一种桥梁预应力装置及桥梁预应力施工方法与流程

本发明涉及桥梁预应力领域，尤其是涉及一种桥梁预应力装置及桥梁预应力施工方法。

背景技术：

在工程结构构件承受外荷载之前,对受拉模块中的钢绞线，施加预拉应力,提高构件的抗弯能力和刚度,推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性。为了加强桥梁的承载能力，在桥梁内设置预应力构建是目前混凝土桥梁常见的一种加固方式。

传统预应力构件中，锚具位于索具两侧，分张拉端和固定端，预埋固定在混凝土构件两端，索具与混凝土构件中预留孔道长度匹配一致。索具张拉完毕后，通过锚具夹片锁死索具，使索具不能再收缩，索具的回弹力通过锚具传递到混凝土上形成预应力。这种情况下，锚具都只承受索具的回弹力。在桥梁加固工程中，有时需要对混凝土构件的预应力设置部位进行调整及增加，由于原张拉端无法承担所设计的全部载荷，有时该拉力超出了原张拉端所能承受的载荷，原张拉端并无法长期承受该拉力，为了避免长期使用使原张拉端出现损坏，现有解决问题的做法一般有两种，一种是减少预应力，但减少预应力会导致无法满足使用要求，所以现有的做法一般是在保留原预应力索具情况下，在原锚具张拉端外侧增加新体外预应力索相结合使用，对于这种情况，现有一般是在原锚具张拉端的混凝土构件上重新打孔，再在重新打的孔上拉设新的预应力构件，用于分担原锚具张拉端混凝土构件所承受的载荷，避免因载荷过大而使张拉端损坏。如图1所示，假定设计原固定端(01)和原张拉端(02)之间第一索具(04)的预应力为20kn，而原张拉端(02)承受不了20kn的拉力，那么此时需要在原张拉端(02)上重新打孔，在原张拉端(02)和新的张拉端(03)之间拉第二索具(05)，此时第二索具(05)的预应力小于20kn，用以平衡原张拉端(02)所承受的部分拉力。

但是，在原张拉端的混凝土构件上再另外打孔，混凝土构件上另外打孔势必会减弱构件的承载能力，此外，并非所有的情况下都有位置可以在混凝土构件上重新打孔，所以需要提供一种能够在无需在原张拉端的混凝土构件上另外打孔而能够实现对原张拉端进行拉力分摊的桥梁预应力装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种桥梁预应力装置，本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种桥梁预应力装置，包括固定端锚具、张拉端锚具和钢索，还还包括接长部件，所述接长部件包括锚垫板、第一锚板、第二锚板、第一螺纹管、第二螺纹管和连接杆；所述第一螺纹管和所述第二螺纹管均为中部空心的管状，所述第一螺纹管和所述第二螺纹管内部分别包括圆柱部和圆台部，所述圆柱部开有第一内螺纹，所述第一螺纹管外壁开第一螺纹，所述第一螺纹管的外径小于所述锚垫板的内径，所述第一锚板设于所述第一螺纹管内部形成第一锚具，所述第一锚具与所述固定端锚具之间由第一钢索连接，所述第一钢索的两端通过夹片分别固定在所述固定端锚具和所述第一锚具上，所述第一锚具还包括限位螺母，所述限位螺母开有与所述第一螺纹配合的内螺纹，所述限位螺母的外径大于所述锚垫板的内径；所述第二锚板设于所述第二螺纹管内部形成第二锚具；所述第二锚具与所述张拉端锚具由第二钢索连接，所述第二钢索的两端通过夹片分别固定在所述张拉端锚具和所述第二锚具上；所述连接杆两端分别开有与所述第一螺纹管和所述第二螺纹管的所述第一内螺纹配合的外螺纹，所述第一锚具和所述第二锚具对称设置于所述连接杆两端并与所述连接杆螺纹连接。

进一步地，所述接长部件套有护管。

进一步地，固定端锚具和所述张拉端锚具均套有保护罩。

进一步地，所述限位螺母与所述锚垫板之间装有压力传感器。

进一步地，所述第二限位螺母与所述张拉端锚垫板之间装有压力传感器。

有益效果：本发明公开了一种桥梁预应力装置，包括固定端锚具、张拉端锚具、接长部件、第一钢索和第二钢索，接长部件接于第一钢索和第二钢索之间，第一锚具通过限位螺母将第一螺纹管固定，进而实现第一钢索两端的张拉；第二锚具与第一锚具之间由连接杆连接，第二锚具与张拉端锚具之间连接第二钢索，张拉端锚具对第二钢索进行张拉，此时第二钢索对连接部件形成一个与第一钢索方向相反的拉力，进而减小了第一锚具所承受的单侧拉力。本发明无需在第一锚具处的混凝土构件上额外打孔，避免了因为打孔过多减弱了其承载能力，也无需顾虑出现没有位置可以重新打孔的情况。

