专利名称：张拉预应力钢绞线的孔内锚具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种安装于公路桥u型桥台侧墙混凝土内部的能够锁定预应力钢绞线底端的锚具。
背景技术：
u型桥台的抗震挡墙位于边部主梁的外侧，它与桥台侧墙整体浇注，在它们 的外侧表层，只设构造钢筋；在其内侧表层，或只设较少的构造钢筋、或不设构造钢筋。在 一些公路桥桥台支座的上方，边部主梁的梁肋与抗震挡墙的预留间隙过小。当气温上升时， 桥体的上部结构沿横桥向产生膨胀，边部主梁的梁肋向外推动抗震挡墙，使桥台侧墙产生横 向开裂。每次下雨，雨水通过路面的孔隙首先渗入桥台内部填土和路堤填土之中，然后再沿 着桥台侧墙的裂缝缓慢流出。在流水的作用下，填土中的细颗粒首先被冲出，与此同时，该 裂缝不断扩大。随着裂缝的扩大，填土中的中颗粒和粗颗粒亦不断流失，于是便引起路面下 沉及路面开裂，位于裂缝上方的部分桥台侧墙亦发生倾斜和沉陷。为了避免这种现象的产生， 桥台侧墙的横向裂缝必须及时修补。在以往，修补桥台侧墙裂缝的方法是，沿裂缝的走向在混凝土表面设开挖槽，开挖槽的 深度为混凝土保护层的厚度。在开挖槽的顶部和底部，按所设计的间距打孔，并植入螺栓。 沿着裂缝，以大约500mm为间距打压浆孔，压浆孔的口径为10mm，深度为50_100咖。首先以 lMPa的压力向裂缝中注清水，将裂缝中的泥土冲出，直至从裂缝中趟出清水为止。然后再以 lMPa的压力向裂缝中注浆，将其密封。当裂缝宽度小于0.4mm时，注入聚胺脂浆液；当裂缝 宽度大于0.4mm时，注入水泥浆液或细骨料水泥浆液。在开挖槽混凝土的表面，涂抹粘钢胶， 覆盖一块钢板。在该钢板的顶部和底部，预先钻孔，开挖槽顶部和底部的螺栓则分别穿入这 些圆孔之中。拧紧各个螺栓的螺母，将钢板牢牢地固定在混凝土的表面。最后，再用水泥砂 浆填补整个开挖槽，并将其表面抹平。该水泥砂浆使整块钢板和全部螺母得以覆盖，并使桥 台侧墙的原状得以恢复。这种修补桥台侧墙裂缝的方法简单，但效果不佳，因为它只是将裂缝填满，并在其外表 面将桥台侧墙用钢板拉住，而并未使桥台侧墙的裂缝合拢。在裂缝所在处，桥台侧墙形成了 一个薄弱带；在桥台侧墙的内侧面，裂缝依然部分存在。在桥台内部填土侧压力的作用下， 从裂缝的残存部分开始，重新将桥台侧墙撕开，并使裂缝以上的桥台侧墙向外倾斜。桥台内 部填土和路堤填土中的渗水则从开裂的部位流出，流水将裂缝扩大，并将钢板腐蚀。还有人提出，在桥台侧墙的外侧面，设置体外预应力钢绞线进行张拉，使桥台侧墙裂缝 合拢。这种修补方法也不好，当钢绞线被张拉以后，在桥台侧墙的水平剖面，所产生的是大 偏心压力。在桥台侧墙的外侧，裂缝被局部合拢；在桥台侧墙的内侧，裂缝被扩大；在裂缝的上方，桥台侧墙向外倾斜加剧。在桥台侧墙的前侧及内边侧，桥台内部填土和路堤填土中 的渗水依旧可以从原裂缝中流出、而且更加严重。流水将裂缝扩大，并将钢绞线腐蚀。此外, 体外钢绞线的设置，也破坏了桥体的造型，影响了其美观。解决问题最好的方法是，在桥台侧墙的外侧面，沿裂缝不设开挖槽，只对裂缝进行清洗 和灌浆处理，将裂缝密封。在桥台侧墙的顶面，均匀布设单根垂直的预应力钢绞线。钢绞线 的张拉端位于桥台侧墙的顶面，固定端位于裂缝之下600mm处的桥台侧墙的混凝土内。