专利名称：应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚的制作方法
技术领域：
本实用新型属于斜拉桥拉索锚具技术领域。
背景技术：
“一种桥梁拉索结构”[中国专利，专利号ZL 99 2 38964.X]已经由本实用新型专利申请的同一发明人开发出来了。在它的优点中包括以下两条1)在主群锚锚具中平行钢绞线的锚孔分为对称的两群，因而主群锚可以在拉索轴线与腹板轴线重合的条件下可靠地锚固于工字形钢梁，工字形系梁或钢锚座的底部。
2)除主群锚外，还有辅助锚帮助主群锚承受活荷载，因而一般夹片也可以在满足单根更换钢绞线的条件下可靠地应用于主群锚中。
通过工程实践发现，″一种桥梁拉索结构″尚存在以下两个不足之处1)在该结构中，钢绞线在辅助锚中的单根更换是在不能直接接触的条件下进行的，给单根更换钢绞线的施工操作和质量控制都带来不便，需要加以改进。
2)在该结构中，主群锚只布置在梁体的轮廓线以外，以便拉索在梁端的张拉操作。但是，有时由于建筑美学的特殊要求，主群锚需要布置在梁体的轮廓线以内，而拉索可不必在梁端张拉。需扩大″一种桥梁拉索结构″的应用范围以适应此项新要求。
发明内容
本发明是为此“一种桥梁拉索结构”提供的一种改进型辅助锚和一种改进型主锚。改进的目的是在继续保持″一种桥梁拉索结构″原各项优点的前提下，再进一步满足以下要求1)钢绞线在辅助锚中的单根更换能在看得见摸得着钢绞线的条件下进行。2)在有建筑美学的特殊需要时，可以将主群锚布置在梁体的轮廓线以内。为了实现上述发明目的，本实用新型专利技术包含1)改进型辅助锚的构造，2)改进型辅助锚的施工工兿，3)改进型辅助锚的单根更换钢绞线工兿，4)改进型主锚的构造等四个部分。下面分别介绍各部分的发明内容。
改进型辅助锚的构造部分包括以下内容1.辅助锚由一对半汽缸形锚杯组成，它们通过横向螺栓与工字型钢梁，钢系梁，钢锚座或钢锚箱的腹板紧固在一起并支承在辅助锚锚板上。在钢腹板上钻有让横向螺栓通过的孔洞。
2.在那一对半汽缸形锚杯的内侧开有一个半截头圆锥形孔以容纳一根拉索的半数钢绞线。
半截头圆锥形孔的孔壁上钻有入浆孔和出气孔与外界相通。
3.那一对半汽缸形锚杯向主群锚锚板方向的移动由止推螺杆加以限制。止推螺杆还可将锚杯紧密地压到辅助锚锚板上。在主群锚锚板上钻有与止推螺杆匹配的丝孔。
4.在主群锚锚板和锚杯之间布有盆形带肩的钢盖板。在钢盖板的盆内和肩侧分别设有由塑料或橡胶制成的半圆密封盖和半圆密封圈。为了将钢盖板密贴地固定到主群锚锚板上，在钢盖板和主群锚锚板，上分别钻有与螺钉匹配的孔洞和丝孔。这样就形成了辅助锚在主群锚锚板一端的密封。
5.在辅助锚锚板一端也设有由塑料或橡胶制成的密封盖。通过钢压板，螺钉与辅助锚锚板以及腹板紧固在一起形成辅助锚在辅助锚锚板一端的密封。在钢压板和辅助锚锚板，腹板上分别钻有与螺钉匹配的孔洞和丝孔。
改进型辅助锚施工工兿部分的内容是6.通过在锚杯的半截头圆锥型孔的孔壁上钻有的入浆孔压注入高强水泥砂浆和/或环氧树脂和/或其它高强握裹冷铸材料并由在锚杯的半截头圆锥型孔的孔壁上钻有的出气孔排气，使一根拉索半数的钢绞线通过固化后的握裹冷铸材料与锚杯，钢盖板，辅助锚锚板和钢腹板形成一个固结体。
改进型辅助锚的单根更换钢绞线工兿部分包括以下内容7.在锚杯的各内表面上涂脱模剂，并在锚杯上钻有工具丝孔。当需要进行单根钢绞线更换时，可以通过将工具梁安装到加劲板上，将工具螺杆拧入锚杯的工具丝孔。然后通过旋拧工具螺杆上的螺帽将锚杯拉离固化的冷铸材料体和钢腹板，随后可移走锚杯。
