CN1183503A - 侧壁式锚座及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设置在预应力混凝土构造物的侧壁板或底板上供以安装预应力钢腱的锚头的侧壁式锚座及其安装方法。本发明由一承压结构体及一锚头安装体组合而成,承压结构体为一矩形金属板块,在金属板块的一侧形成二卡止部,二卡止部中间卡合该锚头安装体,锚头安装体的前面板一体结合形成中空的三角形盖体,该前面板中间设有供安装锚头的开口。该二卡止部底部结合一中空尖锥圆筒体,并在底部内侧设有肋板。

Description

侧壁式锚座及其安装方法

本发明是有关设置在预应力混凝土构造物的侧壁板(腹板)或底板上供以安装预应力钢腱(wire rope)的锚头(anchor)的锚座及其安装方法。

预应力混凝土工程自从1940年起被实用化以来，应用于许多大型的预应力混凝土结构物。例如，桥梁、储油槽、水泥储料仓、谷仓之类的结构物的结构壁板内部配设预应力钢腱的技术，藉以利用该预应力钢腱来承担预应力混凝土结构物于施工过程时的自重以及其他荷重。而且当该预应力混凝土结构物完成后，其外加载重、活载重以及温度变化等作用力，也大部分靠此等预应力钢腱来承担。

一般而言，在配设预应力钢腱的时候，该预应力钢键的施力端锚座是安装在结构物的两端部，然而在许多特殊状况下，施力端锚座必须安装在结构物的侧壁板(腹板)或底板上，此时就必须在结构物的侧壁板或底板上另外再构筑若干个自侧壁板面或底板面突出的混凝土锚锭块以供安装施力端锚座，例如：储油槽、水泥储料仓、谷仓之类的圆筒形状的结构物需要环形预应力而欲在侧壁板内部配设预应力钢腱时，必须在其侧壁板面上构筑若干个呈三角锥体形状的混凝土锚锭块或矩形体形状的混凝土锚碇块来供安装施力端锚座。另外，如第1图所示，在利用悬臂式工装法来构筑的桥梁上，是必须在上下部位配设各种预应力钢腱来承担各种应力负荷，例如：配置于箱型梁(Cell)顶板内的钢腱称为顶板钢腱H(或称主钢腱)，当施工作业于桥墩或桥台向外延伸施筑时，即依靠此顶板钢腱负担悬臂状态下的梁体自重及施工中其他荷重。另外，配置于端跨外侧及中间跨梁中央底部的侧壁板(腹板)或底板上的底板钢腱L(或称附加钢腱)的作用为当桥梁闭合后呈连续状态时，用以承担部分的梁体自重、活荷重、温度变化及外加载重等。此时，顶板钢腱H的施力端锚座是安装在箱型梁(Cell)的外侧端面上，因此在安装施力端锚座的施工上比较简单，而不构成问题。但是，底板钢腱L的施力端锚座则是安装在箱型梁的侧壁板面上，因此必须在该侧壁板面上构筑若干个呈三角锥体形状的混凝土锚锭块来供安装施力端锚座。

在圆筒型结构物的环形预应力工程、以及以悬臂式工法来构筑桥梁的工程中，要将施力端锚座安装在侧壁板面上是非常费工且费时的工作。因为必须另外在侧壁板面上构筑出呈三角锥体形状的混凝土锚锭块来供安装施力端锚座。通常用来构筑出呈三角锥体形状的混凝土锚锭块的方法，是如图2所示，在侧壁板W的板面上，先绑扎组立一个沿着该侧壁板W的长轴方向朝板面外侧逐渐突出的三角锥状钢筋笼T，于该三角锥状钢筋笼T的内部预埋入：钢腱用套管P、及连接于该钢腱用套管P的尾端的锚座EA、以及套装在该锚座EA的外周围的线圈状弹簧EP(供缓和张应力之用)之后，再于该三角锥状钢筋笼T外侧组立形成一个三角锥体状的模板(未图示)，然后，进行灌注混凝土到模板内部以形成三角锥体形状的混凝土锚锭块B。等到这个三角锥体形状的混凝土锚锭块B完全硬化之后，才在钢腱用套管P内部拉牵预应力钢腱(未图示)，并将预应力钢腱的端部固定在锚座EA上。

