专利名称：一种混凝土桥梁体外预应力锚固装置及快速加固方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土桥梁体外预应力锚固装置及快速加固方法。
背景技术：
目前，我国运营多年的混凝土桥梁出现多种损害，桥梁损伤不断累积，承载力下降，以及现有交通运输的飞速发展使桥梁原设计承载力不能满足日益增长的运输需要，因此，在不中断交通的前提下，对混凝土桥梁进行快速加固是非常迫切的；国内外研究表明， 采用体外预应力对混凝土桥梁进行加固，能恢复和提高桥梁的承载力。现有体外预应力加固实施方式多通过在现场用锚具把经过预应力张拉后的体外索锚固在桥梁结构上，锚具和体外索在预应力张拉之前是分离的，张拉后紧密连接在一起， 工艺过程需要考虑锚具与索体之间的安装及相互作用，不适合某些对施工时间有较高要求的桥梁加固工程。现有体外预应力锚具形式多采用夹片式锚具，这种形式的锚具在体外预应力加固桥梁后的使用荷载作用下，桥梁产生变形，所以锚具和体外索之间会产生角度差，荷载消除后，角度差也会消除，即锚具对索体存在弯折作用，长期周期荷载作用下，容易造成锚具处索体疲劳损伤累积，甚至发生索体断开。体外预应力加固桥梁的关键技术之一是外加预应力能够安全有效的作用到现有桥梁结构上，这个功能需要锚固装置来完成。在体外预应力桥梁加固领域，通常采用在现有梁上植筋浇筑混凝土锚固块，此种锚固方式的缺点是施工工艺复杂、施工工期长、体积较大而笨重，不能满足快速加固施工的要求；混凝土锚固块与原桥梁混凝土界面之间易出现剪切破坏；新旧混凝土性能差异易弓I起收缩徐变裂缝。现有的钢制锚固装置虽然多数能够做到灵活轻便、易于快速安装，但锚固装置多通过有机胶黏剂、锚栓或高强膨胀螺栓与桥梁连接，有机胶黏剂粘接、锚栓或高强膨胀螺栓能承受的最大荷载有限，提供体外预应力较小，适合对既有桥梁进行承载力恢复性加固，不适合在对提高承载力有较高要求的桥梁加固方面。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安装快速、操作简单、不中断交通、能提供较大体外预应力、安全可靠的一种混凝土桥梁体外预应力锚固装置及快速加固方法。本发明采用如下技术方案
本发明锚固装置包括设置在混凝土桥梁体两侧的两组结构相对称的锚固块，其中设置在混凝土桥梁体一侧两端的左锚固块和右锚固块结构相对称，左锚固块和右锚固块之间通过叉耳式锚具设置有锚索，在所述的锚索上设置有转向器，左锚固块与背对设置在混凝土桥梁体另一侧的锚固块结构相对称，所述的左锚固块包括底板、固定设置在底板上的连接板、固定设置在连接板上的耳板，所述连接板的一端设置有端部为可插入叉耳式锚具的半圆形凹槽，耳板和底板上设置有销孔，耳板、连接板和底板上设置有精轧螺纹钢孔，在销孔上设置有用于固定叉耳式锚具上销子的挡板，底板上设置有膨胀螺栓孔。本发明混凝土桥梁体外预应力快速加固方法，采用如下步骤
(1)、在工厂制作锚固块和锚索；
(2)、在安装锚固装置位置处，打磨平混凝土桥梁体，同时打磨除掉表面的砂浆层直至露出粗骨料；
(3)、在安装锚固装置的混凝土桥梁体上钻与膨胀螺栓孔和精轧螺纹钢孔相对应的
孔；
(4)、清除螺栓孔和螺纹钢孔以及混凝土打磨面的粉尘；
(5)、安装首先安装混凝土桥梁体一端相互背对的两个锚固块，用膨胀螺栓把左锚固块固定在混凝土桥梁体上，底板与混凝土桥梁体之间预留间隙2mm-3mm，在底板与混凝土桥梁体之间设置3-4块钢制垫板，然后将与左锚固块背对设置在混凝土桥梁体另一侧的锚固块固定在混凝土桥梁体上；然后在左锚固块和锚固块之间通过精轧螺纹钢孔穿精轧螺纹钢，并进行预应力张拉；然后安装另一端的相互背对的两个锚固块；
