一種電隔離預應力錨固體系及其施工安裝方法與流程

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本發(fā)明涉及一種預應力錨固體系，特別是一種電隔離預應力錨固體系及其施工安裝方法。

背景技術：

預應力混凝土結構作為橋梁、鐵路等大型基礎設施的主要受力部件，其預應力筋受到腐蝕會影響預應力混凝土結構的耐久性，甚至會導致預應力失效；因此，預應力結構的防腐一直以來受到行業(yè)內的關注和研究。

對于預應力結構進行防腐保護，就必須使預應力筋與外界環(huán)境相隔離，形成內密閉結構，以防止外界環(huán)境對預應力筋進行電化學腐蝕；而通常的防腐方式多采用塑料波紋管和塑料錨罩體的形式，形成的錨固單元密閉性較差，不能較好的達到電隔離性能，也不能對預應力防腐性能進行有效的檢測；專利公告號為：CN 202706578U，發(fā)明名稱為《一種混凝土預應力張拉用絕緣型預應力錨具》的實用新型專利所述絕緣型錨具,僅僅從接觸零部件的絕緣角度考慮，未從整個體系方面考慮。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種可無損檢測的新型電隔離預應力錨固體系；該體系在考慮安全性、經濟性、可檢測性和電隔離性的基礎上，對錨固體系結構進行了優(yōu)化改進，實現(xiàn)了錨固體系的內密閉性，從而可以真正達到電隔離的效果；同時，該體系無需對被檢測錨固單元進行破環(huán)，即可實現(xiàn)對錨固體系內的腐蝕程度進行監(jiān)測；該體系對復雜環(huán)境的預應力錨固工程均適用，特別適合錨固單元容易受到外界環(huán)境造成錨固結構腐蝕嚴重的情況；采用本錨固體系安裝十分方便、快捷，并且可實現(xiàn)工程的無損檢測，為工程檢測提供便利。

解決上述問題的技術方案是：一種電隔離預應力錨固體系，包括按常規(guī)方式依次安裝的工作錨板、錨墊板、工作夾片、預應力筋、結構筋和混凝土，其特征在于：該電隔離預應力錨固體系還包括絕緣錨罩、抗壓絕緣墊、絕緣內襯套、絕緣連接頭和絕緣波紋管以及灌注的絕緣漿料；

絕緣錨罩通過緊固件固定在錨墊板上，將工作錨板完全罩??；工作錨板與錨墊板相配合，錨板上開有用于安裝工作夾片和預應力筋的錐孔，錐孔數(shù)n與預應力筋根數(shù)n一致，所述錨墊板與絕緣內襯套端面間有一抗壓絕緣墊；該抗壓絕緣墊為環(huán)形結構、其外環(huán)形狀、大小與錨墊板大端面形狀、大小一致，絕緣內襯套安裝于錨墊板內，絕緣內襯套的的外徑與錨墊板的內徑相配合，其小端口有一段用于與連接頭連接的延伸段；絕緣內襯套通過絕緣連接頭與絕緣波紋管相連接；絕緣連接頭圓柱面中間部位開有用于連接灌漿管灌注絕緣漿料的裝配孔；上述n的取值范圍是：n為大于等于1的整數(shù)。

所述的電隔離預應力錨固體系的進一步技術方案是：該電隔離預應力錨固體系還帶有一電隔離性能檢測器構成可檢測的電隔離預應力錨固體系，該電隔離性能檢測器包括電橋表、連接錨固體系的內導線和與混凝土中結構筋連接的外導線，裝配狀態(tài)下，內導線一端與電橋表連接、另一端與電隔離預應力錨固體系的工作錨板或預應力筋相連接；外導線一端與電橋表連接、另一端與結構筋連接。

所述的電隔離預應力錨固體系的更進一步技術方案是：在絕緣內襯套與錨墊板小端面和絕緣連接頭接觸處以及絕緣波紋管與絕緣連接頭接觸處安裝有起密封作用的熱縮套，使用狀態(tài)下，熱縮套熱熔完全罩套住絕緣內襯套和錨墊板小端面與絕緣連接頭接觸處以及絕緣波紋管與絕緣連接頭接觸處。