根据以往的经验可知，以悬臂式工法来构筑桥梁工程时，在侧壁板需要形成三角锥体形状的混凝土锚锭块B的箱型梁(Cell)节块，于施工时间方面需增加1-2个工作日，因为欲沿着该箱型梁(Cell)节块的侧壁板W的长轴方向绑扎组立一个朝板面外侧逐渐突出的三角锥状钢筋笼T时，需要由多支弯折成字形的钢筋Tt以及数支不等长的直条状钢筋Tx经过绑扎组立而成。然而，每一支被弯折成字形的钢筋Tt以及直条状钢筋Tx因其所配置的位置之不同，其长度以及弯折的部位也不相同，所以在裁制该等钢筋材料时，无法以同一规格大量地制作，每次要进行绑扎组立钢筋笼时都要重新裁制钢筋并进行弯折作业，非常地麻烦。然而，不仅在侧壁板上绑扎组立三角锥体形状的钢筋笼的工作需要相当熟练的技术，在三角锥体形状的钢筋笼外侧再组立出三角锥体状的模板的工作更是耗时费工，同时模板的切割耗损量也大。此外，为了形成三角锥体形状的混凝土锚锭块B，又要额外地耗费1-2立方公尺的混凝土材料，非常不经济等各方面皆为传统的技术所存的问题。

有鉴于前述传统技术所存的问题，本发明的目的便是在于解决前述的问题，而提供一种无须在现场绑扎组立钢筋笼，可预先于工场内制作完成后直接安装到预应力混凝土构造物的侧壁板(腹板)或底板上的侧壁式锚座及其安装方法。

为达成前述的目的，本发明的侧壁式锚座是由：

一承压结构体、以及一锚头安装体所组合而构成，其中：

该承压结构体的主体是一个矩形金属板块，在该金属板块的外露面的靠前端侧的这一侧形成两道沿着该金属板块的长轴方向大致呈平行的第一卡止部及第二卡止部，位于该第一卡止部与该第二卡止部之间的部分形成中空部分，并在该金属板块的背面一体地结合一个经过斜切过的中空尖锥圆筒体以构成该第一卡止部与该第二卡止部之间的中空部分的底部，并沿着该金属板块的前端缘的背面一体地结合一个与该金属板块的背面略呈斜交的第一肋板，在该经过斜切后的中空尖锥圆筒体所构成的底部的背面的大致中间位置一体地结合一个与该底部的背面略呈斜交的第二肋板，并在该底部内侧端部处，一体地结合一个与该金属板块的背面略呈斜交的第三肋板以构成该底部的底板，并在第三肋板的中间穿设有一个供预应力钢腱通过的第一开口部，在第三肋板的靠近金属板块的后端侧的这一侧的第一开口部的外方一体地结合一个呈中空圆筒形状的供预应力钢腱的套筒***结合用的套筒部，并且沿着该金属板块的长轴方向的两侧面上是结合有多个U字形的第一钢筋，该等第一钢筋是被配置成以与该金属板块的外露面构成斜交预定角度的状态朝该金属板块背面外侧倾斜地延伸出去，另外，在该金属板块的后端侧的背面的预定区域内是与该金属板块一体地结合有多个U字形的第二钢筋，该等第二钢筋是被配置成以与该金属板块的背面大致呈直交的状态朝该金属板块背面外侧延伸出去；

该锚头安装体是由：二个大致呈三角形的第一及第二侧板及一个矩形的顶面板、及一个大致呈正方形的前面板经一体地结合形成中空的三角形盖体形状，该第一及第二侧板的下缘分别形成可与前述的承压结构体的第1及第二卡止部互相卡合的第三及第四卡止部，而该前面板的下缘部则较之该第一及第二侧板的下缘的第三及第四卡止部更往下方延伸可抵住前述的承压结构体的前端缘，并在该前面板的中间穿设有一个供以安装锚头的第二开口部。

