專利名稱：一種混凝土結構預應力體系的裝置及制造產(chǎn)品的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及土木工程中混凝土的預應力系統(tǒng)，特別適用于混凝土結構中預應力體系的裝置及制造產(chǎn)品的方法。
背景技術：
從20世紀50年代第一座突破百米跨度的萊茵河沃爾姻斯橋的建成到20世紀末，預應力混凝土的跨度已超過了300m。當前全世界的橋梁中，有80％以上都采用了預應力混凝土結構，1956年中國建成了第一座23.9m的預應力混凝土鐵路簡支梁橋；20世紀60～80年代建造主跨124m的西柳州橋；144m的福州烏龍江橋和184m的重慶長江大橋；80年代末至90年代初廣東建成主跨180m的番禺洛溪大橋；1998年建成的主跨280m的虎門輔航道橋，當時為世界最大跨徑。它標志著我國預應力混凝土橋梁的設計、施工工藝與技術水平已跨入世界先進行列。近年來，在經(jīng)濟發(fā)展交通先行的思想指導下，我國的交通建設有了空前的發(fā)展，在短時間內(nèi)修建了大量的大、中跨徑預應力混凝土橋梁，其數(shù)量在我國大、中跨徑橋梁中占主導地位。
由于混凝土結構受自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料、設計、施工的影響，隨著時間的推移，會出現(xiàn)結構性能劣化。對于預應力混凝土橋主要表現(xiàn)在混凝土的劣化、預應力筋的銹蝕、有效預應力的降低、普通鋼筋的銹蝕，預應力筋和普通鋼筋力學性能的退化、混凝土開裂等等缺陷，威脅著結構的安全，而預應力結構的主要結構核心是預應力體系，只要預應力體系的缺陷超過一定程度，結構的安全將遭受嚴重威脅，可以說預應力結構中的預應力體系是結構的生命線。其結構的安全性、耐久性主要建立在預應力體系的安全性和耐久性之上。
目前預應力體系的主要缺陷在以下幾個方面①管道壓漿不飽滿。預應力管道壓漿不飽滿在目前的預應力混凝土結構中是相當普遍，而且是一項無法徹底解決的難題，管道壓漿的不飽滿或管道壓漿未凝固等，必會導致混凝土對預應力筋的保護能力降低，加快預應力筋的銹蝕，使預應力筋的力學性能降低、減弱預應力筋和混凝土的協(xié)調(diào)工作能力，甚至產(chǎn)生其它不可遇見的破壞。
②預應力筋銹蝕。預應力筋的銹蝕也是相當普遍，影響預應力筋銹蝕的因素很多，主要有混凝土(特別是壓漿)PH值、環(huán)境溫度、氯離子濃度、混凝土的電阻抗、孔隙水飽和度等，其銹蝕的結果是力筋的有效面積減小，不均勻銹蝕導致力筋表面凹凸不平，產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，使力筋的力學性能退化，如強度降低、延性變差。
③不可更換(預應力筋、錨具等均不能進行更換)。
④預應力筋中的應力狀況檢測非常困難。預應力混凝土結構中預應力的應力狀況檢測評估是對預應力混凝土結構安全性，耐久性評估的重要依據(jù)，截止到目前為止，國內(nèi)外尚無有效的方法對在運營的預應力混凝土結構中的預應力筋的應力狀況進行檢測。
現(xiàn)有體內(nèi)筋系統(tǒng)，均是強拉完后進行管道壓漿之后在錨固處用混凝土進行封錨(澆筑)，整個系統(tǒng)無法察看評價，更不可能對有缺陷的索或錨固進行更換，只能采用其它方法重新增加預應力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種解決目前壓漿不飽滿的方法，同時克服了壓漿而帶來的預應力筋的銹蝕加速問題，也解決了預應力筋因壓漿而不能更換和檢測應力的一種混凝土結構預應力體系的裝置本發(fā)明另一目的是提供制造產(chǎn)品的方法。
實現(xiàn)發(fā)明目的的技術方案是這樣解決的一種混凝土結構預應力體系的裝置，包括鋼絞線的兩端固定連接一級錨固錨頭，錨墊板上連接螺旋筋，其本發(fā)明顯著的進步在于在錨固錨頭的后方還串連連接二級錨固錨頭，二級錨固錨頭一端與錨墊板連接，錨墊板另一端連接成型管，成型管內(nèi)腔置有減震裝置，減震裝置內(nèi)腔置有預應力鋼絞線，成型管內(nèi)腔與預應力鋼絞線之間設為空氣(或惰性氣體)氣腔，不需要壓漿。