一种桥梁预应力装置的桥梁预应力施工方法，包括以下步骤：

一、将所述锚垫板、固定端锚垫板和张拉端锚垫板固定到桥梁内的混凝土构件里；

二、将所述桥梁预应力装置自所述固定端锚垫板穿过所述锚垫板再穿过所述张拉端锚垫板；

三、所述固定端锚具固定于所述固定端锚垫板上，所述张拉端锚具使用千斤顶张拉，使张拉力度达到所需计算的预应力值，使用所述限位螺母旋进所述第一螺纹管上，直到所述限位螺母与所述锚垫板紧贴，以此将所述第一锚具固定；

四、缓慢放松千斤顶，使所述第二钢索承受的张力小于所述第一钢索承受的张力，用夹片将所述第二钢索固定，所述张拉端锚具固定于所述张拉端锚垫板上。

进一步地，所述锚垫板处使用混凝土加厚加固处理。

有益效果：本发明提供了一种桥梁预应力施工方法，使用本发明所公开的一种桥梁预应力装置，先将固定端锚具固定在固定锚垫板上，张拉端锚具使用千斤顶张拉，使张拉力度达到所需计算的预应力值，使用限位螺母旋进所述第一螺纹管上，直到限位螺母与所述锚垫板紧贴，以此将第一锚具固定，进而实现将第一钢索两端的拉力固定在预计值上，再通过放松千斤顶，使第二钢索承受的张力小于第一钢索承受的张力，进而实现对第一锚具处的混凝土构件的拉力分担，防止因拉力过大而损坏第一锚具处的混凝土构件，使用一次张拉的方法即可完成，无需二次张拉，加快工期。本发明无需在第一锚具处的混凝土构件上额外打孔，避免了因为打孔过多减弱了其承载能力，也无需顾虑出现没有位置可以重新打孔的情况。

附图说明

图1为现有技术中桥梁预应力张拉结构图；

图2位本发明的整体结构示意图；

图3位本发明的接长部件的结构示意图；

图4位本发明的张拉端锚具的结构示意图；

图5为本发明的第一螺纹管的剖视示意图。

具体结构说明：01原固定端、02原张拉端、03新的张拉端、04第一索具、05第二索具、1固定端锚具、2第一钢索、3接长部件、31第一锚具、311第一螺纹管、3111第一螺纹、3112第一内螺纹、312第一锚板、313限位螺母、314锚垫板、32第二锚具、321第二螺纹管、322第二锚板、33连接杆、34护管、4第二钢索、5张拉端锚具、51张拉端螺纹管、52张拉端锚板、53张拉端锚垫板、54第二限位螺母、55预埋管、56保护罩。

具体实施方式

下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细说明。

一种桥梁预应力装置，包括固定端锚具1、张拉端锚具5和钢索，还包括接长部件3，所述接长部件3包括锚垫板314、第一锚板312、第二锚板322、第一螺纹管311、第二螺纹管321和连接杆33；所述第一螺纹管311和所述第二螺纹管312均为中部空心的管状，所述第一螺纹管311和所述第二螺纹管312内部分别包括圆柱部和圆台部，所述圆柱部开有第一内螺纹3112，所述第一螺纹管311外壁开第一螺纹3111，所述第一螺纹管311的外径小于所述锚垫板314的内径，即所述第一螺纹管311可以自由穿过所述锚垫板的内孔；所述第一锚板设于所述第一螺纹管内部形成第一锚具，所述第一螺纹管311内的圆台部可以卡住所述第一锚板312，使第一锚板312固定在第一螺纹管311内部；所述第一锚具31与所述固定端锚具1之间由第一钢索2连接，所述第一钢索2的两端通过夹片分别固定在所述固定端锚具1和所述第一锚具上31，第一钢索2产生的回弹拉力将两端的夹片拉紧，所述第一锚具31还包括限位螺母313，所述限位螺母313开有与所述第一螺纹3111配合的内螺纹，所述限位螺母313的外径大于所述锚垫板314的内径，因此，通过所述限位螺母313可将所述第一螺纹管311固定在所述锚垫板314的左侧，进一步地，所述限位螺母313上开有多个盲孔，所述盲孔用于配合工具旋钮所述限位螺母313；所述第二锚板322设于所述第二螺纹管321内部形成第二锚具32；所述第二锚具32与所述张拉端锚具5由第二钢索4连接，所述第二钢索4的两端通过夹片分别固定在所述张拉端锚具5和所述第二锚具32上，第二钢索4产生的回弹拉力将两端的夹片拉紧；第一锚具31和第二锚具32相背设置，所述连接杆33两端分别开有与所述第一螺纹管31和所述第二螺纹管32的所述第一内螺纹配合的外螺纹，所述第一锚具31和所述第二锚具32对称设置于所述连接杆两端并与所述连接杆33螺纹连接；使用时，所述第二钢索4承受的拉力小于所述第一钢索5承受的拉力，所以限位螺母313与所述锚垫板314之间存在相互挤压的压力。