8.通过旋拧工具螺杆上的螺帽使锚杯被拉离冷铸材料体并被移走后，一个半截头圆堆形固化的冷铸材料体就暴露在可直接看得见摸的着的工作条件下。然后用高压射水或类似的不会损伤刚绞线的方法，根据单根更换钢绞线的需要凿除部分或全部半截头圆堆形固化的冷铸材料体。
改进型主锚构造部分的内容是9.改进型辅助锚的构造原理也可推广到主群锚上，即主群锚由一对半汽缸形锚杯组成，它们通过横向螺栓与工字型钢梁，钢系梁，钢锚座或钢锚箱的腹板紧固在一起并支承在在紧靠钢底板上方的主群锚锚板上。
1.附图的表达方式除了遵循一般工程制图的常规外还遵循以下特殊约定a)“剖面”既显示切面切到的构造又显示切面视线前方的构造。在每一对编号相同的箭头处都有与箭头正交的短线，这对短线的连线为该剖面切剖到的位置，而剖面箭头的方向为视线方向。如果剖面切剖到的位置有沿结构轴线的移动，则有一对转折符号相连，转折符号由两根正交的短线组成。b)剖面的编号用罗马字母I，II，III，IV，V表示。c)如果切面的位置与剖面的构造显示在同一张附图上，则在罗马字母后不加注标。d)如果切面的位置与剖面的构造显示在不同附图上，则在罗马字母后加上阿拉伯数字的注标，逗号前后的阿拉伯数字分别表示切面位置所在的图号以及剖面的构造被显示的图号。例如“剖面II2，3”表示剖面的编号是II，它的切面位置显示在图2上，它的构造显示在图3上。
2.图1A至1C显示的是在须将主群锚4布置在梁体轮廓线以内的特殊要求时拉索与工字形钢梁2钢或者与混凝土梁2混的钢锚箱3联接的总体布置。从这张图上还可以看到辅助锚1所在的位置以及与其它构造的关系。
3.图2的上，下部分分别显示辅助锚的纵剖面和纵立面。
4.图3A和3B显示的是辅助锚的三个横剖面。
5.图4A和4B显示的是当需要进行单根钢绞线的更换时，如何将锚杯A1拉离固化的冷铸材料体112的操作装置。
6.图5A和5B显示的是锚杯101卸下后，辅助锚的纵剖面，纵立面和横剖面。从这张图上可以看到固化的冷铸材料体112如何在可直接看得见摸的着的工作条件下被不会损伤刚绞线的高压射水605法，根据单根更换钢绞线的需要进行凿除。
7.图6是图5所显示内容的横剖面透视图。这张图在说明书摘要中需要使用。
8.图7A和7B显示的是锚固于梁体轮廓线以内的主群锚的构造。
具体实施方式
本专利技术可通过预应力专业化的建筑机械企业(以下简称“第一类企业”)转化为系列化的成套产品，然后通过土建企业(以下简称“第二类企业”)的施工将产品按规定的施工程序安装到斜拉桥工程上组成斜拉桥拉索结构的锚具部份。斜拉桥运营若干年后如果出现拉索损坏，不需要象目前的常规技术那样必须更换整根拉索，而可以由从事桥梁养护的施工企业(以下简称“第三类企业”)按规定的更换程序在看得见摸得着的条件下只单根更换一根拉索中损坏了的钢绞线。因而本专利技术须通过三类企业来共同实施。下面分别介绍本专利技术在各类企业中如何具体实施的共同部分和专门部分。
1.共同部分改进型主锚，辅助锚的构造以及它们与桥梁其它相关结构部分的关系是上述三类企业实施本专利技术时都需要了解的，其内如下1.1锚具在梁端特殊总体布置的构造如果在梁端没有须将主群锚布置在梁体轮廓线以内建筑美学的特殊要求，锚具的总体布置将与塔端一样继续采用“一种桥梁拉索结构”原先的布置方式。本节所述的特殊总体布置只有在梁端有上述建筑美学特殊要求时才采用。
当密封盖板208/308由加劲板203/303上取下后就可以看到如图1所示的拉索与工字形钢梁2钢或者与混凝土梁2混的钢锚箱3联接的特殊构造一对半汽缸型主群锚4布置在紧靠钢底板201/301上方的钢腹板202/302的两侧并支承在主群锚锚板204/304上。与原先的“一种桥梁拉索结构”一样，在主群锚锚板204/304与辅助锚锚板205/305之间布置一对半汽缸形辅助锚1。
