CN110273360A - 一种自锁紧预应力锚固体系及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自锁紧预应力锚固体系,其一端为预扩张的自锁紧锚固结构,包括预埋件和拉索组装件,预埋件包括一起埋在预埋孔道内、轴向贯通的预埋管(10)、下锚垫板(8)和保护罩(3),在保护罩(3)内设置有周向布置的多瓣式滑块(4),多瓣式滑块(4)在弹性体的挤压作用下能够径向收拢,多瓣式滑块(4)内圈再设置临时的扩张定位件(14),使多瓣式滑块(4)内圈形成使拉索组装件从预埋孔道穿入保护罩(3)深部的预留孔;扩张定位件(14)能够被穿入的拉索组件推落而解除对多瓣式滑块(4)的临时扩张作用,让多瓣式滑块(4)对所述拉索组件构成环抱式锁紧。本申请采用扩张定位件使自锁构件具有预扩张功能,穿索施工省力省时。
Description
技术领域
本发明涉及预应力锚固结构,对应的预应力锚固体系及该锚固体系的安装施工方法。
背景技术
在工程施工技术中,预制技术已逐渐得到推广应用,如桥梁的箱梁、桥墩等构件先进行分节段制作,在预制场将预应力锚固体系的锚固预埋件先埋设于分段结构中,再运至工程现场进行逐段拼装,拼装后在节段间穿装预应力拉索构件,通过张拉拉索,将拉索与锚固预埋件连接起来,形成整体结构共同承担载荷。在有些工程场合中,如预制桥墩,由于锚固体系一端的锚固预埋件埋设后,形成“盲孔”的构造,所以在将锚固拉索穿入后,就需要有一种能自锁紧的锚固构造,将拉索和锚固预埋件连接起来。。
申请号为201210030063.2的中国专利申请文件,公开了一种“自锁紧预应力锚固结构及竖向预应力锚固体系及施工方法”。该方案采用了包括多瓣式滑块以及弹性体等构件,具有可撑开和聚拢的功能。在穿索进入时,在挤压索体端部导向头的作用下,撑开多瓣式滑块,挤压索体导向套及锚固套进入锚固预埋件中,多瓣式滑块在弹性体作用下聚拢,从而使挤压索体的锚固套承压在聚拢后的滑块上,实现自锁紧的目的。该方案虽实现了自锁紧的功能,但在弹性体的约束力较大时,需要对拉索施加较大的推力,然而拉索为柔性构件,当拉索长度较长,拉索规格较小时,由于索体刚度较小,将存在推力不足,滑块撑开困难设置撑不开的风险。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,提供一种针对后穿索施工场合的具有预扩张功能的自锁紧锚固结构,对穿入该锚固结构的拉索束(拉索组装件)起到有效锁紧的作用,且这种锁紧作用在拉索束穿入锚固结构后就可实现,无需借助外力进行锁紧。
本申请还进一步涉及带有该自锁紧锚固结构的预应力锚固体系及其施工方法,该预应力锚固体系结构简单,使得穿索施工省力简便。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种自锁紧预应力锚固体系,其一端为预扩张的自锁紧锚固结构,所述预扩张的自锁紧锚固结构包括预埋件和拉索组装件,所述预埋件包括一起埋在预埋孔道内、轴向贯通的预埋管、下锚垫板和保护罩,所述预埋管设置在下锚垫板前端,所述保护罩设置在下锚垫板后端,在保护罩内设置有周向布置的多瓣式滑块,多瓣式滑块在弹性体的挤压作用下能够径向收拢,多瓣式滑块内圈再设置临时的扩张定位件,使多瓣式滑块内圈形成使拉索组装件从预埋孔道穿入保护罩深部的预留孔;所述扩张定位件能够被穿入的拉索组件推落而解除对多瓣式滑块的临时扩张作用,让多瓣式滑块对所述拉索组件构成环抱式锁紧。