当所 有的钢绞线都张拉到位后，在桥台侧墙的横剖面，钢绞线所施加混凝土的是均匀压应力，其 具体数值为0.9-l.lMPa。在原裂缝处，灌浆被紧密压縮，裂缝被密封得更加严密。在桥台侧 墙中，因裂缝而受损的竖向钢筋已被钢绞线所代替，桥台侧墙的整体性如同未开裂之前。然而，要实现上述修补桥台侧墙裂缝的方案，就需要进行如下的一系列工序，解决几个 相关的技术问题(1) 在桥台侧墙的顶面，自上而下打垂直锚孔，每个锚孔中只穿过一根钢绞线。由于钢 绞线的底端预先安有固定锚具，所以锚孔的口径不应小于32mm，但也不宜过大。为了获得良 好的施工质量，在裂缝的上方，锚孔的口径为34mm;在裂缝的下方，锚孔的口径为32mm。锚 孔用风钻打制；在裂缝的上方，用直径为32mm的钻头钻孔；在裂缝的下方，用直径为30mm 的钻头钻孔。(2) 钢绞线选用横截面为152mm2的1860型预应力钢绞线，裸露放入锚孔中。钢绞线的 顶端须伸出桥台侧墙顶面600mm，底端却要固定在裂缝之下的600mm处。当钢绞线张拉完毕 后，向锚孔内注入高标号的水泥砂浆，将残留的空间充满，使钢绞线和锚孔的孔壁牢固地粘 结在一起。(3) 钢绞线的张拉端位于桥台侧墙的顶面。在张拉端，锚具和夹片都是现成的，它被广 泛应用于桥梁工程中。锚具的外径为45mm，上端开口内径为27mm，下端开口内径为16mm， 高45mm，用40Cr合金钢制成；夹片用20CrMnTi合金钢制成。在该锚具与混凝土之间，是一 块200X200X20mra的钢垫板。该钢垫板取材于普通钢板，利用简单的机械加工即可制成。在 它的正中，钻有一个口径为16mm的圆孔。在该圆孔的一侧，钻有两个灌浆孔。(4) 钢绞线的底端须固定在裂缝之下600mm处的桥台侧墙的混凝土中，时至今日，还没有现成的锚具能够解决这一问题。发明内容本实用新型的目的就是要提供一种安装于桥台侧墙混凝土内部的能够锁定预应力钢绞线底端的锚具，它被称之为孔内锚具。利用孔内锚具，在修补桥台侧墙横向裂缝的 工程中，可将钢绞线的底端固定在裂缝之下600mm处的桥台侧墙的混凝土中。在桥台侧墙的 顶面，通过张拉钢绞线，使桥台侧墙的整条横向裂缝合拢。本实用新型主要由三部分构成，即锚锁孔、固定锚具、及锚锁，它们的具体构造如下-(1) 锚锁孔位于裂缝之下的600mm处，它沿着与桥台侧墙相垂直的方向打入，其口径为 120咖，其深度等于锚孔与桥台侧墙的外侧面之距加75mm。在钻孔时，水钻与风钻配合使用， 锚锁孔便很容易打制。穿入钢绞线的锚孔从桥台侧墙的顶面自上而下垂直打入，它与锚锁孔 在混凝土中垂直相交。当张拉钢绞线完毕后，首先对桥台侧墙表层被打断的构造钢筋进行补 焊，然后向锚锁孔内填入密实的C30无收縮混凝土，使其充满整个残存空间，最后再用电动 打磨机将桥台侧墙的表面打平。(2) 固定锚具是现成的，它被广泛应用于桥梁工程中。固定锚具用40Cr合金钢制成， 长55mm，外径为35mm，内径为18mm。钢绞线的底端穿入固定锚具中，在钢绞线与固定锚具 之间，加设一个挤压簧。经挤压后，固定锚具将钢绞线紧紧地箍住，固定锚具的长度延长至 72mra，外径縮小为30. 5mm。(3) 锚锁是本实用新型的创新部分，它是用35号碳钢车制而成的。