为了可靠地承受混凝土梁2混的内力并将拉索力传递给混凝土梁2混，在拉索与混凝土梁2混联接处布置钢锚箱3。3的底板301，腹板302，加劲板303，主群锚锚板304，辅助锚锚板305，抗剪销306，拉索管307浇入混凝土梁2混并与2混的钢筋相联接。
1.2梁端和塔端改进型辅助锚的构造图2与图3显示了辅助锚1的结构，它由以下部分组成1)一对半汽缸形锚杯101由横向螺栓102与工字型钢梁，钢系梁，钢锚座或钢锚箱的腹板202/302紧固在一起并支承在辅助锚锚板205/305上。在钢腹板202/302上钻有让横向螺栓102通过的孔洞。
2)在主群锚锚板204/304上钻有与止推螺杆103匹配的丝孔。止推螺杆103可以将锚杯101紧密地压到辅助锚锚板205/305上，并可限制锚杯101向主群锚锚板204/304方向的移动。
3)在每个半汽缸形锚杯101的内侧开有一个半截头圆锥型的孔以容纳一根拉索半数的钢绞线5。在半截头圆锥型孔的孔壁上钻有入浆孔111和出气孔113与外界相通。
4)在主群锚锚板204/304和锚杯101之间布有盆形带肩的钢盖板104。在104的盆内和肩侧分别设有由塑料或橡胶制成的半圆密封盖105和半圆密封圈106。为了将钢盖板104密贴地固定到主群锚锚板204/304上，在104和204/304，上分别钻有与螺钉107匹配的孔洞和丝孔。104，105，106，107形成辅助锚1在主群锚锚板204304一端的密封。
5)在辅助锚锚板205/305的一端也设有由塑料或橡胶制成的密封盖108。108通过钢压板109，螺钉110与辅助锚锚板205/305以及腹板202/302紧固在一起形成辅助锚1在辅助锚锚板205/305一端的密封。在109和205/305，202/302上分别钻有与螺钉110匹配的孔洞和丝孔。
6)在锚杯101，钢盖板104，辅助锚锚板205/305和钢腹板202/302围成的空间，通过入浆孔111压注入高强水泥砂浆和/或环氧树脂和/或其它高强握裹冷铸材料112并由出气孔113排气。这样，一根拉索半数的钢绞线5就由固化后的握裹冷铸材料112与101，104，205/305，202/302形成一个固结体。在活荷载作用下，绝大部分的索力的增加量和减少量将由这个固结体分别直接传递给辅助锚锚板205/305和主群锚锚板204/304，只有一小部分传递到主群锚4上，从而大大减轻主群锚4承受的疲劳荷载。
7)与冷铸材料接触的钢绞线需进行不受损伤的除锈，清洁，喷塗防锈漆的表面处理，以保证冷铸材料对钢绞线的握裹以及防止水泥浆对钢绞线镀锌层的不利化学反应。
8)钢压板104和109，辅助锚锚板205/305上钻有的钢绞线孔洞的直径足够地大于钢绞线的直径，而密封盖105和108上预留的钢绞线孔洞的直径略小于钢绞线的直径，以保证在辅助锚内钢绞线不接触金属材料。
9)为了便于必要时单根钢绞线的更换，在锚杯101的各内表面上涂脱模剂，并在锚杯101上钻有丝孔114。
1.3锚固于梁体轮廓线以内的主群锚构造以上应用于辅助锚通过横向螺栓的帮助将一对半汽缸形锚杯紧固于钢梁2钢或钢锚箱3腹板202/302两侧的原理也能应用于主群锚，从而可将它布置于梁体轮廓线以内。附图7显示了如此布置的主群锚的构造1)在紧靠钢梁2钢或钢锚箱3底板201/301的上方，于腹板202/302的两侧有一对半汽缸形锚杯401支承于主群锚锚板204/304上。
2)通过横向螺栓402的帮助将这对半汽缸形锚杯401紧固于腹板202/302的两侧。
3)在锚杯401上钻有一群锚孔403，钢绞线5可通过各自的夹片锚固于各自的锚孔403内。