自锁紧预应力锚固体系的另一端为张拉端,张拉端设置的锚固预埋件包括一起预埋的预埋管、上锚垫板、张拉锚具和锚具保护罩。
进一步地,所述预埋管外圈套设螺旋筋,螺旋筋的下端抵住下锚垫板。
进一步地,所述保护罩具有环向的台阶,所述多瓣式滑块支撑在所述台阶上,所述多瓣式滑块沿着台阶的延伸面滑动。
优选地,所述台阶的所述延伸面径向延伸或相对中心线倾斜延伸。
优选地,所述多瓣式滑块、台阶的滑动接触面上相互匹配着设置导向条或导向槽,导向条和导向槽的配合构成多瓣式滑块在台阶上滑动的导向。
优选地,所述弹性体为压簧,一端作用于所述多瓣式滑块的滑块,另一端作用于保护罩内壁。
优选地,所述扩张定位件为环形定位圈,所述环形定位圈置于所述多瓣式滑块内圈向外扩张滑块;或者扩张定位件为具有多个定位销柱的环形件,多个定位销柱环向竖立在连接盘上,所述多个定位销柱作用于多瓣式滑块抵抗收拢。
优选地,所述拉索组装件包括预应力钢丝束,和设置在预应力钢丝束端部的锚头,,在轴向所述收拢的多瓣式滑块与所述锚头端面抵紧构成拉索组装件回缩的限位。
本申请另外提供该自锁紧预应力锚固体系的施工方法,步骤如下
A.预埋件的组装及安装:
1)下端预扩张的自锁紧锚固结构的预埋件安装:将弹性体、多瓣式滑块安装到保护罩内,将扩张定位件临时安装到多瓣式滑块内圈上,使多瓣式滑块扩张留出预留孔;将下锚垫板与保护罩轴向连接组合成一体,套上螺旋筋,接上预埋管,整体预埋入预制混凝土构件的预埋孔道中;下锚垫板和保护罩分别留有灌浆口,并由灌浆口从预制混凝土构件中引出灌浆管以便在预应力钢束张拉完成后灌浆密封锚固;
2)上端锚固预埋件安装:将上锚垫板、张拉锚具、螺旋筋及预埋管组装,并一起埋入预制或现浇筑的混凝土构件中;
B.安装拉索组装件与张拉
1)制作拉索组装件:根据工程需要的长度,将预应力钢束下料,在钢束的下端安装锚头,将预应力钢束下端锚固于锚头;
2)在施工现场,将拉索组装件安装有锚头的一端穿入下端预扩张的自锁紧锚固结构的预埋管内,锚头经过多瓣式滑块时,锚头将扩张定位件向下推落,失去扩张定位件的多瓣式滑块在弹性体的作用下向预应力钢束收拢,径向抱紧预应力钢束的同时轴向抵住锚头的端面,构成拉索组装件向上回缩的限位;
3)将拉索组装件的上端安装到张拉锚具内,对预应力钢束张拉后,锁定锚固;
4)在张拉锚具尾部安装锚具保护罩,并进行灌浆处理,完成自锁紧预应力锚固体系的施工。
附图说明
图1为本发明预扩张的自锁紧锚固结构的整体示意图;
图2为本发明拉索组装件结构示意图;
图3为本发明预扩张的自锁紧锚固结构的预埋件的结构示意图;
图4为本发明预扩张的自锁紧锚固结构的预埋件的另一结构示意图;
图5为本发明保护罩的结构示意图;
图6为图5的A向视图;
图7为三瓣式滑块的结构示意图;
图8为图7的B向视图;
图9为作为扩张定位件的环形定位圈的结构示意图;
图10为作为扩张定位件的具有多个定位销柱的环形件的结构示意图;
图11为图10的C向视图;
图12为本发明自锁紧预应力锚固体系的整体结构示意图;
图中:Ⅰ-拉索组装件,Ⅱ-预埋件组装件;
