專利名稱：懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于懸索橋錨碇的預(yù)應(yīng)力技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種懸索橋錨 碇可更換式預(yù)應(yīng)力的方法，同時(shí)還涉及橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力的裝置，在保持與懸 索橋主纜索股有效錨固、保證大橋安全的前提下，對(duì)構(gòu)成整束預(yù)應(yīng)力的多股預(yù)應(yīng)力 筋進(jìn)行替換，從而實(shí)現(xiàn)大橋后期可維護(hù)性的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)造。
背景技術(shù)：
錨碇是懸索橋受力、承載的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，它起著傳遞主纜拉力到基礎(chǔ)的作用。從 錨碇與地基基礎(chǔ)之間的傳力方式一般分為重力式錨碇和隧道式錨碇兩類。重力式錨 碇依靠錨碇自重平衡主纜的巨大拉力，隧道式錨碇利用錨碇與其周圍巖體的共同作 用，錨固主纜。懸索橋主纜拉力巨大，錨碇一般為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，在主纜拉力作用下，錨 碇會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，故而需要對(duì)錨碇施加預(yù)應(yīng)力，以抵抗主 纜拉力產(chǎn)生的拉應(yīng)力，保證結(jié)構(gòu)的安全?，F(xiàn)代懸索橋錨碇多采用預(yù)應(yīng)力體系，現(xiàn)有錨碇預(yù)應(yīng)力體系有兩種有粘結(jié)體系 和無(wú)粘接體系。錨碇有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系，與通常的后張法預(yù)應(yīng)力相似在澆注錨體混凝土?xí)r采 用鋼管、或金屬波紋管、或塑料波紋管在混凝土中預(yù)留出預(yù)應(yīng)力鋼束穿行的管路， 在前后錨面混凝土中預(yù)埋能傳遞巨大壓力的墊板，在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將預(yù) 應(yīng)力鋼束(預(yù)應(yīng)力筋)穿過(guò)預(yù)留的管路，采用液壓式千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼束至一定 的噸位、應(yīng)力水平，最后通過(guò)錨具將液壓式千斤頂張拉力轉(zhuǎn)加到前后錨面混凝土中 預(yù)埋的墊板上，從而對(duì)錨體混凝土施加了預(yù)壓力。通過(guò)錨具與主纜束股的連接，將主纜力傳遞到錨體。其特點(diǎn)是，在預(yù)應(yīng)力張拉完成后，對(duì)預(yù)應(yīng)力管道、錨頭灌注水 泥沙漿或環(huán)氧沙拔，沙槳與預(yù)應(yīng)力鋼束形成永久粘接，使預(yù)應(yīng)力鋼束與錨體成為整 體，同時(shí)沙漿與預(yù)應(yīng)力鋼束的粘接、密閉對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束起到防腐作用。灌注沙漿的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系的主要不足是(l)檢測(cè)、維護(hù)困難，難以對(duì)預(yù) 應(yīng)力鋼束實(shí)際腐蝕情況作出準(zhǔn)確的判斷；(2)由于沙漿固化后收縮的影響，難免出現(xiàn)微裂縫，防腐不可靠；(3)預(yù)應(yīng)力鋼束及錨固夾片通過(guò)沙漿固化粘接在一起，無(wú)法在保證結(jié)構(gòu)完整性的前提下進(jìn)行更換和維護(hù)，是"一次性"的預(yù)應(yīng)力體系。 