2.第一类企业的专门部分因为大型斜拉桥的拉索长度可达数百米，每根索的受力可达数千吨，如此巨大的拉索要进行预应力张拉和应力调整，通车后拉索要承受特别大的疲劳荷载，还直接暴露在室外环境中，是桥梁最敏感的关键部位，因而与拉索有关的产品必需由预应力专业化的建筑机械企业来生产。开发本专利技术的基本动机之一是通过适当增加第一类企业在厂房内的精细劳动来大大便利和减少第二，三类企业在工程现场的劳动(特别是高空作业)，更必须由实力较强的预应力专业化的建筑机械企业来实施。
根据上述“共同部分”的介绍，需要第一类企业生产并使其系列化的部件可分为以下三类1)常规的机械零部件辅助锚的横向螺栓102，盆形带肩的钢盖板104，螺钉107，钢压板109，螺钉110，主锚的横向螺栓402。
2)预应力专业化的机械零部件辅助锚的半汽缸形锚杯102，止推螺杆103。主锚的锚杯401。
3)需要与化工，建材行业协作或向它们定货的产品塑料或橡胶制成的半圆密封盖105，半圆密封圈106，密封盖108，高强握裹冷铸材料112。
以上各部件在锚具中的位置显示在图2至图7中。
3.第二类企业的专门部分3.1由第二类企业准备的与辅助锚直接有关的预制构件和材料第二类企业在施工辅助锚时除了须具备第一类企业提供的上述配套部件外还要准备的与辅助锚直接有关的预制构件和材料。这些构件是显示在图1中的工字形钢梁2钢/钢锚箱3的底板201/301，腹板202/302，加劲板203/303，主群锚锚板204/304，辅助锚锚板205/305，密封盖板208/308。此外，对于混凝土梁2混的钢锚箱3还有抗剪销306，拉索管307。材料是显示在图2至图7中的钢绞线5，涂在锚杯101的各内表面上的脱模剂。
3.2辅助锚的现场施工程序构造显示于图1，2，3中的辅助锚在修建斜拉桥的拉索时其施工程序如下1)通过钢压板109和螺钉110将密封盖108固定到辅助锚板205/305和钢腹板202/302上。
2)通过钢压板104和螺钉107将密封盖105固定到主群锚锚板204/304上。
3)安装和张拉钢绞线束5并锚固到主群锚4上。与冷铸材料接触的钢绞线需进行不受损伤的除锈，清洁，喷塗防锈漆的表面处理，以保证冷铸材料对钢绞线的握裹以及防止水泥对钢绞线镀锌层的不利化学反应。
4)当拉索的应力调整完成后到通车前这段时间，安装半圆密封圈106，锚杯101，横向螺栓102和止推螺杆103，并先后拧紧102的螺帽和103。
5)通过入浆孔111将高强水泥砂浆和/或环氧树脂和/或其它高强握裹冷铸材料112压入锚杯101，直到冷铸材料持续由排气孔113喷出，再将111和113封闭。
4.第三类企业的专门部分斜拉桥运营若干年后如果出现拉索损坏，第三类企业可按本专利技术规定的更换程序在看得见摸得着的条件下只单根更换一根拉索中损坏了的钢绞线。
4.1单根更换钢绞线的设备准备除了常规的起重和登高设备外第三类企业还须准备以下显示在图4至图6中的两类特殊设备1)简单设备工具梁601，工具螺杆602，四氟垫圈603和螺帽604。
2)新型设备是指用高压射水605或类似的不会损伤刚绞线的方法凿除部分或全部半截头圆堆形固化的冷铸材料体112所需要的设备。欧洲在1985年和九十年代已分别批量生产能快速凿除不同强度混凝土的高压射水机和机器人，所以这类设备在欧洲算常规设备。这类设备在中国目前还处于研究阶段，因此算新型设备，第三类企业需注意通过研制，进口，租用等方式去作好新型设备的准备。
4.2单根钢绞线的更换程序图4，5，6显示了必要时单根钢绞线在辅助锚内的更换程序
1)拧松止推螺杆103。
2)拧下横向螺栓102的螺帽。
3)将工具梁601安装到加劲板203/303上，将工具螺杆602拧入锚杯101的丝孔114。然后安装四氟垫圈603和螺帽604。