(6)、封堵底板1下端及侧面的缝隙，然后灌胶；
(7)、灌胶强度达到要求后，把锚索用销子通过销孔与锚固块连接；
(8)、锚索卡入转向器中；
(9)、使用叉耳式锚具专用张拉设备对混凝土桥梁体两侧的两组结构相对称的锚固块同步进行张拉，张拉到位后旋紧叉耳式锚具。本发明积极效果如下本发明安装件均在工厂加工，现场只需按要求安装，安装工艺简单、快速，安装不需要中断交通，对交通影响小，能够减少现场作业时间，安装快捷，本发明锚固装置与混凝土桥梁体连接由于采用高强建筑结构胶和施加横向预应力的精轧螺纹钢同时作用，连接强度大，能够提供较大的体外预应力，且安全、可靠，在荷载作用下，桥梁和体外索之间发生的角度变化可以通过体外锚索叉耳式锚具和梁端锚固装置之间在销孔处的相互转动来实现，使得锚索与锚具之间不存在弯折作用引起的疲劳；安装本发明装置施工工期短、体积较小而且灵活能满足快速加固施工的要求。
附图1为本发明锚固块结构示意图； 附图2为本发明锚固块剖面结构示意附图3为本实用型两个背对的锚固块安装结构示意图； 附图4为本发明两个锚固块安装锚索结构示意图。在附图中1底板、2连接板、3耳板、4挡板、5膨胀螺栓孔、6精轧螺纹钢孔、7销孔、 8精轧螺纹钢、9膨胀螺栓、10锚索、11混凝土桥梁体、12转向器、13左锚固块、14锚固块、15 右锚固块。
具体实施例方式如附图1、2、3、4所示，本发明锚固装置包括设置在混凝土桥梁体11两侧的两组结构相对称的锚固块，其中设置在混凝土桥梁体11 一侧两端的左锚固块13和右锚固块15结构相对称，左锚固块13和右锚固块15之间通过叉耳式锚具设置有锚索10，所述锚索10的两端设置叉耳式锚具，在所述的锚索10上设置有转向器12，左锚固块13与背对设置在混凝土桥梁体11另一侧的锚固块14结构相对称，所述的左锚固块13包括底板1、固定设置在底板1上的连接板2、固定设置在连接板2上的耳板3，所述连接板2的一端设置有端部为可插入叉耳式锚具的半圆形凹槽，耳板3和底板1上设置有销孔7，耳板3、连接板2和底板 1上设置有精轧螺纹钢孔6，在销孔7上设置有用于固定叉耳式锚具上销子的挡板4，底板1 上设置有膨胀螺栓孔5。本发明混凝土桥梁体外预应力快速加固方法，采用如下步骤
(1)、在工厂制作锚固块和锚索10；
(2)、在安装锚固装置位置处，打磨平混凝土桥梁体11，同时打磨除掉表面的砂浆层直至露出粗骨料；
(3)、在安装锚固装置的混凝土桥梁体11上钻与膨胀螺栓孔5和精轧螺纹钢孔6相对应的孔；
(4 )、清除螺栓孔和螺纹钢孔以及混凝土打磨面的粉尘；
(5)、安装首先安装混凝土桥梁体11一端相互背对的两个锚固块，用膨胀螺栓9把左锚固块13固定在混凝土桥梁体11上，底板1与混凝土桥梁体11之间呈预留间隙2mm-3mm， 在底板1与混凝土桥梁体11之间设置3-4块钢制垫板，然后将与左锚固块13背对设置在混凝土桥梁体11另一侧的锚固块14固定在混凝土桥梁体11上；然后在左锚固块13和锚固块14之间通过精轧螺纹钢孔6穿精轧螺纹钢，并进行预应力张拉；用同样方法安装另一端的相互背对的两个锚固块；
(6)、封堵底板1下端及侧面的缝隙，然后灌胶；
(7)、灌胶强度达到要求后，把锚索10用销子通过销孔7与锚固块连接；
(8)、锚索10卡入转向器12中；