針對(duì)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力方式防腐性、檢測(cè)性不佳的缺點(diǎn)，人們提出了無(wú)粘接的預(yù)應(yīng)力方式，常規(guī)無(wú)粘接的預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)和功能要點(diǎn)是在澆注錨體混凝土?xí)r采用氣密 性較好的鋼管在混凝土中預(yù)留出預(yù)應(yīng)力鋼束穿行的管路，在前后錨面混凝土中預(yù)埋 能傳遞巨大壓力的墊板，在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將預(yù)應(yīng)力鋼束(高強(qiáng)度鋼絲或 預(yù)應(yīng)力筋)穿過(guò)預(yù)留的管路，采用液壓式千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼束至一定的噸位、應(yīng) 力水平，最后通過(guò)錨具將液壓式千斤頂張拉力轉(zhuǎn)加到前后錨面混凝土中預(yù)埋的墊板 上，從而對(duì)錨體混凝土施加了預(yù)壓力，通過(guò)錨具與主纜束股的連接，將主纜力傳遞 到錨體。其特點(diǎn)是，在預(yù)應(yīng)力張拉完成后，對(duì)預(yù)應(yīng)力管道、錨頭灌注防腐油脂，通 過(guò)防腐油脂進(jìn)行防護(hù)，預(yù)應(yīng)力鋼束與周圍混凝土沒(méi)有粘接。懸索橋錨碇常規(guī)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系的主要不足是由于組成預(yù)應(yīng)力鋼束的束股 多，穿束、張拉時(shí)易打絞，且曲線段相互擠緊，因此不能部分抽換，不能進(jìn)行安全 的更換操作，可維護(hù)性與有粘接體系相比沒(méi)有改善?？偟恼f(shuō)來(lái)，傳統(tǒng)的錨碇預(yù)應(yīng)力體系，存在的主要不足是檢測(cè)、維護(hù)困難，不 能在保證大橋安全的前提下實(shí)現(xiàn)鋼束、夾片的更換維護(hù)操作， 一旦預(yù)應(yīng)力鋼束及夾 片發(fā)生腐蝕損壞，整個(gè)大橋的安全和耐久性將受到嚴(yán)重影響。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在于提供了一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力的方法，方法簡(jiǎn)便， 更換方便，有力地實(shí)現(xiàn)了整束預(yù)應(yīng)力筋可維護(hù)，更換安全，穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的目的另一個(gè)是在于提供了一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力裝置，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，更換方便，鋼束各索股可在各自管道中分別通過(guò)的蜂窩式預(yù)埋管道實(shí)現(xiàn)安全 換索，在保證大橋安全的前提下，實(shí)現(xiàn)懸索橋錨碇預(yù)應(yīng)力的可更換操作，提高了錨碇及主纜錨固系統(tǒng)的可維護(hù)性，最終提髙了大橋的安全性和可靠性。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)方法包括兩個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的先決條件、一 個(gè)后期換索判斷條件和換索方法1、設(shè)計(jì)階段必須滿足的兩個(gè)先決條件設(shè)與某束預(yù)應(yīng)力對(duì)應(yīng)的主纜索股在成橋運(yùn)營(yíng)階段(橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范稱之為持久狀 況)的最大拉力為P，在成橋檢修更換時(shí)通過(guò)控制車輛通行該主纜索股拉力為尸'， 預(yù)應(yīng)力束有效錨固力為F，預(yù)應(yīng)力束索股數(shù)為"，為實(shí)現(xiàn)可更換，應(yīng)滿足兩個(gè)條件1) 整束預(yù)應(yīng)力滿足主纜索股持久狀況安全性條件<formula>formula see original document page 7</formula>(公式l) 其中炎為持久狀況錨固系統(tǒng)安全系數(shù)， 一般為1.2 1.52) 單根或多根抽換時(shí)滿足主纜索股短暫狀況安全性條件假設(shè)抽換時(shí)同時(shí)放松的股數(shù)為K'(一般取l)，偏安全地，按《'+1根索股退出 工作考慮<formula>formula see original document page 7</formula> (公式2)其中，；t'為短暫狀況錨固系統(tǒng)安全系數(shù)， 一般為i.2r'為索股張拉時(shí)的不均勻系數(shù)，按實(shí)驗(yàn)確定， 一般取i. i則設(shè)計(jì)或成橋時(shí)整束預(yù)應(yīng)力有效錨固力F應(yīng)滿足<formula>formula see original document page 7</formula>(公式3)