4)通过旋拧螺帽604将锚杯101拉离固化的冷铸材料体112和钢腹板202/302。
5)移走半圆密封圈106和锚杯101，于是半截头圆堆形固化的冷铸材料体112就暴露在可直接看得见摸的着的工作条件下。清洗移走的锚杯101并在其内表面重新涂脱模剂。
6)用高压射水605或类似的不会损伤刚绞线的方法，根据单根更换钢绞线的需要凿除部分或全部半截头圆堆形固化的冷铸材料体112。
7)用单根钢绞线张拉千斤顶放松和移走需要被更换的钢绞线。
8)用单根钢绞线张拉千斤顶安装和张拉新的钢绞线并将它锚固在主群锚上。
9)安装新的半圆密封圈106，重新安装锚杯101，安装并拧紧横向螺栓1-2的螺帽，然后拧紧止推螺杆103。
10)通过入浆孔111将新的高强握裹冷铸材料112压入锚杯101，直到冷铸材料持续由排气孔113喷出，再将111和113封闭。
权利要求1.一种应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚，其特征是辅助锚由一对半汽缸形锚杯(101)组成，它们通过横向螺栓(102)与工字型钢梁，钢系梁，钢锚座或钢锚箱的腹板(202/302)紧固在一起并支承在辅助锚锚板(205/305)上；在钢腹板(202/302)上钻有让横向螺栓(102)通过的孔洞。
2.根据权利要求1所述的应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚，其特征是在那一对半汽缸形锚杯(101)的内侧开有一个半截头圆锥形孔以容纳一根拉索的半数钢绞线(5)；半截头圆锥形孔的孔壁上钻有入浆孔(111)和出气孔(113)与外界相通。
3.根据权利要求1所述的应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚，其特征是那一对半汽缸形锚杯(101)向主群锚锚板(204/304)方向的移动由止推螺杆(103)加以限制；止推螺杆(103)还可将锚杯(101)紧密地压到辅助锚锚板(205/305)上；在主群锚锚板(204/304)上钻有与止推螺杆(103)匹配的丝孔。
4.根据权利要求1所述的应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚，其特征是在主群锚锚板(204/304)和锚杯(101)之间布有盆形带肩的钢盖板(104)；在钢盖板(104)的盆内和肩侧分别设有由塑料或橡胶制成的半圆密封盖(105)和半圆密封圈(106)；为了将钢盖板(104)密贴地固定到主群锚锚板(204/304)上，在钢盖板(104)和主群锚锚板(204/304)，上分别钻有与螺钉(107)匹配的孔洞和丝孔；(104)，(105)，(106)，(107)形成辅助锚(1)在主群锚锚板(204/304)一端的密封。
5.根据权利要求1所述的应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚其特征是在辅助锚锚板(205/305)一端也设有由塑料或橡胶制成的密封盖(108)；(108)通过钢压板(109)，螺钉(110)与辅助锚锚板(205/305)以及腹板(202/302)紧固在一起形成辅助锚(1)在辅助锚锚板(205/305)一端的密封；在钢压板(109)和辅助锚锚板(205/305)，腹板(202/302)上分别钻有与螺钉(110)匹配的孔洞和丝孔。