1-锚头,2-预应力钢束,3-保护罩,301-密封圈安装槽,302-安装扩张定位件销孔,303-滑块安装底板,4-三瓣式滑块,401-导向槽,402-安装弹性体的定位孔,403-安装扩张定位件的定位槽,5-弹性体,6-螺栓,7-密封圈,8-下锚垫板,9-螺旋筋,10-预埋管或预成形孔道,11-预制混凝土,12-灌浆管一,13-灌浆管二,14-扩张定位件,141-环形定位圈,142-具有多个定位销柱的环形件,1421-定位销柱,1422-连接盘,15-导向条,16-上锚垫板,17-张拉端锚具、18-锚具保护罩。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示,一种预扩张的自锁紧预应力锚固结构,包括拉索组装件Ⅰ和预埋件组装件Ⅱ,预埋件组装件Ⅱ包括保护罩3、三瓣式滑块4、弹性体5、扩张定位件14、下锚垫板8、螺旋筋9和预埋管10;拉索组装件Ⅰ包括锚头1和预应力钢束2,预应力钢束2锚固于锚头1中锚头1包住预应力钢束2端部,使用状态下,下锚垫板8通过螺栓与保护罩3组合成一体,并与螺旋筋9、预埋管10一起预埋入预制混凝土块11中,其中三瓣式滑块4在弹性体5和扩张定位件14的作用下,三瓣式滑块4始终处于扩张状态即三瓣式滑块4内圈留出供锚头1顺利穿过的预留孔,拉索组装件Ⅰ带有锚头1的一端从预埋管10穿入,在其通过三瓣式滑块4时,触碰扩张定位件14并使其脱落。落入保护罩3内部。此时在弹性体5作用下,三瓣式滑块4径向收拢卡住预应力钢束,同时轴向与锚头1端面抵触,使拉索组装件Ⅰ不能往回缩从而构成自锁紧预应力锚固结构。
如图5、图6所示,保护罩3为一封闭筒体,其上部与下锚垫板8连接,在使用时,将组成自锁紧机构的三瓣式滑块4、弹性体5、扩张定位件14安装于保护罩3中,预埋入混凝土预制构件中,混凝土浇筑后,形成一个内部空间,得以使拉索组装件Ⅰ能穿入其中。
如图7、图8所示,三瓣式滑块4为环形板状构件,为使其内圆实现可扩张和聚拢的功能,将其分离成完全相同的多瓣滑块组成,并在外圆径向上设置有安装弹性体5的沉孔402;本实施例中,三瓣式滑块4是由三瓣滑块组成,作为本发明实施例的一种变换,构成三瓣式滑块4的滑块瓣数还可以增减,由2瓣-4瓣、5瓣或由m瓣组成,m的取值范围是:m为2-36之间的任意整数。
扩张定位件14的作用是使三瓣式滑块4的内圈在穿拉索组装件之前始终处于扩张状态,便于拉索组装件Ⅰ的穿入安装。扩张定位件14的实施构造方案一,如图3所示,扩张定位件14可采用如图7所示的环形定位圈141的构造,配合本实施方案,在三瓣式滑块4的内圆表面上设置有定位圈141的安装槽403(如图8所示)。按本发明的技术思路,环形定位圈141的构造不限于采用如图7所示的圆条材料制作,还可以采用环形柱体或筒体构造。
张定位件14的另一构造方案二如图4所示,扩张定位件14可采用如图8所示的具有多个销柱的环形件142的构造,配合实施方案,在保护罩3的滑块安装底板303上设置有柱销孔302(如图5、图6所示)。
为了让滑块准确的径向收拢,在三瓣式滑块4的底面设置有导向槽401,保护罩3上形成一环向的台阶,该台阶的延伸面垂直于中心轴,滑块轴向支撑在台阶表面,所述的延伸面上再设置与所述导向槽匹配的导向条15。
保护罩3和下锚垫板8应确保密封可靠连接,保护罩3和下锚垫板8采用法兰连接,在保护罩3的法兰安装面上设置密封圈安装槽301,在该密封圈安装槽301设置弹性密封圈7。