锚锁沿纵向的长度 为150誦，沿横向的宽度为80mm。沿着锚锁的横向，其顶面是一个半径为60mm的圆弧面，底 面为一个矩形平面；在圆弧面的最高处，锚锁厚58mm。在锚锁平面的中心处，上半部分是垂 直的钢绞线孔，下半部分是垂直的固定锚具孔。锚锁沿着长度方向被平均分为两部分，即锁 头和锁尾，这两部分通过两道螺栓被固定在一起。将根部带有固定锚具的钢绞线自上而下地穿入锚孔中，固定锚具穿过锚孔后进入锚锁孔 内。在锚锁孔中，20mm长的固定锚具和近38mm长的钢绞线被锚锁的锁头和锁尾夹住。拧紧 两道螺栓后，锁头和锁尾便牢牢地结为一体，并将固定锚具死死卡住，使之无法退回。
本实用新型的具体结构由以下的附图及具体实施给出。 图l是锚锁的侧向基本视图，图2是锚锁的俯视基本视图，图3是锁头的尾端面图，图 4是锁头的俯视图，图5是锁头的前端面图，图6是锁头的侧视图，图7是锁尾的前端面图， 图8是锁尾的俯视图，图9是锁尾的尾端面图，图10是锁尾的侧视图，图ll是锚锁的组装 图，图12是锚锁的尾端面图，图13是锚锁的前端面图，图M是张拉桥台侧墙内钢绞线的横 向剖面图，图15是张拉桥台侧墙内钢绞线的纵向剖面图。下面结合图1至图15详细说明根据本实用新型所提出的具体装置细节及安装情况。
具体实施方式
本实用新型由锚锁孔(11)、固定锚具(12)和锚锁三部分组成，其中锚 锁是本实用新型的创新部分。如图1和图2所描述，锚锁由锁头(1)、锁尾(2)和螺栓(3〕组合而成，锁头(1)和 锁尾(2)通过两道螺栓(3)被固定在一起。在锚锁平面的中间，设有一个竖直的钢绞线孔 (6)和一个竖直的固定锚具孔(7)。钢绞线孔(6)位于锚锁的上半部分，其高度近于38mm， 口径为15.6咖；固定锚具孔(7)位于锚锁的下半部分，其高度为20mm， 口径为31.0mm。锁 头(1)和锁尾(2)各用一块35号碳钢车制而成；螺栓〔3〕用低碳钢制做，长170mm，直径为10咖。如图3至图6所描述，锁头(1)由锁头前端面(1-1 〕、锁头尾端面(1-2)、锁头侧面(1-3〕、 锁头底面(1-4)、锁头顶面〔1-5)、锁头钢绞线半孔〔1-6)、锁头固定锚具半孔(1-7〕和锁 头螺栓孔(1-8〕组成的。锁头(1)沿纵向长75mm，沿橫向宽80誦。锁头底面(1-4〕为一个75X80mm的矩形平 面，锁头顶面(1-5)为一个75mm长的、半径为60mm的圆弧面，锁头侧面(1-3〕是一个长 75mm，高45咖的矩形平面。沿锁头宽度的中间，是锁头最大厚度的所在处，其值为58mm。 在锁头尾端面(1-2)的正中部位，其下半段设有一个20ram高的、直径为31mm的锁头固定锚 具半孔U-7);其上半段设有一个近38mm高的、直径为15. 6mm的锁头钢绞线半孔U_6)。 在距锁头底面(1-4) 20mm,距锁头左右两个侧面(1-3〕各15國处，分别设有一个贯穿于整 个锁头全长的、直径为10mm的锁头螺栓孔(l-8)。如图7至图10所描述，锁尾(2)由锁尾前端面(2-1)、锁尾尾端面(2-2)、锁尾侧面 (2-3〕、锁尾底面〔2-4〕、锁尾顶面(2-5)、锁尾钢绞线半孔(2-6)、锁尾固定锚具半孔(2-7)、 锁尾螺栓孔(2-8)和锁尾螺栓帽孔〔2-9)组成的。锁尾〔2)沿纵向长75mm，沿横向宽80mm。