎖為本實用新型的創新部分。從橋臺側墻的頂面，錨孔向下垂直打入；從橋臺側墻的外側面，錨鎖孔沿水平方向打入；錨孔與錨鎖孔在混凝土中垂直相交。錨鎖由鎖頭、鎖尾和螺栓三部分組成。首先將帶有螺栓的鎖尾送入錨鎖孔中，螺栓的端頭指向錨鎖孔的孔口；然后將帶有固定錨具的鋼絞線自上而下地穿入錨孔中，固定錨具落入錨鎖孔內；最后再將鎖頭送入錨鎖孔中，并使兩道螺栓穿進鎖頭的兩個螺栓孔中。用套筒扳手擰緊兩道螺栓的螺母，鋼絞線和固定錨具便被鎖頭和鎖尾緊緊鎖住，無法退回，這就為在橋臺側墻頂面張拉鋼絞線創造了條件。
文檔編號E01D21/00GK201125366SQ20072017311
公開日2008年10月1日 申請日期2007年9月13日 優先權日2007年9月13日
發明者楊宏量 申請人:北京公聯潔達公路養護工程有限公司