2、后期判斷需要換索的條件設(shè)某束預(yù)應(yīng)力的初始有效錨固力為F ，通過(guò)長(zhǎng)期健康監(jiān)控發(fā)現(xiàn)該束有效錨固力 減小為F'，則當(dāng)下列條件成立時(shí)，表示整束預(yù)應(yīng)力(索股數(shù)w)中已有"'個(gè)當(dāng)量的 索股發(fā)生了腐蝕、斷裂，達(dá)到了對(duì)該束進(jìn)行更換(同時(shí)放松的股數(shù)為n')的條件。<formula>formula see original document page 7</formula> (公式4) 先" W其中"、"'、F、 A'、 F等符號(hào)意義同前。3、 更換方式為抽換方式， 一次放松的股數(shù)不大于《'。懸索橋錨碇預(yù)應(yīng)力的錨固力長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，既可對(duì)所有錨固鋼束監(jiān)測(cè)，也可基于隨 機(jī)抽樣或均勻抽樣理論對(duì)部分鋼束監(jiān)測(cè)。如果對(duì)所有錨固鋼束實(shí)施監(jiān)控，則只需依據(jù)各鋼束的實(shí)際有效錨固力F，按(公 式4)的判斷條件進(jìn)行。如果只對(duì)部分錨固鋼束進(jìn)行抽樣監(jiān)控，則根據(jù)主纜安全度保證率及對(duì)管道中防 腐油脂的化學(xué)檢測(cè)，確定是否對(duì)未設(shè)置監(jiān)測(cè)傳感器的鋼束作全部更換。4、 換索方法換索采用單根或2-3根抽換的方式進(jìn)行，退錨的根數(shù)w'要滿足短暫狀況安全性 條件(公式3),具體步驟如下(1) 排出前后錨面錨頭防護(hù)罩及管道內(nèi)油脂；(2) 拆除前后防護(hù)罩；(3) 后錨面單根預(yù)應(yīng)力筋退錨，檢查、更換夾片；(4) 新舊預(yù)應(yīng)力筋連接；(5) 從前錨面抽除舊預(yù)應(yīng)力筋，并引出新預(yù)應(yīng)力筋，如果舊預(yù)應(yīng)力筋已腐蝕斷 裂，則直接穿索；(6) 上夾片完成該根預(yù)應(yīng)力筋張拉；(7) 重復(fù)(3) (6)上述過(guò)程，完成該束所有預(yù)應(yīng)力筋及夾片拆除、更換及 張拉，如果需要，再整體張拉至設(shè)計(jì)噸位；(8) 更換防護(hù)罩密封圈，重新安裝前后錨頭防護(hù)罩；(9) 重新壓注防腐油脂，完成該束更換操作。一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力裝置包括蜂窩式預(yù)埋管、預(yù)應(yīng)力筋、錨墊板， 錨板、夾片、防松擋板、防護(hù)罩、錨下螺旋鋼筋、防腐油脂、連接用六(多)邊形 鋼套管、防漏端板、外包六(多)邊形鋼管邊形鋼套管、連接用圓形鋼套管。其連接關(guān)系是蜂窩式預(yù)埋管埋設(shè)于錨碇混凝土，預(yù)應(yīng)力筋穿在蜂窩式預(yù)埋管 的小鋼管中，蜂窩式預(yù)埋管之間通過(guò)中間接頭接長(zhǎng)，蜂窩式預(yù)埋管兩端通過(guò)端接頭與錨墊板連接；張拉預(yù)應(yīng)力筋到設(shè)計(jì)規(guī)定的應(yīng)力，上緊夾片形成自鎖錨固，預(yù)應(yīng)力 筋的拉力通過(guò)夾片、錨板傳到前錨面和后錨面；防松擋板安裝在夾片端部并頂緊； 防護(hù)罩與前錨面連接器或后錨面錨墊板連接并密閉，防腐油脂灌注于蜂窩式預(yù)埋管 及防護(hù)罩的空隙中。1、 錨固系統(tǒng)與主纜束股連接錨碇預(yù)應(yīng)力體系的可監(jiān)測(cè)、可維護(hù)性是影響懸索橋結(jié)構(gòu)安全和壽命的關(guān)鍵因素。 懸索橋錨碇預(yù)應(yīng)力通過(guò)錨固系統(tǒng)與主纜束股連接，從而傳遞主纜拉力，由于主纜束 股拉力巨大，在成橋后不能松力，錨碇預(yù)應(yīng)力的更換以不松相應(yīng)主纜束股、不影響 大橋安全為前提?？筛鼡Q式預(yù)應(yīng)力的關(guān)鍵思路是將整束錨固的預(yù)應(yīng)力索股，按張拉、錨固的最小 單元(對(duì)于預(yù)應(yīng)力筋?yuàn)A片錨，為一股/根預(yù)應(yīng)力筋)，設(shè)置獨(dú)立的通行管道，在滿足 維修時(shí)(橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范稱之為短暫狀況)結(jié)構(gòu)安全的前提下，采用單根抽換的方式， 實(shí)現(xiàn)對(duì)整束預(yù)應(yīng)力索的更換。懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力構(gòu)造如圖l所示，各索股獨(dú)立的通行管道按蜂窩式設(shè) 置，舉例來(lái)說(shuō)，19股預(yù)應(yīng)力筋對(duì)應(yīng)19管蜂窩管，37股預(yù)應(yīng)力筋對(duì)應(yīng)37管蜂窩管，其 它依此類推。2、 蜂窩式預(yù)埋管構(gòu)造預(yù)應(yīng)力鋼束蜂窩式預(yù)埋管通常采用小直徑無(wú)縫鋼管，按正六邊形或擬正六邊形組成束，如圖2所示，小直徑無(wú)縫鋼管的內(nèi)徑按其中要通過(guò)的預(yù)應(yīng)力筋面積的2倍確 定，對(duì)于-15.24預(yù)應(yīng)力筋，內(nèi)徑取28mm。小直徑無(wú)縫鋼管的壁厚，要能滿足混凝土澆注的強(qiáng)度需要，對(duì)于位于曲線段部分，還要滿足鋼束張拉時(shí)的徑向受力要求，厚 度為3 5mm。無(wú)縫鋼管之間每隔2m采用塞焊焊接，進(jìn)而組成蜂窩狀管束組件，為了便于運(yùn)輸 和安裝，管束組件長(zhǎng)度可為9 12m，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后再通過(guò)中間接頭進(jìn)行連接，為保證 密閉性，采用焊接方式進(jìn)行連接。蜂窩式預(yù)埋管端部通過(guò)端接頭與錨墊板的接口連接。為保證密閉性，可采用焊 接方式連接或者采用環(huán)氧樹(shù)脂密封。蜂窩式預(yù)埋管為組成鋼束的每股預(yù)應(yīng)力筋提供了一個(gè)單獨(dú)的通道，使得各股預(yù) 應(yīng)力筋可以毫不干擾地單獨(dú)穿過(guò)、單獨(dú)張拉、單獨(dú)錨固和單獨(dú)維護(hù)操作。3、蜂窩管接頭構(gòu)造由于預(yù)應(yīng)力鋼束較長(zhǎng)，蜂窩管分段制造，現(xiàn)場(chǎng)安裝采用接頭連接。蜂窩管接頭 對(duì)位要求準(zhǔn)確、密閉，中間接頭構(gòu)造如圖3。將塞焊或捆扎成六(多)邊形的蜂窩狀 鋼管插入六(多)邊形鋼套管，通過(guò)鋼套管進(jìn)行對(duì)接，蜂窩管端部塞焊并與鋼套管 滿焊，以保證蜂窩管至鋼套管的密閉性。接頭對(duì)位誤差將在蜂窩管之間形成錯(cuò)臺(tái)，為避免錯(cuò)臺(tái)對(duì)穿行于其中的鋼束(股) 造成摩擦或損壞，要對(duì)接頭處的蜂窩管進(jìn)行倒棱。蜂窩管與錨墊板之間連接，需要先轉(zhuǎn)換為圓形，再與錨墊板連(焊)接，接頭 如圖4，同樣要保證連接的密閉性。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果1)由于組成鋼束的各股預(yù)應(yīng)力 筋各自穿行在獨(dú)立的小直徑無(wú)縫鋼管中，相互不干擾、不擠壓，使得鋼束受力均勻， 從而提高了鋼束的可靠性；2)通過(guò)蜂窩式管道，使得后期可以對(duì)單股預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉、更換操作，從而實(shí)現(xiàn)了整束預(yù)應(yīng)力筋的可維護(hù)、可更換性安全，穩(wěn)定可靠。
圖l為一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力裝置結(jié)構(gòu)總體示意圖；圖2為圖1配合示意圖；圖3為蜂窩式預(yù)埋鋼管結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為蜂窩式預(yù)應(yīng)力管道中間接頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4配合示意圖；圖6為蜂窩式預(yù)應(yīng)力管道與錨墊板端接頭結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為圖6的配合示意圖；圖8為蜂窩式預(yù)應(yīng)力管道接頭防漏端板示意圖；其中1-蜂窩式預(yù)埋管，2-預(yù)應(yīng)力筋，3-錨墊板，4-錨板，5-夾片，6-防 松擋板，7-防護(hù)罩，8-錨下螺旋鋼筋，9-連接器(鍛鋼)，10-連接桿，11-螺母， 12-球面墊圈，13-前錨面(錨碇混凝土)， 14-后錨面(錨碇混凝土)， 15-防腐油脂，16-連接用六(多)邊形鋼套管，17-塞焊，18-防漏端板，19-外包六(多) 邊形鋼管邊形鋼套管，20-連接用圓形鋼套管。
具體實(shí)施方式