锁尾底面〔2-4〕为一个75X80mm的矩形平 面，锁尾顶面〔2-5)为一个75mm长的、半径为60mm的圆弧面，锁尾侧面(2-3)是一个长 75mm，高45mm的矩形平面。沿锁尾宽度的中间，是锁尾最大厚度的所在处，其值为58mm。 在锁尾前端面(2-1〕的正中部位，其下半段设有一个20mm高的、直径为31mm的锁尾固定锚 具半孔〔2-7);其上半段设有一个近38mm高的、直径为15. 6mm的锁尾钢绞线半孔〔2-6)。 在距锁尾底面(2-4) 20mm，距锁尾左右两个侧面(2-3)各15mm处，分别设有一个贯穿于整 个锁尾全长的、直径为10mm的锁尾螺栓孔(2-8〕。在锁尾尾端面(2-2)的左右两侧，在距 锁尾底面(2-4) 20mm，距锁尾左右两个侧面(2-3)各15mm处，分别设有一个沿锁尾纵向深 lOmm、直径为18mm的锁尾螺栓帽孔(2-9〕。锁尾螺栓帽孔(2-9)与锁尾螺栓孔(2-8〕为同 心圆柱体。如图11至图13所描述，取两根螺栓〔3)，将其分别从锁尾尾端穿入锁尾的两个螺栓孔 (2-8)中，它们的螺栓帽都凹陷于锁尾螺栓帽孔(2-9)内。沿螺栓帽的周边实施焊接，使 螺栓帽与锁尾固定在一起。在焊接处，用电动打磨机将构件表面打平。经过这样的处理后， 原锁尾尾端面(2-2)变为新锁尾尾端面(2-10)。当锁头与锁尾被螺栓(3)穿起之后，新锁尾尾端面(2-10)即为整个锚锁的尾端面；锁 头前端面U-1)即为整个锚锁的前端面；而锁头尾端面(1-2)则与锁尾前端面(2-1)紧密 相接触。如图14和图15所描述，将带有螺栓〔3〕的锁尾(2)送入锚锁孔(11〕中，螺栓(3〕的端头指向锚锁孔(11)的孔口。将根部带有固定锚具(12〕的钢绞线(13〕自上而下地穿 入垂直的锚孔〔14〕中，固定锚具〔12)进入水平的锚锁孔〔11)内。将锁头(1)送入锚锁 孔(11)中，并使两道螺栓〔3)穿进锁头的两个螺栓孔(1-8)中。锁头尾端面(1-2)和锁 尾前端面(2-1)相接触，并在二者之间形成一个钢绞线孔(6)和一个固定锚具孔(7)。钢 绞线孔(6)位于上半部分，它将近38mm长的钢绞线(13)夹住；固定锚具孔(7〕位于下半 部分，它将20mm长的固定锚具(12)夹住。用套筒扳手拧紧两道螺栓(3)的螺母，使钢绞 线(13)和固定锚具(12)被紧紧卡住。所有钢绞线(13)的张拉锚具(16)都分布于桥台侧墙(18)的顶面。在每一个张拉锚 具〔16)的所在处，都在桥台侧墙(18)的顶面设一个开挖槽(19)。开挖槽(19〕沿纵桥向 宽210ram，沿横桥向的长度等于桥台侧墙(18〕的宽度，向下深100mm。在开挖槽(19〕内， 在每一个锚孔〔14)的上方，都放置一块200X200X20mm的钢垫板〔15)。张拉锚具(16〕 位于钢垫板(15〕的上方，夹片〔17)裹着钢绞线(13)置于张拉锚具〔16〕之内。在桥台 侧墙(18〕的顶面，首先在每一个张拉锚具〔16〕的上方制做构造钢筋，该构造钢筋与桥台 侧墙(18)内原有的构造钢筋焊接在一起。用C30无收縮混凝土填满每一个开挖槽(19)，该 混凝土将所有的张拉锚具(16〕密封，并使桥台侧墙(18〕的顶面恢复原状。