一種制造產(chǎn)品的方法，按下述步驟進行第一步，對成型管表面進行耐銹蝕和抗老化性能處理，預應力鋼絞線表面耐銹蝕處理；第二步，將預應力鋼絞線穿入成型管、錨墊板內(nèi)腔中，并固定安裝好一級錨固錨頭、二級錨固錨頭和錨墊板，打開兩端的一級錨固錨頭、二級錨固錨頭，用千斤頂對鋼絞線進行預應力拉伸，當預應力筋張拉到設計應力時將第一級錨固錨頭鎖緊，千斤頂回油，此時預應力筋完全由一級錨頭錨?。辉賹⒍夊^固錨頭鎖緊；第三步，設置應力監(jiān)控裝置，以便隨時掌握預應力索的工作狀態(tài)。
本發(fā)明采用新理念設計的混凝土結構預應力體系，與現(xiàn)有技術相比，①解決現(xiàn)存預應力混凝土結構中預應力管道壓漿不飽滿的難題，克服了因壓漿不滿反而加劇預應力筋的銹蝕的難題；②解決錨固體系的安全問題；③使預應力筋的抗銹蝕性得到提高，增加了結構耐久性；④使預應力結構中的預應力筋和錨固系統(tǒng)可更換；⑤使預應力系統(tǒng)易于養(yǎng)護和監(jiān)控，可隨時檢測預應力索的應力狀態(tài)；⑥預應力管道無需壓漿，具有結構簡單，施工方便，節(jié)約原材料，成本低，維修更換預應力索方便的特點，廣泛用于各種類型的橋梁，土木建筑預應力梁等領域，有很好的社會和經(jīng)濟效益。


圖1為現(xiàn)有技術混凝土結構預應力體系結構示意圖；圖2為本發(fā)明混凝土結構預應力體系結構示意圖；
圖3為圖2的三根鋼絞線錨墊板立體結構示意圖；圖4為圖2的七根鋼絞線錨墊板立體結構示意圖。
具體實施例方式
附圖為本發(fā)明的實施例下面結合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明參照圖1所示，鋼絞線的兩端固定連接錨固錨頭，錨固錨頭一端與錨墊板連接，錨墊板上連接螺旋筋和壓漿孔9，錨墊板另一端連接成型管，成型管內(nèi)腔通過壓漿孔澆注有水泥漿10。
圖2所示，包括鋼絞線6的兩端固定連接一級錨固錨頭1，錨墊板8上連接螺旋筋3，在錨固錨頭1的后方還串連連接二級錨固錨頭2，二級錨固錨頭2一端與錨墊板8連接，錨墊板8另一端連接成型管5，成型管5內(nèi)腔置有減震裝置4，減震裝置4內(nèi)腔置有2根或兩根以上預應力鋼絞線6組成，成型管5內(nèi)腔與預應力鋼絞線6之間設為空氣氣腔7。
圖3所示為圖2的三根鋼絞線錨墊板立體結構示意圖。
圖4為圖2的七根鋼絞線錨墊板立體結構示意圖。
一種制造產(chǎn)品的方法，按下述步驟進行第一步，對成型管表面進行耐銹蝕和抗老化性能處理，預應力鋼絞線表面耐銹蝕處理；取消管道壓漿。采用耐銹蝕、抗老化的成形管道(如塑料管、橡膠管等)，管道材料要有足夠的耐銹蝕和抗老化性能，且能在施工混凝土中成型(具備一定剛度，不易變形)，目的是為了降低穿索過程中對預應力筋的損壞，抗老化性能是為便于以后可能的預應力索的更換，本發(fā)明解決了目前壓漿不滿的困難，同時克服了壓漿而帶來的預應力筋的銹蝕加速問題，也解決了預應力筋因壓漿而不能更換和檢測應力的問題。
第二步，將預應力鋼絞線穿入成型管、錨墊板內(nèi)腔中，并固定安裝好一級錨固錨頭、二級錨固錨頭和錨墊板，打開兩端的一級錨固錨頭、二級錨固錨頭，用千斤頂對鋼絞線進行預應力拉伸，當預應力筋張拉到設計應力時將第一級錨固錨頭鎖緊，千斤頂回油，此時預應力筋完全由一級錨頭錨住；再將二級錨固錨頭鎖緊；由于取消管道壓漿，使預應力筋的錨固完全集中在錨頭部位，傳統(tǒng)預應力錨固體系中在張拉錨固時，預應力筋的錨固由固端承擔，待管道壓漿并到達強度后將對預應力筋有“鎖定”作用，從而能達到“自錨”，就是說理論上只要管道壓漿飽滿，在新注壓漿體強度到達后即便錨頭部分失效，預應力也不會全消失，本系統(tǒng)因取