本发明的目的还可以如下方式达到：所述的侧壁式锚座，其特征在于：前述的的第一、第二、第三、第四卡止部形成台阶形状或锯齿形状。

所述的侧壁式锚座，其特征在于：前述承压结构体的金属板块；及前述的第一、第二、第三肋板；及前述的底部以及前述的套筒部是以金属铸造方式一体地形成，而前述的第一钢筋以及第二钢筋是以焊接方式结合于该承压结构体的金属板块。

所述的侧壁式锚座，其特征在于：前述的锚头安装体是以金属铸造方式一体地形成。

所述的侧壁式锚座，其特征在于：前述的第一钢筋与前述的金属板块的外露面构成斜交的预定角度为40-50度。

另外，本发明的侧壁式锚座的安装方法，是为：

在预应力混凝土构造物的侧壁板或底板的钢筋组立完成后，先将与安装承压结构体的位置冲突处的部分钢筋拆除以空出适当的空间，再将承压结构体利用铁线绑扎或焊接的方式予以固定在侧壁板或底板的钢筋上，然后再安装补强用钢筋，其次，在侧壁板或底板的钢筋上封闭横板后，浇灌混凝土，当拆除侧壁板或底板的模板后，将预应力钢腱从承压结构体穿过第一开口部以及套筒部而置入预先埋设于侧壁板或底板内部的钢腱用套筒内，然后再将三角形盖体形状的锚头安装体安置在承压结构体的上面，使得锚头安装体的第三及第四卡止部与承压结构体的第一及第二卡止部互相卡合，同时锚头安装体的前面板的下缘抵住承压结构体的前缘，最后再将锚头安装在锚头安装体的前面板的第二开口部，即可进行施加预应力的作业。

本发明的效果在于：

本发明的锚座是由：一承压结构体、以及一锚头安装体所组合而成，该承压结构体不仅可迅速地安装到预应力混凝土构造物的侧壁板(或底板)的钢筋笼内形成一体，而且该承压结构下面设有多个肋板及多个第1钢筋和第二钢筋，当浇灌混凝土后，该多个肋板以及多个第一钢筋和第二钢筋可发挥防滑止动的作用之外，多个第一钢筋和第二钢筋又具有作为混凝土构造物的侧壁板(或底板)的钢筋笼的作用，可提供补强以及防止混凝土构造物产生裂缝的作用效果。又，锚头安装体是可利用其第三及第四卡止部与承压结构体上的第一及第二卡止部互相卡合而可很容易且迅速地安装到承压结构体上面结合成一个完整的锚座。

又，本发明的锚座的承压结构体、以及锚头安装体皆可在工场内大量的制作后，拿到现场直接地安装使用，不必如传统方式绑扎组立三角锥形状体的钢筋笼以及组立出三角锥体状的模板，因此无须熟练的技术就可大幅提高在预应力混凝土构造物的侧壁板(或底板)上安装锚座的工作效率，缩短所需工时。而且由于钢铁的抗拉强度以及抗压缩强度皆远优于混凝土，所以本发明的以金属材质例如：钢铁材质等来制作的锚座的强度也远优于以混凝土灌注而成的锚锭块的强度。

图面的简单说明：

图1是显示利用悬臂式工法构造桥梁时的预应力钢腱的配置图。

图2是显示以往在侧壁板所构筑的三角锥体形状的混凝土锚锭块的纵断面图。

图3是显示本发明的锚座的立体分解图。

图4是显示本发明的锚座组装后的立体图。

图5是显示本发明的锚座组装后的纵断面图。

图6是显示沿着图5的VI-VI断面线的断面图。

图7是显示沿着图5的VII-VII断面线的断面图。

图8是显示沿着图5的VIII-VIII断面线的断面图。

图9是显示沿着图5的IX-IX断面线的断面图。

兹佐以图面详细说明本发明的锚座的一种实施例如下。

如图3和图4所示，本发明的侧壁式锚座1是由两个主要构件构成：即用以安装在预应力混凝土构造物的侧壁板(或底板)的钢筋笼内的承压结构体10以及用来覆盖于该承压结构体10上面的锚头安装体30所组合而成。图3显示两个主要构成构件承压结构体10以及锚头安装体30尚未组合前的分开状态，图4显示两者组合后的整体状态。