与公开号为102535755A的专利公开文献的技术相比,本申请的预扩张的自锁紧预应力锚固结构的优点在于:
(1)多瓣式滑块采用扩张定位件,使其具有临时扩张功能,使滑块处于扩张的“常开”状态,穿索施工省力省时,符合工程实际需求;且拉索组装件的端部无需设置导向头,简化了结构。
实施例2
实施例1涉及的预扩张的自锁紧锚固结构作为自锁紧预应力锚固体系的下端,自锁紧预应力锚固体系的上端为张拉端,张拉端的锚固预埋件包括一起预埋的预埋管、上锚垫板16、张拉端锚具17和锚具保护罩18,张拉端锚具17为已知的带有分丝板的锚具,预应力钢束的钢丝分丝后穿入分丝板并在粉丝板的分丝孔设置夹具固定住钢丝,张拉后进行锚固。
实施例3
一种实施例2的自锁紧预应力锚固体系的安装方法,包括以下步骤:
A.预埋件的组装及安装:
1)将加工好的带有自锁紧结构的预埋件组装件Ⅱ的各部件进行组装,将弹性体5、三瓣式滑块4定位于保护罩3内,并使三瓣式滑块4扩张,将扩张定位件14安装于滑块4上,使三瓣式滑块4始终处于扩张状态;通过螺栓将下锚垫板8与保护罩3组合成一体,并与螺旋筋9、预埋管10一起预埋入预制混凝土11中;下锚垫板8和保护罩3分别留有灌浆口12可引出灌浆管以便预应力钢束2张拉完成后灌浆密封;
2)安装或制作预留孔道10,在混凝土构件11分段预制或浇筑过程中,通过埋设预埋管10或预留成形工艺制作预应力锚固拉索的穿越孔道10;
3)张拉端的锚固预埋件的安装,自锁紧预应力锚固体系的上端锚固件一般为常规预应力锚具产品,将上端锚固件的上锚垫板16、螺旋筋9及预埋管10埋入预制或现浇的混凝土构件11中。
B.安装拉索组装件与张拉
1)制作安装拉索组装件Ⅰ:根据工程需要的长度,将预应力钢束2下料,在钢束的一端安装锚头1,并经制锚(或灌锚)处理,将钢束2锚固于锚头1上;在施工现场,将拉索组装件Ⅰ安装有锚头1的一端从上述的上锚垫板16处穿入,通过预埋管道10,到达含有自锁紧结构的三瓣式滑块4时,锚头触碰扩张定位件14并使其脱落,此时在弹性体5作用下,三瓣式滑块4收拢抱紧预应力钢束,且轴向与锚头1构成限位,使拉索组装件Ⅰ不能往回缩,从而构成自锁紧的预应力锚固构件;
2)在拉索组装件的上端安装张拉端锚具17,预应力钢束的钢丝分丝后穿入分丝板并在粉丝板的分丝孔设置夹具固定住钢丝,张拉后进行锚固,并锁定锚固;
3)安装锚具保护罩18,并进行灌浆处理。至此,单束的自锁紧预应力锚固体系安装施工完成。
Claims (10)
1.一种自锁紧预应力锚固体系,其一端为预扩张的自锁紧锚固结构,其特征在于:所述预扩张的自锁紧锚固结构包括预埋件和拉索组装件,所述预埋件包括一起埋在预埋孔道内、轴向贯通的预埋管(10)、下锚垫板(8)和保护罩(3),所述预埋管设置在下锚垫板(7)前端,所述保护罩(3)设置在下锚垫板(8)后端,在保护罩(3)内设置有周向布置的多瓣式滑块(4),多瓣式滑块(4)在弹性体的挤压作用下能够径向收拢,多瓣式滑块(4)内圈再设置临时的扩张定位件(14),使多瓣式滑块(4)内圈形成使拉索组装件从预埋孔道穿入保护罩(3)深部的预留孔;所述扩张定位件(14)能够被穿入的拉索组件推落而解除对多瓣式滑块(4)的临时扩张作用,让多瓣式滑块(4)对所述拉索组件构成环抱式锁紧。