一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)方法包括兩個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的先決條件、一 個(gè)后期換索判斷條件和換索方法1、 設(shè)計(jì)階段必須滿足的兩個(gè)先決條件設(shè)與某束預(yù)應(yīng)力對(duì)應(yīng)的主纜索股在成橋運(yùn)營(yíng)階段(橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范稱之為持久狀 況)的最大拉力為P，在成橋檢修更換時(shí)通過(guò)控制車輛通行該主纜索股拉力為,，預(yù)應(yīng)力束有效錨固力為尸，預(yù)應(yīng)力束索股數(shù)為W，為實(shí)現(xiàn)可更換，應(yīng)滿足兩個(gè)條件1) 整束預(yù)應(yīng)力滿足主纜索股持久狀況安全性條件<formula>formula see original document page 11</formula> (公式l) 其中A為持久狀況錨固系統(tǒng)安全系數(shù)， 一般為1.2 L52) 單根或多根(2-3根)抽換時(shí)滿足主纜索股短暫狀況安全性條件 假設(shè)抽換時(shí)同時(shí)放松的股數(shù)為w'(—般取l),偏安全地，按w'+l根索股退出工作考慮<formula>formula see original document page 11</formula> (公式2)其中，A'為短暫狀況錨固系統(tǒng)安全系數(shù)， 一般為1.2"為索股張拉時(shí)的不均勻系數(shù)，按實(shí)驗(yàn)確定， 一般取l. 1則設(shè)計(jì)或成橋時(shí)整束預(yù)應(yīng)力有效錨固力f應(yīng)滿足<formula>formula see original document page 11</formula>(公式3)2、 后期判斷需要換索的條件設(shè)某束預(yù)應(yīng)力的初始有效錨固力為F，通過(guò)長(zhǎng)期健康監(jiān)控發(fā)現(xiàn)該束有效錨固力 減小為F'，則當(dāng)下列條件成立時(shí)，表示整束預(yù)應(yīng)力(索股數(shù)")中已有"'個(gè)當(dāng)量的 索股發(fā)生了腐蝕、斷裂，達(dá)到了對(duì)該束進(jìn)行更換(同時(shí)放松的股數(shù)為H')的條件。<formula>formula see original document page 11</formula>公式4)其中"、w'、 F、 yt'、 r'等符號(hào)意義同前。3、 更換方式為抽換方式， 一次放松的股數(shù)不大于《'。 懸索橋錨碇預(yù)應(yīng)力的錨固力長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，既可對(duì)所有錨固鋼束監(jiān)測(cè)，也可基于隨機(jī)抽樣或均勻抽樣理論對(duì)部分鋼束監(jiān)測(cè)。如果對(duì)所有錨固鋼束實(shí)施監(jiān)控，則只需依據(jù)各鋼束的實(shí)際有效錨固力F，按(公式4)的判斷條件進(jìn)行。如果只對(duì)部分錨固鋼束進(jìn)行抽樣監(jiān)控，則根據(jù)主纜安全度保證率及對(duì)管道中防 腐油脂的化學(xué)檢測(cè)，確定是否對(duì)未設(shè)置監(jiān)測(cè)傳感器的鋼束作全部更換。4、 換索方法換索采用1根或2或3根抽換的方式進(jìn)行，退錨的根數(shù)"'要滿足短暫狀況安全性 條件(公式3)，具體步驟如下(1) 排出前后錨面錨頭防護(hù)罩及管道內(nèi)油脂；(2) 拆除前后防護(hù)罩；(3) 后錨面單根預(yù)應(yīng)力筋退錨，檢查、更換夾片；(4) 新舊預(yù)應(yīng)力筋連接；(5) 從前錨面抽除舊預(yù)應(yīng)力筋，并引出新預(yù)應(yīng)力筋，如果舊預(yù)應(yīng)力筋已腐蝕斷 裂，則直接穿索；(6) 上夾片完成該根預(yù)應(yīng)力筋張拉；(7) 重復(fù)(3) (6)上述過(guò)程，完成該束所有預(yù)應(yīng)力筋及夾片拆除、更換及 張拉，如果需要，再整體張拉至設(shè)計(jì)噸位；(8) 更換防護(hù)罩密封圈，重新安裝前后錨頭防護(hù)罩；(9) 重新壓注防腐油脂，完成該束更換操作。根據(jù)圖l、圖2、圖3、圖4、圖5可知， 一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力裝置包括 蜂窩式預(yù)埋管l、預(yù)應(yīng)力筋2、錨墊板3，錨板4、夾片5、防松擋板6、防護(hù)罩7、錨下 螺旋鋼筋8、防腐油脂15、連接用六(多)邊形鋼套管16、防漏端板18、外包六(多) 邊形鋼管邊形鋼套管19、連接用圓形鋼套管20。