承压结构体10的主体是由金属材质例如：钢铁材质所制作的呈长矩形的金属板块11，在该金属板块11的外露面12(安装后露在外侧的面)靠近前端(图中的F侧)的这一侧形成两道沿着该金属板块11的长轴方向大致平行的台阶状的第一卡止部13及第二卡止部14。该第一卡止部与该第二卡止部之间的部份被切割形成中空部分，然后在该金属板块11的背面利用焊接方式结合一个同样以钢铁材质所制作的经过斜切过的中空尖锥圆筒体(其形状宛如尖锥圆筒经过斜切后所形成的斜口形状)以构成该第一卡止部13与该第二卡止部14之间的中空部分的底部15。该底部15是如图5所示，从该金属板块11的前端侧(图5中的右侧)往后端侧(图5中的左侧)逐渐地往内侧形成中空尖锥圆筒状凹入(请参考图8)。

另外，沿着该金属板块11的前端侧(图3中的F侧)的背面利用焊接方式结合一个同样以钢铁材质所制作呈矩形的第一肋板16。如图5所示，该第一肋板16与该金属板块11的背面略呈斜交状态。

又，在由该经过斜切后的中空尖锥圆筒体所构成的底部15的背面的大致中间位置，利用焊接方式结合一个同样以钢铁材质所制作的第二肋板17。该第二肋板17也如图5所示，与该金属板块11的背面略呈斜交状态。

又，在由该经过斜切后的中空尖锥圆筒体所构成的底部15的内侧端部，也是利用焊接方式结合一个同样以钢铁材质所制作呈矩形的第三肋板18。该第三肋板18同时也构成该底部15的内侧端部的底板。另外，又在第三肋板18的中间位置穿设有一个圆形的第一开口部19。第一开口部19是如图5所示的供预应力钢腱Y通过之用。该第三肋板18与该金属板块11的背面也是略呈斜交状态。而且第一肋板16、第二肋板17与第三肋板18大致构成平行状态。这些略呈平行状态的第一-第三肋板16、17、18是可发挥防止该承压结构体10滑动的作用。

另外，如图5所示，在第三肋板18的靠近金属板块11的后端侧(图3中的R侧)的这一侧，在第一开口部19的外面是利用焊接方式结合一个同样以钢铁材质所制作的呈中空圆筒形状的套筒部21。此一套筒部21是供预先埋设于混凝土构造物的侧壁板SW内的钢腱用套管22的端部***结合之用(请参考图7)。

又，如图3-图5所示，沿着该金属板块11的长轴方向的两侧面上是利用焊接方式结合有多个大致呈U字形的第一钢筋23，该等第一钢筋23是被配置成以与该金属板块11的外露面12构成斜交预定角度的状态朝该金属板块11背面外侧往该金属板块11的前端方向倾斜地延伸出去。而该预定的倾斜角度是可配合混凝土构造物的侧壁板SW的厚度大小，而在于40-50度的范围内适当地选择。该等第一钢筋23的作用是用以补强安装在侧壁板内的钢筋笼，藉以提供补强以及防止侧壁板产生裂缝。因此，第一钢筋23的配置个数以及配置间隔是配合混凝土构造物的侧壁板SW的厚度大小而适当地选择。

另外，在该金属板块11的后端侧(图5中的左侧)的背面上的预定区域，也即从后端部至第三肋板18之间的区域内，也是利用焊接方式结合有多个呈U字形的第二钢筋24，该等第二钢筋24是被配置成以与该金属板块11的背面大致呈直交的状态朝该金属板块11背面后侧延伸出去。该等第二钢筋24的作用也是用以补强安装在侧壁板内的钢筋笼，藉以提供补强以及防止侧壁板产生裂缝。因此，第二钢筋24的配置个数以及配置间隔也是配合混凝土构造物的侧壁板SW的厚度大小而适当地选择。