消管道壓漿，對錨固點提出更高的要求，為此發(fā)明采用二級錨固的方法，提高錨頭的可靠度，從而保證本系統(tǒng)的“安全”工作狀態(tài)，可以說采用二級錨固是本系統(tǒng)的重中之重，具體原理為①、當預應力筋張拉到設計應力時將第一級錨固夾片鎖緊，千斤頂回油，此時預應力筋完全由一級錨固錨住；②、將二級錨固夾片鎖緊，此時的二級夾片在理論上是處于無應力狀態(tài)的鎖定(因預應力筋此時由一級錨固承擔著)此二級錨固的作用主要是對運營階段的應力變化值(增量)進行錨固，由于此增量的變化幅度通常不大，故錨具因應力而疲勞的概率將大大降低，保證了錨固系統(tǒng)的安全度。
第三步，設置應力監(jiān)控裝置，以便隨時掌握預應力索的工作狀態(tài)。為了增加本系統(tǒng)的安全性、耐久性和易監(jiān)控性，可對體系作如下完善①、在錨墊板下設置減震裝置，以降低錨固處的振動疲勞；②、采用環(huán)氧噴涂或鍍鋅預應力筋，增加應力筋的抗銹蝕能力，提高耐久性；③、在錨固系統(tǒng)中設置應力監(jiān)控裝置，以便隨時掌握預應力索的工作狀態(tài)；④、對錨頭增設防護系統(tǒng)，防止夾片失效的飛射，同時也應采取防水、防盜和防銹蝕措施。
綜上所述，本發(fā)明所說的鋼絞線6可以是鋼絞線、平行鋼絲，也可是螺紋鋼筋，工程塑料棒等線材。一座混凝土結構預應力體系的橋梁或混凝土結構預應力大梁由2根或兩根以上預應力鋼絞線6組成。當一根或多根鋼絞線6的應力達不到要求時，隨時可重復張拉增加應力或更換某一根鋼絞線6。這是因為鋼絞線6處在成型管5內(nèi)腔中，沒有被混凝土澆注，只要打開錨頭，它隨時可抽出更換新的鋼絞線6，大大的方便了修復工作，延長了混凝土結構預應力體系的橋梁或混凝土結構預應力大梁的使用壽命。
權利要求
1一種混凝土結構預應力體系的裝置，包括鋼絞線(6)的兩端固定連接一級錨固錨頭(1)，錨墊板(8)上連接螺旋筋(3)，其特征在于在錨固錨頭(1)的后方還串連連接二級錨固錨頭(2)，二級錨固錨頭(2)一端與錨墊板(8)連接，錨墊板(8)另一端連接成型管(5)，成型管(5)內(nèi)腔置有減震裝置(4)，減震裝置(4)內(nèi)腔置有2根或兩根以上預應力鋼絞線(6)，成型管(5)內(nèi)腔與預應力鋼絞線(6)之間設為空氣氣腔(7)。
2.一種制造產(chǎn)品的方法，按下述步驟進行第一步，對成型管表面進行耐銹蝕和抗老化性能處理，預應力鋼絞線表面耐銹蝕處理；第二步，將預應力鋼絞線穿入成型管、錨墊板內(nèi)腔中，并固定安裝好一級錨固錨頭、二級錨固錨頭和錨墊板，用千斤頂對鋼絞線進行預應力拉伸，當預應力筋張拉到設計應力時將第一級錨固錨頭鎖緊，千斤頂回油，此時預應力筋完全由一級錨頭錨?。辉賹⒍夊^固錨頭鎖緊；第三步，設置應力監(jiān)控裝置，以便隨時掌握預應力索的工作狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混凝土結構預應力體系裝置及制造產(chǎn)品方法。鋼絞線兩端連接一級錨頭，錨墊板上連接螺旋筋，串連一、二級錨頭，二級錨頭與錨墊板連接，另一端連接成型管，成型管內(nèi)腔置減震裝置，內(nèi)腔置鋼絞線，成型管內(nèi)腔設氣腔。方法，對成型管、鋼絞線表面進行耐銹蝕和抗老化處理，鋼絞線穿入成型管、錨墊板內(nèi)腔，固定一、二級錨頭和錨墊板，打開兩端一、二級錨頭、用千斤頂對鋼絞線進行應力拉伸，張拉到設計應力時一級錨頭鎖緊，千斤頂回油，此時一級錨頭錨住；再將二級錨頭鎖緊；對氣腔充氣，預應力管道無需壓漿，具有結構簡單，施工方便，成本低的特點，廣泛用于各種類土木建筑預應力領域，有很好的社會和經(jīng)濟效益。
文檔編號B28B23/08GK1807050SQ20061004174
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權日2006年1月26日
發(fā)明者許宏元 申請人:許宏元