其連接關(guān)系是蜂窩式預(yù)埋管l埋設(shè)于錨碇混凝土，預(yù)應(yīng)力筋2穿在蜂窩式預(yù)埋管l的小鋼管中，蜂窩式預(yù)埋管1之間通過(guò)中間接頭與六邊形鋼套管16、塞焊17、防 漏端板18、外包六邊形鋼管19連接，蜂窩式預(yù)埋管1兩端通過(guò)端接頭上的塞焊17、防 漏端板18、圓形鋼套管20與錨墊板3連接；張拉預(yù)應(yīng)力筋2到設(shè)計(jì)規(guī)定的應(yīng)力，上緊 夾片5形成自鎖錨固，預(yù)應(yīng)力筋的拉力通過(guò)夾片5、錨板4傳到前錨面13和后錨面14; 防松擋板6安裝在夾片5端部并頂緊;防護(hù)罩7與前錨面連接器9或后錨面錨墊板3連接 并密閉，防腐油脂15灌注于蜂窩式預(yù)埋管1及防護(hù)罩7的空隙中。錨墊板3安放于前錨面13和后錨面14，鋼管中安裝連接器9、錨板4、張拉預(yù)應(yīng)力 筋2。塞焊17或捆扎成六邊形的蜂窩狀鋼管插入多邊形鋼管19，通過(guò)鋼套管連接，蜂 窩狀管端部塞焊17與鋼套管滿焊，蜂窩管與錨墊板3連接，轉(zhuǎn)換為圓形再與錨墊板3 連接。所述的預(yù)應(yīng)力鋼束蜂窩式預(yù)埋管l采用無(wú)縫鋼管，按正六邊形或擬正六邊形組 成束，無(wú)縫鋼管采用塞焊17焊接，組成蜂窩狀管束組件，蜂窩管端部通過(guò)端接頭與 錨墊板3的接口連接，用焊接方式連接或采用環(huán)氧樹(shù)脂密封。初次安裝方法將小鋼管組成的蜂窩式預(yù)埋管l在澆注錨碇混凝土之前，預(yù)先設(shè) 置于設(shè)計(jì)指定的管道位置，錨墊板3安放于前錨面13和后錨面14，澆注錨碇混凝土， 檢測(cè)蜂窩式預(yù)埋管l的密閉性，合格后將預(yù)應(yīng)力筋2穿在蜂窩式預(yù)埋管1的小鋼管中， 安裝連接器9、錨板4，張拉預(yù)應(yīng)力筋2到設(shè)計(jì)規(guī)定的應(yīng)力，上緊夾片形成自鎖錨固， 依次完成所有預(yù)應(yīng)力筋2的張拉和錨固，安裝放松擋板，安裝防護(hù)罩，采用油泵壓注 防腐油脂15充滿蜂窩式預(yù)埋管及防護(hù)罩的所有空隙，即完成預(yù)應(yīng)力的安裝和施工。
權(quán)利要求
1、一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力的方法，它包括下列步驟A、設(shè)計(jì)階段的條件設(shè)計(jì)某束預(yù)應(yīng)力對(duì)應(yīng)的主纜索股在成橋運(yùn)營(yíng)階段的拉力為P，在成橋檢修更換時(shí)通過(guò)控制車輛通行該主纜索股拉力為P′，偏安全地取恒載拉力，預(yù)應(yīng)力束有效錨固力為F，預(yù)應(yīng)力束索股數(shù)為n，更換，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)滿足兩個(gè)先決條件1)整束預(yù)應(yīng)力滿足主纜索股持久狀況安全性條件F＞k*P (I)其中k為持久狀況錨固系統(tǒng)安全系數(shù)，為1.2～1.52)單根或2-3根抽換時(shí)滿足主纜索股短暫狀況安全性條件抽換時(shí)同時(shí)放松的股數(shù)為n′，最小取1，按n′+1根索股退出<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mfrac> <mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <msup><mi>n</mi><mo>′</mo> </msup> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><msup> <mi>k</mi> <mrow><mo>′</mo><mo>′</mo> </mrow></msup> </mrow> <mi>n</mi></mfrac><mi>F</mi><mo>></mo><msup> <mi>k</mi> <mo>′</mo></msup><msup> <mi>P</mi> <mo>′</mo></msup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>II</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0001" file="S2008100466453C00011.gif" wi="362" he="37" img-content