2.根据权利要求1所述的自锁紧预应力锚固体系,其特征在于:其另一端为张拉端,张拉端设置的锚固预埋件,包括一起预埋的预埋管、上锚垫板(16)、张拉端锚具(17)和锚具保护罩(18)。
3.根据权利要求1所述的自锁紧预应力锚固体系,其特征在于:所述预埋管外圈套设螺旋筋(9),螺旋筋(9)的下端抵住下锚垫板(8)。
4.根据权利要求1所述的自锁紧预应力锚固体系,其特征在于:所述保护罩(3)具有环向的台阶,所述多瓣式滑块(4)支撑在所述台阶上,所述多瓣式滑块(4)沿着台阶的延伸面滑动。
5.根据权利要求4所述的自锁紧预应力锚固体系,其特征在于:所述台阶的所述延伸面径向延伸或相对中心线倾斜延伸。
6.根据权利要求4所述的自锁紧预应力锚固体系,其特征在于:所述多瓣式滑块(4)、台阶的滑动接触面上相互匹配着设置导向条(15)或导向槽(401),导向条(15)和导向槽(401)的配合构成多瓣式滑块(4)在台阶上滑动的导向。
7.根据权利要求4所述的自锁紧预应力锚固体系,其特征在于:所述弹性体(5)为压簧,一端作用于所述多瓣式滑块(4)的滑块,另一端作用于保护罩(3)内壁。
8.根据权利要求1所述的自锁紧预应力锚固体系,其特征在于:所述扩张定位件(14)为环形定位圈(141),所述环形定位圈(141)置于所述多瓣式滑块(4)内圈向外扩张滑块;
或者所述扩张定位件(14)为具有多个定位销柱的环形件(142),多个定位销柱(1421)环向竖立在连接盘(1422)上,所述多个定位销柱作用于多瓣式滑块(4)抵抗收拢。
9.根据权利要求1所述的自锁紧预应力锚固体系,其特征在于:所述拉索组装件包括预应力钢丝束(2),和设置在预应力钢丝束(2)端部的锚头(1),在轴向所述收拢的多瓣式滑块(4)与所述锚头(1)端面抵紧构成拉索组装件回缩的限位。
10.一种根据权利要求1-9中任一权利要求所述的自锁紧预应力锚固体系的施工方法,其特征在于:步骤如下
C.预埋件的组装及安装:
3)下端预扩张的自锁紧锚固结构的预埋件安装:将弹性体、多瓣式滑块安装到保护罩内,将扩张定位件临时安装到多瓣式滑块内圈上,使多瓣式滑块扩张留出预留孔;将下锚垫板与保护罩轴向连接组合成一体,套上螺旋筋,接上预埋管,整体预埋入预制混凝土构件的预埋孔道中;下锚垫板和保护罩分别留有灌浆口,并由灌浆口从预制混凝土构件中引出灌浆管以便在预应力钢束张拉完成后灌浆密封锚固;
4)上端锚固预埋件安装:将上锚垫板、张拉端锚具、螺旋筋及预埋管组装,并一起埋入预制或现浇筑的混凝土构件中;
D.安装拉索组装件与张拉
5)制作拉索组装件:根据工程需要的长度,将预应力钢束下料,在钢束的下端安装锚头,将预应力钢束下端锚固于锚头;
6)在施工现场,将拉索组装件安装有锚头的一端穿入下端预扩张的自锁紧锚固结构的预埋管内,锚头经过多瓣式滑块时,锚头将扩张定位件向下推落,失去扩张定位件的多瓣式滑块在弹性体的作用下向预应力钢束收拢,径向抱紧预应力钢束的同时轴向抵住锚头的端面,构成拉索组装件向上回缩的限位;
7)将拉索组装件的上端安装到张拉锚具内,对预应力钢束张拉后,锁定锚固;
8)在张拉锚具尾部安装锚具保护罩,并进行灌浆处理,完成自锁紧预应力锚固体系的施工。
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