权利要求1. 一种张拉预应力钢绞线的孔内锚具，其特征在于它包括有一个锚锁孔〔11〕、一个锚锁和一个固定锚具〔12〕；所述的锚锁孔〔11〕位于桥台侧墙裂缝下方600mm处的混凝土内；所述的锚锁由锁头〔1〕、锁尾〔2〕和螺栓〔3〕三部分构成；所述的固定锚具〔12〕是公路桥梁张拉预应力钢绞线的通用构件。
2. 根据权利要求1所述的张拉预应力钢绞线的孔内锚具，其特征在于所述的锚锁孔(11) 位于桥台侧墙裂缝下方600mm处的混凝土内，沿横桥向的水平方向，其口径为120mm， 其深度等于锚孔(14)至桥台侧面之距加75隱。
3. 根据权利要求l所述的张拉预应力钢绞线的孔内锚具，其特征在于所述的固定锚具(12) 固定于预应力钢绞线(13〕的底端；固定锚具的长度为72mm，其直径为30.5ram。
4. 根据权利要求l所述的张拉预应力钢绞线的孔内锚具，其特征在于所述的锚锁沿纵 向长150mm，沿横向宽80咖，其顶面是一个半径为60mm的圆弧面，其两个侧面各高45mm， 其中间最高处的厚度为58mm;在锚锁的中间，其下半部分是一个直径为31mm、高为20mm的 固定锚具孔〔7)，其上半部是一个直径为15.6mm、最高处的高为38mm的预应力钢绞线孔(6)。
5. 根据权利要求1所述的张拉预应力钢绞线的孔内锚具，其特征在于所述的锚锁由锁 头(1)、锁尾(2)和螺栓(3)三部分构成；锁头的尾端面(1-2〕和锁尾的前端面(2-1) 相接触，两根螺栓(3〕左右相互对称地贯穿于锁头(1)和锁尾(2〕的全长，将二者牢固地 固定在一起。
6. 根据权利要求1所述的张拉预应力钢绞线的孔内锚具，其特征在于在所述的锁头尾 端面(1-2)的正中部位和在锁尾前端面(2-1)的正中部位，它们的下半部都设有一个直径 为31rran、高为20ram的固定锚具半孔，它们的上半部都设有一个最高处的高为38mm、直径为 15. 6皿的预应力钢绞线半孔。
7. 根据权利要求l所述的张拉预应力钢绞线的孔内锚具，其特征在于在所述的锚锁孔 (11)中，锚锁沿锚锁孔(11)水平放置；预应力钢绞线(13)穿过锚锁中间的预应力钢绞线孔(6);固定于预应力钢绞线〔13)底端的固定锚具(12)嵌固于锚锁中间的固定锚具孔 (7)内。
专利摘要本实用新型涉及一种安装于公路桥U型桥台侧墙混凝土内部的能够锁定预应力钢绞线底端的锚具。采用张拉钢绞线的方法合拢桥台侧墙的横向裂缝，孔内锚具置于裂缝下方600mm处的混凝土内。孔内锚具由锚锁孔、固定锚具和锚锁三部分构成，其中锚锁为本实用新型的创新部分。从桥台侧墙的顶面，锚孔向下垂直打入；从桥台侧墙的外侧面，锚锁孔沿水平方向打入；锚孔与锚锁孔在混凝土中垂直相交。锚锁由锁头、锁尾和螺栓三部分组成。首先将带有螺栓的锁尾送入锚锁孔中，螺栓的端头指向锚锁孔的孔口；然后将带有固定锚具的钢绞线自上而下地穿入锚孔中，固定锚具落入锚锁孔内；最后再将锁头送入锚锁孔中，并使两道螺栓穿进锁头的两个螺栓孔中。用套筒扳手拧紧两道螺栓的螺母，钢绞线和固定锚具便被锁头和锁尾紧紧锁住，无法退回，这就为在桥台侧墙顶面张拉钢绞线创造了条件。
文档编号E01D21/00GK201125366SQ20072017311
公开日2008年10月1日 申请日期2007年9月13日 优先权日2007年9月13日
发明者杨宏量 申请人:北京公联洁达公路养护工程有限公司