="drawing" img-format="tif"/-->其中，k′為短暫狀況錨固系統(tǒng)安全系數(shù)，為1.2k″為索股張拉時(shí)的不均勻系數(shù)，取1.1設(shè)計(jì)或成橋時(shí)整束預(yù)應(yīng)力錨固力<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mi>F</mi><mo>></mo><msup> <mi>k</mi> <mo>′</mo></msup><msup> <mi>P</mi> <mo>′</mo></msup><mfrac> <mi>n</mi> <mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <msup><mi>n</mi><mo>′</mo> </msup> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><msup> <mi>k</mi> <mrow><mo>′</mo><mo>′</mo> </mrow></msup> </mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>III</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0002" file="S2008100466453C00012.gif" wi="361" he="36" img-content="drawing" img-format="tif"/-->B、后期判斷換索的條件設(shè)計(jì)束預(yù)應(yīng)力的有效錨固力為F，通過(guò)長(zhǎng)期健康監(jiān)控發(fā)現(xiàn)該束有效錨固力減小為F′，下列條件成立時(shí)，表示整束預(yù)應(yīng)力中已有n′個(gè)當(dāng)量的索股發(fā)生了腐蝕、斷裂，達(dá)到了對(duì)該束進(jìn)行更換的條件。<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mi>F</mi><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac><msup> <mi>n</mi> <mo>′</mo></msup><msup> <mi>nk</mi> <mrow><mo>′</mo><mo>′</mo> </mrow></msup> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>≤</mo><msup> <mi>F</mi> <mo>′</mo></msup><mo>≤</mo><mi>F</mi><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac><mrow> <mo>(</mo> <msup><mi>n</mi><mo>′</mo> </msup> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><msup> <mi>nk</mi> <mrow><mo>′</mo><mo>′</mo> </mrow></msup> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>IV</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0003" file="S2008100466453C00013.gif" wi="365" he="37" img-content="drawing" img-format="tif"/-->C、更換方式為抽換方式，一次放松的股數(shù)不大于n′。懸索橋錨碇預(yù)應(yīng)力的錨固力長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，對(duì)所有錨固鋼束監(jiān)測(cè)，隨機(jī)抽樣或均勻抽樣鋼束監(jiān)測(cè)；或?qū)λ绣^固鋼束實(shí)施監(jiān)控，依據(jù)各鋼束的實(shí)際有效錨固力F，按公式IV的判斷條件進(jìn)行；或?qū)﹀^固鋼束進(jìn)行抽樣監(jiān)控，根據(jù)主纜安全度及對(duì)管道中防腐油脂的化學(xué)檢測(cè)，確定對(duì)未設(shè)置監(jiān)測(cè)傳感器的鋼束作全部更換；D、換索方法換索采用單根或2-3根抽換的方式進(jìn)行，退錨的根數(shù)n′要滿足短暫狀況安全性條件公式III，具體步驟如下(1)排出前后錨面錨頭防護(hù)罩及管道內(nèi)油脂；(2)拆除前后防護(hù)罩；(3)后錨面單根預(yù)應(yīng)力筋退錨，檢查、更換夾片；(4)新舊預(yù)應(yīng)力筋連接；(5)從前錨面抽除舊預(yù)應(yīng)力筋，并引出新預(yù)應(yīng)力筋，舊預(yù)應(yīng)力筋已腐蝕斷裂，則直接穿索；(6)上夾片完成該根預(yù)應(yīng)力筋張拉；(7)重復(fù)(3)～(6)上述過(guò)程，完成該束所有預(yù)應(yīng)力筋及夾片拆除、更換及張拉，再整體張拉至設(shè)計(jì)噸位；(8)更換防護(hù)罩密封圈，重新安裝前后錨頭防護(hù)罩；(9)重新壓注防腐油脂，完成該束更換操作。