所述工作錨板與錨墊板相配合端面采用圓形或方形；工作錨板包括不帶凸臺的工作錨板Ⅱ和帶凸臺的工作錨板Ⅰ兩種，所述的凸臺結構包括圓凸臺式或方形凸臺式。

所述的電隔離預應力錨固體系的又更進一步技術方案是：絕緣內襯套與錨墊板的配合采用以下幾種防止絕緣內襯套安裝于錨墊板內產生軸向滑動的結構形式之一：

①絕緣內襯套上有一個臺階，錨墊板大端面增加一直口段；直口段長度可以根據(jù)需要調整；

②錨墊板內設置m個小槽，小槽內放置m個密封圈Ⅱ；當絕緣內襯套穿過錨墊板時由密封圈與絕緣內襯套產生的摩擦限制絕緣內襯套的滑動，上述m 的取值范圍是：m 為大于等于1的整數(shù)。

③絕緣內襯套大端面增加一個楔合角，便于與錨墊板楔合形成密閉。

所述的電隔離預應力錨固體系的又更進一步技術方案或是：所述錨墊板內設有內螺紋，絕緣內襯套外表面有外螺紋，絕緣內襯套的外螺紋與錨墊板內螺紋相配合。

所述錨墊板與絕緣內襯套端面間有一起密封作用的密封圈Ⅰ。

所述絕緣連接頭是整體式或是兩半哈弗式。

所述錨墊板外層涂覆有帶絕緣性能的膠體，所述帶絕緣性能的膠體包括環(huán)氧膠。

所述抗壓絕緣墊是用環(huán)氧樹脂玻璃纖維布板，或是環(huán)氧玻璃氈層壓板，或是酚醛棉布層壓板，或是酚醛樹脂，或是橡膠以及以上材料的改性或再生材料制成的絕緣墊。

構成電隔離錨具結構的絕緣錨罩、絕緣內襯套、絕緣連接頭和絕緣波紋管是采用具有電絕緣性能的HDPE，或是LDPE，或是PE，或是PP，或是PTEF，或是PVC材料以及上述各種材料的改性或再生材料制成的。

由于采用上述結構，本發(fā)明之一種電隔離預應力錨固體系及其施工安裝方法具有以下有益效果：

1、密封、絕緣、防腐性能好：

本發(fā)明通過使用絕緣錨罩、絕緣內襯套、絕緣波紋管和連接頭等絕緣件以及灌注具有絕緣性能的漿體，使得整個錨固體系內環(huán)境完全與外部混凝土隔離開，形成密閉結構構成電隔離預應力錨固體系，使得外部結構中對鋼絞線有損害的物質（如水、氯離子等）不能宜進入錨固體系內對預應力筋進行電化學腐蝕，防腐性能好。

2、較好地實現(xiàn)了對錨固系統(tǒng)的無損檢測：

本發(fā)明可檢測的電隔離預應力錨固體系通過電橋表監(jiān)測，判斷整個預應力錨固體系是否處于電隔離狀態(tài)。通過由電橋表、連接錨固體系的內導線和與混凝土中結構筋連接的外導線構成的電隔離性能檢測器監(jiān)測錨固體系內與外界環(huán)境的電容、阻抗值或電阻值，從而判斷鋼絞線是否受到腐蝕，實現(xiàn)無損檢測；對復雜環(huán)境的預應力錨固工程均適用，特別適合錨固單元容易受到外界環(huán)境造成錨固結構腐蝕嚴重的情況。

3、本發(fā)明電隔離預應力錨固體系安裝施工簡單、方便：

①本發(fā)明中采用凸臺式錨板和錨墊板大端面相配合，凸臺式錨板可以避免與金屬制品的錨墊板相接觸，需要在其中增加抗壓絕緣墊。由于抗壓絕緣墊增加，至使錨板與錨墊板無法通過在錨墊板上設置的槽口定位對中，所以通過凸臺式的錨板就很好的解決錨具安裝的對中問題；而對于沒有凸臺的錨板，通過在安裝過程中增加安裝對中墊環(huán)的方式，將抗壓絕緣墊安裝錨墊板上，再放上對中墊環(huán)，通過螺栓墊片將對中墊環(huán)和抗壓絕緣墊固定于工作錨板Ⅱ上壓緊；在張拉完成后，要拆卸螺栓、墊片和對中墊環(huán)也很好地解決了錨具安裝的對中問題。

②錨墊板中添加絕緣內襯套，并配有有絕緣波紋管連接的絕緣接頭，使得施工過程中操作簡單，安裝便捷。

下面，結合附圖和實施實例對本發(fā)明之一種電隔離預應力錨固體系及其施工安裝方法的技術特征進一步的說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一所述電隔離錨固體系的裝配狀態(tài)示意圖之一（工作錨板為凸臺式）；