(9)、使用叉耳式锚具专用张拉设备对混凝土桥梁体11两侧的两组结构相对称的锚固块同步进行张拉，张拉到位后旋紧叉耳式锚具。本发明安装件均在工厂加工，现场只需按要求安装，安装工艺简单、快速，安装不需要中断交通，对交通影响小，能够减少现场作业时间，安装快捷，本发明锚固装置与混凝土桥梁体连接由于采用高强建筑结构胶和施加横向预应力的精轧螺纹钢同时作用，连接强度大，能够提供较大的体外预应力，且安全、可靠，在荷载作用下，桥梁和体外索之间发生的角度变化可以通过体外锚索叉耳式锚具和梁端锚固装置之间在销孔处的相互转动来实现， 使得锚索与锚具之间不存在弯折作用引起的疲劳；安装本发明装置施工工期短、体积较小而且灵活能满足快速加固施工的要求。
权利要求
1.一种混凝土桥梁体外预应力锚固装置，其特征在于其包括设置在混凝土桥梁体 (11)两侧的两组结构相对称的锚固块，其中设置在混凝土桥梁体(11) 一侧两端的左锚固块 (13)和右锚固块(15)结构相对称，左锚固块(13)和右锚固块(15)之间通过叉耳式锚具设置有锚索(10)，在所述的锚索(10)上设置有转向器(12)，左锚固块(13)与背对设置在混凝土桥梁体(11)另一侧的锚固块(14)结构相对称，所述的左锚固块(13)包括底板(1)、固定设置在底板(1)上的连接板(2 )、固定设置在连接板(2 )上的耳板(3 )，所述连接板(2 )的一端设置有端部为可插入叉耳式锚具的半圆形凹槽，耳板(3)和底板(1)上设置有销孔(7)， 耳板(3)、连接板(2)和底板(1)上设置有精轧螺纹钢孔(6)，在销孔(7)上设置有用于固定叉耳式锚具上销子的挡板(4)，底板(1)上设置有膨胀螺栓孔(5)。
2.一种根据权利要求1所述的混凝土桥梁体外预应力快速加固方法，其特征采用如下步骤(1)、在工厂制作锚固块和锚索(10)；(2)、在安装锚固装置位置处，打磨平混凝土桥梁体(11)，同时打磨除掉表面的砂浆层直至露出粗骨料；(3)、在安装锚固装置的混凝土桥梁体(11)上钻与膨胀螺栓孔(5)和精轧螺纹钢孔(6) 相对应的孔；(4)、清除螺栓孔和螺纹钢孔以及混凝土打磨面的粉尘；(5)、安装首先安装混凝土桥梁体(11)一端相互背对的两个锚固块，用膨胀螺栓(9) 把左锚固块(13)固定在混凝土桥梁体(11)上，底板(1)与混凝土桥梁体(11)之间预留间隙2mm-3mm，在底板(1)与混凝土桥梁体(11)之间设置3_4块钢制垫板，然后将与左锚固块 (13)背对设置在混凝土桥梁体(11)另一侧的锚固块(14)固定在混凝土桥梁体(11)上；然后在左锚固块(13)和锚固块(14)之间通过精轧螺纹钢孔(6)穿精轧螺纹钢，并进行预应力张拉；然后安装另一端的相互背对的两个锚固块；(6)、封堵底板1下端及侧面的缝隙，然后灌胶；(7)、灌胶强度达到要求后，把锚索(10)用销子通过销孔(7)与锚固块连接；(8)、锚索(10)卡入转向器(12)中；(9)、使用叉耳式锚具专用张拉设备对混凝土桥梁体(11)两侧的两组结构相对称的锚固块同步进行张拉，张拉到位后旋紧叉耳式锚具。
全文摘要
本发明涉及一种混凝土桥梁体外预应力锚固装置及快速加固方法，锚固装置包括设置在混凝土桥梁体两侧的两组结构相对称的锚固块，左锚固块和右锚固块之间设置有锚索，锚索上设置有转向器，锚固块包括底板、固定设置在底板上的连接板、固定设置在连接板上的耳板，所述连接板的一端设置有半圆形凹槽，在销孔上设置有挡板。本发明加固方法如下步骤加工锚固块、打磨桥体、安装、灌胶及张拉；本发明装置及方法安装工艺简单、快速，安装不需要中断交通，安装本发明装置施工工期短、体积较小而且灵活能满足快速加固施工的要求。
文档编号E01D22/00GK102286945SQ20111024716
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月24日 优先权日2011年8月24日
发明者杜彦良, 王新敏, 胡彦君 申请人:石家庄铁道大学