2、 一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求l所述的懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力的方法的裝置，它包 括蜂窩式預(yù)埋管(l)、預(yù)應(yīng)力筋(2)、錨墊板(3)，錨板(4)、夾片(5)、防松擋板(6)、 防護(hù)罩(7)、錨下螺旋鋼筋(8)、防防腐油脂(15)、連接用六邊形鋼套管(16)、防漏 端板(1S)、外包六邊形鋼管邊形鋼套管(19)、連接用圓形鋼套管(20)，其特征在于 蜂窩式預(yù)埋管(1)埋設(shè)于錨碇混凝土，預(yù)應(yīng)力筋(2)穿在蜂窩式預(yù)埋管(1)的鋼管中， 蜂窩式預(yù)埋管(1)之間通過(guò)中間接頭與六邊形鋼套管(16)、塞焊(17)、防漏端板(18)、 外包六邊形鋼管(19)連接，蜂窩式預(yù)埋管(1)兩端通過(guò)端接頭上的塞焊(17)、防漏端 板(18)、圓形鋼套管(20)與錨墊板(3)連接；上緊夾片(5)形成自鎖錨固，預(yù)應(yīng)力筋的拉力通過(guò)夾片(5)、錨板(4)傳到前錨面(13)和后錨面(14);防松擋板(6)安裝在夾 片端部并頂緊;防護(hù)罩(7)與前錨面(13)連接器(9)或后錨面(14)錨墊板(3)連接并密 閉，防腐油脂(17)灌注于蜂窩式預(yù)埋管(1)及防護(hù)罩(7)的空隙中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力的裝置，其特征在于 錨墊板(3)安放于前錨面(13)和后錨面(14)，鋼管中安裝連接器(9)、錨板(4)、張拉 預(yù)應(yīng)力筋(2)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力的裝置，其特征在于 塞焊(17)或捆扎成六邊形的蜂窩狀鋼管插入多邊形鋼管(19)，通過(guò)鋼套管連接，蜂 窩狀管端部塞焊(17)與鋼套管滿焊，蜂窩管與錨墊板(3)連接，轉(zhuǎn)換為圓形再與錨墊 板(3)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力的裝置，其特征在于 所述的預(yù)應(yīng)力鋼束蜂窩式預(yù)埋管(1)采用無(wú)縫鋼管，按正六邊形或擬正六邊形組成束，無(wú)縫鋼管采用塞焊(17)焊接，組成蜂窩狀管束組件，蜂窩管端部通過(guò)端接頭 與錨墊板(3)的接口連接，用焊接方式連接或采用環(huán)氧樹(shù)脂密封。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種懸索橋錨碇可更換式預(yù)應(yīng)力的方法及裝置，其步驟，一是設(shè)計(jì)階段滿足的先決條件，整束預(yù)應(yīng)力滿足主纜索股持久狀況安全性條件，且整束預(yù)應(yīng)力滿足其中n′根被抽換放松時(shí)短暫狀況安全性條件；二是后期判斷換索的條件；三是更換方式為抽換方式，一次放松的股數(shù)不大于n′；四是換索方法，換索采用單根或多根抽換的方式進(jìn)行，退錨的根數(shù)n′要滿足短暫狀況安全性條件。裝置包括蜂窩式預(yù)埋管、預(yù)應(yīng)力筋、錨墊板，錨板、夾片、防松擋板、防護(hù)罩、錨下螺旋鋼筋、防腐油脂、六邊形鋼套管、防漏端板、外包六邊形鋼管、圓形鋼套管。本發(fā)明方法簡(jiǎn)便，更換方便、安全，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，有力地實(shí)現(xiàn)了整束預(yù)應(yīng)力筋可維護(hù)，提高了大橋的安全性和可靠性。
文檔編號(hào)E01D22/00GK101215822SQ20081004664
公開(kāi)日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者彭元誠(chéng) 申請(qǐng)人:中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司