6.根据权利要求1或2所述的应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚，其特征是通过在锚杯(101)的半截头圆锥型孔的孔壁上钻有的入浆孔(111)压注入高强水泥砂浆和/或环氧树脂和/或其它高强握裹冷铸材料(112)并由在锚杯(101)的半截头圆锥型孔的孔壁上钻有的出气孔(113)排气，使一根拉索半数的钢绞线(5)通过固化后的握裹冷铸材料与锚杯(101)，钢盖板(104)，辅助锚锚板(205/305)和钢腹板(202/302)形成一个固结体。
7.根据权利要求1所述的应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚，其特征是在锚杯(101)的各内表面上涂脱模剂，并在锚杯(101)上钻有工具丝孔(114)；当需要进行单根钢绞线更换时，可以通过将工具梁(601)安装到加劲板(203/303)上，将工具螺杆(602)拧入锚杯(101)的工具丝孔(114)；然后通过旋拧工具螺杆(602)上的螺帽(604)将锚杯(101)拉离固化的冷铸材料体(112)和钢腹板(202/302)，随后可移走锚杯(101)。
8.根据权利要求1所述的应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚，其特征是通过旋拧工具螺杆(602)上的螺帽(604)使锚杯(101)被拉离冷铸材料体(112)并被移走后，一个半截头圆堆形固化的冷铸材料体(112)就暴露在可直接看得见摸的着的工作条件下；然后用高压射水(605)或类似的不会损伤刚绞线的方法，根据单根更换钢绞线的需要凿除部分或全部半截头圆堆形固化的冷铸材料体(112)。
9.根据权利要求7所述的应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚，其特征是通过旋拧工具螺杆(602)上的螺帽(604)使锚杯(101)被拉离冷铸材料体(112)并被移走后，一个半截头圆堆形固化的冷铸材料体(112)就暴露在可直接看得见摸的着的工作条件下；然后用高压射水(605)或类似的不会损伤刚绞线的方法，根据单根更换钢绞线的需要凿除部分或全部半截头圆堆形固化的冷铸材料体(112)。
10.根据权利要求1所述的应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚其特征是，由一对半汽缸形锚杯(101)组成，它们通过横向螺栓(102)与工字型钢梁，钢系梁，钢锚座或钢锚箱的腹板(202/302)紧固在一起并支承在辅助锚锚板(205/305)上的构造，这个构造原理也可推广到主群锚上，即主群锚由一对半汽缸形锚杯(401)组成，它们通过横向螺栓(402)与工字型钢梁，钢系梁，钢锚座或钢锚箱的腹板(202/302)紧固在一起并支承在在紧靠钢底板(201/301)上方的主群锚锚板(204/304)上。
专利摘要应用于一种桥梁拉索结构的改进型辅助锚具，其特点是1)一对半汽缸形的辅助锚锚杯101通过横向螺栓102与钢腹板202/302紧固在一起并支承在辅助锚锚板205/305上。2)锚杯101内开有半截头圆锥形孔以容纳一根拉索的半数钢绞线5。拉索应力调整完成后压入冷铸材料112，将5与101，202/302，205/305固结为一体。3)单根钢绞线更换时，先卸下在内壁上涂有脱模剂的101，使固化的冷铸材料体112暴露在看得见摸的着的工作条件下，并根据单根更换钢绞线的需要用高压射水605或类似的不会损伤刚绞线的方法凿除部分或全部的112。
文档编号E01D19/14GK2712990SQ20032012373
公开日2005年7月27日 申请日期2003年11月27日 优先权日2002年12月30日
发明者侯引程 申请人:侯引程