[發(fā)明專利]懸索橋錨碇可更換式預應力的方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810046645.3
• 申請日: 2008-01-08
• 公開（公告）號: CN101215822A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 彭元誠
• 申請（專利權(quán)）人: 中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00;E01D19/14;E01D21/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于懸索橋錨碇的預應力技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種懸索橋錨碇可更換式預應力的方法，同時還涉及橋錨碇可更換式預應力的裝置，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，對構(gòu)成整束預應力的多股預應力筋進行替換，從而實現(xiàn)大橋后期可維護性的無粘結(jié)預應力構(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的作用。從錨碇與地基基礎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，錨碇會產(chǎn)生很大的拉應力而導致混凝土開裂，故而需要對錨碇施加預應力，以抵抗主纜拉力產(chǎn)生的拉應力，保證結(jié)構(gòu)的安全。

現(xiàn)代懸索橋錨碇多采用預應力體系，現(xiàn)有錨碇預應力體系有兩種：有粘結(jié)體系和無粘接體系。

錨碇有粘結(jié)預應力體系，與通常的后張法預應力相似：在澆注錨體混凝土時采用鋼管、或金屬波紋管、或塑料波紋管在混凝土中預留出預應力鋼束穿行的管路，在前后錨面混凝土中預埋能傳遞巨大壓力的墊板，在混凝土達到一定強度后，將預應力鋼束(預應力筋)穿過預留的管路，采用液壓式千斤頂張拉預應力鋼束至一定的噸位、應力水平，最后通過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埋的墊板上，從而對錨體混凝土施加了預壓力。通過錨具與主纜束股的連接，將主纜力傳遞到錨體。其特點是，在預應力張拉完成后，對預應力管道、錨頭灌注水泥沙漿或環(huán)氧沙漿，沙漿與預應力鋼束形成永久粘接，使預應力鋼束與錨體成為整體，同時沙漿與預應力鋼束的粘接、密閉對預應力鋼束起到防腐作用。

灌注沙漿的有粘結(jié)預應力體系的主要不足是：(1)檢測、維護困難，難以對預應力鋼束實際腐蝕情況作出準確的判斷；(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)預應力鋼束及錨固夾片通過沙漿固化粘接在一起，無法在保證結(jié)構(gòu)完整性的前提下進行更換和維護，是“一次性”的預應力體系。

針對有粘結(jié)預應力方式防腐性、檢測性不佳的缺點，人們提出了無粘接的預應力方式，常規(guī)無粘接的預應力的結(jié)構(gòu)和功能要點是：在澆注錨體混凝土時采用氣密性較好的鋼管在混凝土中預留出預應力鋼束穿行的管路，在前后錨面混凝土中預埋能傳遞巨大壓力的墊板，在混凝土達到一定強度后，將預應力鋼束(高強度鋼絲或預應力筋)穿過預留的管路，采用液壓式千斤頂張拉預應力鋼束至一定的噸位、應力水平，最后通過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埋的墊板上，從而對錨體混凝土施加了預壓力，通過錨具與主纜束股的連接，將主纜力傳遞到錨體。其特點是，在預應力張拉完成后，對預應力管道、錨頭灌注防腐油脂，通過防腐油脂進行防護，預應力鋼束與周圍混凝土沒有粘接。

懸索橋錨碇常規(guī)無粘結(jié)預應力體系的主要不足是：由于組成預應力鋼束的束股多，穿束、張拉時易打絞，且曲線段相互擠緊，因此不能部分抽換，不能進行安全的更換操作，可維護性與有粘接體系相比沒有改善。

總的說來，傳統(tǒng)的錨碇預應力體系，存在的主要不足是：檢測、維護困難，不能在保證大橋安全的前提下實現(xiàn)鋼束、夾片的更換維護操作，一旦預應力鋼束及夾片發(fā)生腐蝕損壞，整個大橋的安全和耐久性將受到嚴重影響。

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應力的方法，方法簡便，更換方便，有力地實現(xiàn)了整束預應力筋可維護，更換安全，穩(wěn)定可靠。

本發(fā)明的目的另一個是在于提供了一種懸索橋錨碇可更換式預應力裝置，結(jié)構(gòu)簡單，更換方便，鋼束各索股可在各自管道中分別通過的蜂窩式預埋管道實現(xiàn)安全換索，在保證大橋安全的前提下，實現(xiàn)懸索橋錨碇預應力的可更換操作，提高了錨碇及主纜錨固系統(tǒng)的可維護性，最終提高了大橋的安全性和可靠性。

為了實現(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應力設計方法包括兩個設計應滿足的先決條件、一個后期換索判斷條件和換索方法：

1、設計階段必須滿足的兩個先決條件

設與某束預應力對應的主纜索股在成橋運營階段(橋梁設計規(guī)范稱之為持久狀況)的最大拉力為P，在成橋檢修更換時通過控制車輛通行該主纜索股拉力為P′，預應力束有效錨固力為F，預應力束索股數(shù)為n，為實現(xiàn)可更換，應滿足兩個條件：

1)整束預應力滿足主纜索股持久狀況安全性條件

F＞k*P???????????????????(公式1)