如图3所示，锚头安装体30是由：钢铁材质所制作的二个大致呈三角形的第一及第二侧板31、32；及一个矩形的顶面板33；及一个大致呈正方形的前面板34利用焊接方式结合形成一个中空的三角形盖体形状。第一及第二侧板31、32的下缘分别形成可与前述的承压结构体10的第一及第二卡止部13、14互相卡合的台阶形状的第三及第四卡止部35、36。而该前面板34的下缘部34a则较之该第一及第二侧板31、32的下缘的第三及第四卡止部35、36更往下方(图3中的左方)延伸，可如图5所示，用以抵住前述的承压结构体10的前端缘F。并在前面板34的中间穿设有一个供以安装锚头50的第二开口部37。

又，前述承压结构体10的第一、第二卡止部13、14以及锚头安装体30的第三、第四卡止部35、36虽然是形成可分别互相卡合的台阶形状，但并不限于这种形状，例如：形成锯齿形状等其他的形状也可达到互相卡合的效果。

再者，前述承压结构体10中的以钢铁材质制作的金属板块11、底部15、第一肋板16、第二肋板17、第三肋板18以及套筒部21虽然是利用焊接方式结合在一起，但是也可利用铸造方法来制作，如果利用铸造方法来制作的话，可适合大量生产，而降低成本。同样地，前述的锚头安装体30也可利用铸造方法来制作。

以下佐以图5至图9说明本发明的锚座1的安装方法。图5是显示本发明的锚座1组装后的纵断面图。其安装方法如下：

在预应力混凝土构造物的侧壁板SW的钢筋笼40组立完成后，先将与欲安装承压结构体10的位置冲突处的部分钢筋拆除以空出适当的空间，再将本发明的锚座1中的承压结构体10利用铁线绑扎或焊接的方式予以固定在侧壁板SW的钢筋笼40上，然后再于承压结构体10的背面侧的套筒部21、第一肋板16、第二肋板17、第三肋板18的旁边安装直条的补强钢筋41，并且在承压结构体10的后端侧(图5中的左侧)外方的钢筋笼40上额外安装多组呈U字型的补强钢筋42。每一组补强钢筋42是如图6所示，将上下两个呈U字型的补强钢筋42以其开口相向的方式套在一起而呈“口字形”的形状利用铁线绑扎或焊接的方式予以固定在侧壁板SW的钢筋笼40上，是具有作为弹簧的作用可用以缓和侧壁板SW的张应力。其次，在侧壁板SW的钢筋笼40的外侧封闭模板(未图示)后，再浇灌混凝土，当拆除侧壁板SW的模板后，将预应力用钢腱Y从承压结构体10穿过第一开口部19以及套筒部21而置入预先埋设于侧壁板SW内部的钢腱用套管22内，然后再将三角形盖体形状的锚头安装体30安置在承压结构体10的上面，使得锚头安装体30的第三及第四卡止部35、36与承压结构体10的第一及第二卡止部13、14互相卡合，同时锚头安装体30的前面板34的下缘部34a抵住承压结构体10的前缘(请参考图9)，最后再将锚头50安装在错头安装体30的前面板34的第二开口部37，即可抽拉钢腱Y以进行施加预应力的作业。

Claims (6)