进一步地，所述张拉端锚5具包括张拉端锚垫板53、张拉端螺纹管51、张拉端锚板52和第二限位螺母54，所述张拉端螺纹管54的外径小于所述张拉端锚垫板53的内径，所述第二限位螺母54的外径大于所述张拉端锚垫板53的内径，所述张拉端锚板52设于所述张拉端螺纹管51内部，所述第二限位螺母54与所述张拉端螺纹管54螺纹连接。

进一步地，所述接长部件3套有护管34。作为本发明的一种实施方式，可在护管34的右端开内螺纹，用于与所述第一螺纹管311螺纹连接，设置护管34用于保护接长部件裸露在空气中的部分，延长其老化的时间。

进一步地，固定端锚具1和所述张拉端锚具5均套有保护罩56。保护罩56套在远离钢索的一端，用以保护固定端锚具1和张拉端锚具5裸露在空气中的部分。在固定端锚垫板和张拉端锚垫板53靠近钢索的一侧设置预埋管55，用于穿拉本装置。

进一步地，所述限位螺母313与所述锚垫板314之间装有压力传感器。设置压力传感器用于时刻监测限位螺母313与锚垫板314之间的压力，该压力反应第一钢索2两端所受到的拉力。

进一步地，所述第二限位螺母54与所述张拉端锚垫板53之间装有压力传感器。设置压力传感器用于时刻监测第二限位螺母54与所述张拉端锚垫板53之间的压力，该压力反应第二钢索4两端所受到的拉力。

有益效果：本发明公开了一种桥梁预应力装置，包括固定端锚具1、张拉端锚具5、接长部件3、第一钢索2和第二钢索4，接长部件3接于第一钢索2和第二钢索4之间，第一锚具31通过限位螺母313将第一螺纹管311固定，进而实现第一钢索2两端的张拉；第二锚具32与第一锚具31之间由连接杆33连接，第二锚具32与张拉端锚具5之间连接第二钢索4，张拉端锚具5对第二钢索4进行张拉，此时第二钢索4对连接部件3形成一个与第一钢索2方向相反的拉力，进而减小了第一锚具31所承受的单侧拉力。本发明无需在第一锚具31处的混凝土构件上额外打孔，避免了因为打孔过多减弱了其承载能力，也无需顾虑出现没有位置可以重新打孔的情况。

工作原理：本装置在张拉时，第一钢索2两端的拉力大，第二钢索4两端的拉力小，所以接长部件3会受到一个向右的拉力，而限位螺母313与锚垫板314接触，使接长部件3固定在锚垫板314左侧，锚垫板314给接长部件3一个向左的推力，使接长部件3受力平衡。因此，可使第一钢索2两端的拉力在达到计算的预应力值的条件下，有不会使固定锚垫板314处的水泥构件承受过大的拉力，防止其损坏。

一种桥梁预应力装置的桥梁预应力施工方法，包括以下步骤：

一、将所述锚垫板314、固定端锚垫板和张拉端锚垫板53固定到桥梁内的混凝土构件里；

二、将所述桥梁预应力装置自所述固定端锚垫板1穿过所述锚垫板314再穿过所述张拉端锚垫板53；

三、所述固定端锚具1固定于所述固定端锚垫板上，所述张拉端锚具5使用千斤顶张拉，使张拉力度达到所需计算的预应力值，使用所述限位螺母313旋进所述第一螺纹管311上，直到所述限位螺母313与所述锚垫板314紧贴，以此将所述第一锚具31固定；

四、缓慢放松千斤顶，使所述第二钢索4承受的张力小于所述第一钢2索承受的张力，用夹片将所述第二钢索4固定，卸下千斤顶，所述张拉端锚具5固定于所述张拉端锚垫板53上。

进一步地，所述锚垫板314处使用混凝土加厚加固处理。

有益效果：本发明提供了一种桥梁预应力施工方法，使用本发明所公开的一种桥梁预应力装置，先将固定端锚具1固定在固定锚垫板上，张拉端锚具53使用千斤顶张拉，使张拉力度达到所需计算的预应力值，使用限位螺母313旋进所述第一螺纹管311上，直到限位螺母313与所述锚垫板314紧贴，以此将第一锚具31固定，进而实现将第一钢索2两端的拉力固定在预计值上，再通过放松千斤顶，使第二钢索4承受的张力小于第一钢索2承受的张力，进而实现对第一锚具32处的混凝土构件的拉力分担，防止因拉力过大而损坏第一锚具31处的混凝土构件，使用一次张拉的方法即可完成，无需二次张拉，加快工期。本发明无需在第一锚具31处的混凝土构件上额外打孔，避免了因为打孔过多减弱了其承载能力，也无需顾虑出现没有位置可以重新打孔的情况。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。