[实用新型]张拉预应力钢绞线的孔内锚具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种安装于公路桥U型桥台侧墙混凝土内部的能够锁定预应力钢绞线底端的锚具。

背景技术

U型桥台的抗震挡墙位于边部主梁的外侧，它与桥台侧墙整体浇注，在它们的外侧表层，只设构造钢筋；在其内侧表层，或只设较少的构造钢筋、或不设构造钢筋。在一些公路桥桥台支座的上方，边部主梁的梁肋与抗震挡墙的预留间隙过小。当气温上升时，桥体的上部结构沿横桥向产生膨胀，边部主梁的梁肋向外推动抗震挡墙，使桥台侧墙产生横向开裂。每次下雨，雨水通过路面的孔隙首先渗入桥台内部填土和路堤填土之中，然后再沿着桥台侧墙的裂缝缓慢流出。在流水的作用下，填土中的细颗粒首先被冲出，与此同时，该裂缝不断扩大。随着裂缝的扩大，填土中的中颗粒和粗颗粒亦不断流失，于是便引起路面下沉及路面开裂，位于裂缝上方的部分桥台侧墙亦发生倾斜和沉陷。为了避免这种现象的产生，桥台侧墙的横向裂缝必须及时修补。

在以往，修补桥台侧墙裂缝的方法是，沿裂缝的走向在混凝土表面设开挖槽，开挖槽的深度为混凝土保护层的厚度。在开挖槽的顶部和底部，按所设计的间距打孔，并植入螺栓。沿着裂缝，以大约500mm为间距打压浆孔，压浆孔的口径为10mm，深度为50-100mm。首先以1MPa的压力向裂缝中注清水，将裂缝中的泥土冲出，直至从裂缝中趟出清水为止。然后再以1MPa的压力向裂缝中注浆，将其密封。当裂缝宽度小于0.4mm时，注入聚胺脂浆液；当裂缝宽度大于0.4mm时，注入水泥浆液或细骨料水泥浆液。在开挖槽混凝土的表面，涂抹粘钢胶，覆盖一块钢板。在该钢板的顶部和底部，预先钻孔，开挖槽顶部和底部的螺栓则分别穿入这些圆孔之中。拧紧各个螺栓的螺母，将钢板牢牢地固定在混凝土的表面。最后，再用水泥砂浆填补整个开挖槽，并将其表面抹平。该水泥砂浆使整块钢板和全部螺母得以覆盖，并使桥台侧墙的原状得以恢复。

这种修补桥台侧墙裂缝的方法简单，但效果不佳，因为它只是将裂缝填满，并在其外表面将桥台侧墙用钢板拉住，而并未使桥台侧墙的裂缝合拢。在裂缝所在处，桥台侧墙形成了一个薄弱带；在桥台侧墙的内侧面，裂缝依然部分存在。在桥台内部填土侧压力的作用下，从裂缝的残存部分开始，重新将桥台侧墙撕开，并使裂缝以上的桥台侧墙向外倾斜。桥台内部填土和路堤填土中的渗水则从开裂的部位流出，流水将裂缝扩大，并将钢板腐蚀。

还有人提出，在桥台侧墙的外侧面，设置体外预应力钢绞线进行张拉，使桥台侧墙裂缝合拢。这种修补方法也不好，当钢绞线被张拉以后，在桥台侧墙的水平剖面，所产生的是大偏心压力。在桥台侧墙的外侧，裂缝被局部合拢；在桥台侧墙的内侧，裂缝被扩大；在裂缝的上方，桥台侧墙向外倾斜加剧。在桥台侧墙的前侧及内边侧，桥台内部填土和路堤填土中的渗水依旧可以从原裂缝中流出、而且更加严重。流水将裂缝扩大，并将钢绞线腐蚀。此外，体外钢绞线的设置，也破坏了桥体的造型，影响了其美观。

解决问题最好的方法是，在桥台侧墙的外侧面，沿裂缝不设开挖槽，只对裂缝进行清洗和灌浆处理，将裂缝密封。在桥台侧墙的顶面，均匀布设单根垂直的预应力钢绞线。钢绞线的张拉端位于桥台侧墙的顶面，固定端位于裂缝之下600mm处的桥台侧墙的混凝土内。当所有的钢绞线都张拉到位后，在桥台侧墙的横剖面，钢绞线所施加混凝土的是均匀压应力，其具体数值为0.9-1.1MPa。在原裂缝处，灌浆被紧密压缩，裂缝被密封得更加严密。在桥台侧墙中，因裂缝而受损的竖向钢筋已被钢绞线所代替，桥台侧墙的整体性如同未开裂之前。

然而，要实现上述修补桥台侧墙裂缝的方案，就需要进行如下的一系列工序，解决几个相关的技术问题：

(1)在桥台侧墙的顶面，自上而下打垂直锚孔，每个锚孔中只穿过一根钢绞线。由于钢绞线的底端预先安有固定锚具，所以锚孔的口径不应小于32mm，但也不宜过大。为了获得良好的施工质量，在裂缝的上方，锚孔的口径为34mm；在裂缝的下方，锚孔的口径为32mm。锚孔用风钻打制；在裂缝的上方，用直径为32mm的钻头钻孔；在裂缝的下方，用直径为30mm的钻头钻孔。

(2)钢绞线选用横截面为152mm²的1860型预应力钢绞线，裸露放入锚孔中。钢绞线的顶端须伸出桥台侧墙顶面600mm，底端却要固定在裂缝之下的600mm处。当钢绞线张拉完毕后，向锚孔内注入高标号的水泥砂浆，将残留的空间充满，使钢绞线和锚孔的孔壁牢固地粘结在一起。