1、一种侧壁式锚座(1)是由：一承压结构体(10)以及一锚头安装体(30)所组合而构成，其特征在于：

该承压结构体(10)的主体为一个矩形金属板块(11)，在于该金属板块(11)的外露面(12)的靠前端侧形成两道沿着该金属板块(11)的长轴方向呈平行的第一卡止部(13)及第二卡止部(14)，位于该第一卡止部(13)与该第二卡止部(14)之间形成中空部分，并在该金属板块(11)的背面一体地结合一个经过斜切过的中空尖锥圆筒体以构成该第一卡止部(13)与该第二卡止部(14)之间的中空部分的底部(15)，并沿着该金属板块(11)的前端缘的背面一体地结合一个与该金属板块(11)的背面略呈斜交的第一肋板(16)，在该经过斜切后的中空尖锥圆筒体所构成的底部(15)的背面的中间位置一体地结合一个与该底部(15)的背面呈斜交的第二肋板(17)，并在该底部(15)的内侧端部处，一体地结合一个与该金属板块(11)的背面呈斜交的第三肋板(18)以构成该底部(15)的底板，并在第三肋板(18)的中间穿设有一个供预应力钢腱(Y)通过的第一开口部(19)，在第三肋板(18)靠近金属板块(11)的后端侧的第一开口部(19)的外方一体地结合一个呈中空圆筒形状的供预应力钢腱(Y)的套筒(22)***结合用的套筒部(21)，并且沿着该金属板块(11)的长轴方向的两侧面上是结合有多个U字形的第一钢筋(23)，该第一钢筋(23)是被配置成以与该金属板块(11)的外露面(12)构成斜交预定角度的状态朝该金属板块(11)背面外侧倾斜地延伸出去，另外，在该金属板块(11)的后端侧的背面与该金属板块(11)一体地结合有多个U字形的第二钢筋(24)，该第二钢筋(24)是被配置成以与该金属板块(24)的背面呈直交状态朝该金属板块(11)背面外侧延伸出去；

该锚头安装体(30)包括二个大致呈三角形的第一及第二侧板(31、32)及一个矩形的顶面板(33)、及一个呈正方形的前面板(34)经一体地结合形成中空的三角形盖体形状，该第一及第二侧板(31、32)的下缘分别形成与前述的承压结构体(10)的第一及第二卡止部(13、14)互相卡合的第三及第四卡止部(35、36)，而该前面板(34)的下缘部(34a)则较之该第一及第二侧板(31、32)的下缘的第三及第四卡止部(35、36)更往下方延伸抵住前述的承压结构体(10)的前端缘，并在该前面板(34)的中间穿设有一个供以安装锚头(50)的第二开口部(37)。

2、如权利要求1所述的侧壁式锚座，其特征在于：前述的的第一、第二、第三、第四卡止部(13、14、35、36)形成台阶形状或锯齿形状。

3、如权利要求1或2所述的侧壁式锚座，其特征在于：前述承压结构体的金属板块(11)；及前述的第一、第二、第三肋板(16、17、18)；及前述的底部(15)以及前述的套筒部(21)是以金属铸造方式一体地形成，而前述的第一钢筋(23)以及第二钢筋(24)是以焊接方式结合于该承压结构体(10)的金属板块(11)。

4、如权利要求1或2所述的侧壁式锚座，其特征在于：前述的锚头安装体30是以金属铸造方式一体地形成。

5、如权利要求1或2所述的侧壁式锚座，其特征在于：前述的第一钢筋(23)与前述的金属板块(11)的外露面(12)构成斜交的预定角度为40-50度。

6、一种侧壁式锚座的安装方法，其特征在于：预应力混凝土构造物的侧壁板或底板的钢筋组立完成后，先将与欲安装承压结构体的位置冲突处的部分钢筋拆除以空出适当的空间，再将如权利要求1至5所述的侧壁式锚座之中的承压结构体利用铁线绑扎或焊接的方式予以固定在侧壁板或底板的钢筋上，然后再安装补强用钢筋，其次，在侧壁板或底板的钢筋外侧封闭模板后，浇灌混凝土，当拆除侧壁板或底板的模板后，将预应力用钢腱从承压结构体穿过第一开口部以及套筒部而置入预先埋设于侧壁板或底板内部的钢腱用套管内，然后再将三角形盖体形状的锚头安装体安置在承压结构体的上面，使得锚头安装体的第三及第四卡止部与承压结构体的第一及第二卡止部互相卡合，同时锚头安装体的前面板的下缘抵住承压结构体的前缘，最后再将锚头安装在锚头安装体的前面板的第二开口部，即可进行施加预应力的作业。

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