圖2是本發(fā)明實施例一所述電隔離錨固體系的裝配狀態(tài)示意圖之二（工作錨板無凸臺，帶有對中墊環(huán)）；

圖3是本發(fā)明實施例二所述可測量電隔離錨固體系的裝配狀態(tài)示意圖（工作錨板為凸臺式）；

圖4-1是本發(fā)明電隔離錨固體系之絕緣內襯套的結構示意圖之一（剖視圖）；

圖4-2是圖4-1的側視圖之一（圓形）；

圖4-3是圖4-1的側視圖之二（方形）；

圖4-4是本發(fā)明電隔離錨固體系之絕緣內襯套的結構示意圖之二（緣內襯套上有臺階）；

圖4-5是本發(fā)明電隔離錨固體系之絕緣內襯套的結構示意圖之三（絕緣內襯套大端面增加一個楔合角）；

圖4-6是圖4-5的A部局部放大圖；

圖4-7是本發(fā)明電隔離錨固體系之絕緣內襯套的結構示意圖之四（絕緣內襯套外表面有外螺紋）；

圖5是本發(fā)明電隔離錨固體系之錨墊板結構示意圖之一（錨墊板內設置有小槽，小槽內放置有密封圈Ⅱ）；

圖6是本發(fā)明電隔離錨固體系之帶有內螺紋的錨墊板與帶有外螺紋的絕緣內襯套裝配示意圖；

圖7是本發(fā)明電隔離錨固體系裝配結構示意圖之三（錨墊板與絕緣內襯套端面間有一起密封作用的密封圈Ⅰ）。

圖中：

1-絕緣錨罩，2-工作夾片；3-工作錨板，3a-工作錨板Ⅰ， 3b-工作錨板Ⅱ，4-抗壓絕緣墊；5-錨墊板，51-（錨墊板內設置的）小槽，52-（錨墊板的）內螺紋；

6-螺旋筋，7-預應力筋，8-絕緣漿料；

9-絕緣內襯套，91-（絕緣內襯套的）臺階，92-（絕緣內襯套的）外螺紋，93-楔合角；

10-灌漿管，11-絕緣連接頭，12-絕緣波紋管，13-熱縮套；

14-電橋表、15a-內導線、15b-外導線；

16-結構筋， 17-混凝土，18-螺栓，19-墊片，20-對中墊環(huán)；

21-密封圈Ⅰ，22-密封圈Ⅱ。

具體實施方式

實施例一：

一種電隔離預應力錨固體系，

如圖1所示，該電隔離預應力錨固體系包括按常規(guī)方法安裝的工作錨板3、錨墊板5、工作夾片2、預應力筋7、結構筋16和混凝土17；工作夾片2安裝于工作錨板3孔內，并連接預應力筋7；所述預應力筋7貫穿工作錨板3、錨墊板5、波紋管12，張拉后通過工作夾片2咬合固定；螺旋筋6安裝在錨墊板5外部周向位置，并與錨墊板5同軸心；

該電隔離預應力錨固體系還包括絕緣錨罩1、抗壓絕緣墊4、絕緣內襯套9、絕緣連接頭11和絕緣波紋管12等絕緣件以及灌注的絕緣漿料8；

絕緣錨罩1通過緊固件固定在錨墊板5上，將工作錨板3完全罩?。还ぷ麇^板3與錨墊板5相配合，錨板上開有用于安裝工作夾片2和預應力筋7的錐孔，錐孔數(shù)n與預應力筋根數(shù)n一致；

所述錨墊板5與絕緣內襯套9端面間有一抗壓絕緣墊4；該抗壓絕緣墊4為環(huán)形結構、其外環(huán)形狀、大小與錨墊板5大端面形狀、大小一致，絕緣內襯套9安裝于錨墊板5內，絕緣內襯套的9的外徑尺寸與錨墊板5的內徑尺寸相配合，其小端口有一段用于與連接頭連接的延伸段；以便于與連接頭連接；絕緣內襯套9通過絕緣連接頭11與絕緣波紋管12相連接；絕緣連接頭11圓柱面中間部位開有用于連接灌漿管灌注絕緣漿料的裝配孔111；上述n的取值范圍是：n為大于等于1的整數(shù)。

在絕緣內襯套9與錨墊板5小端面和絕緣連接頭11接觸處以及絕緣波紋管12與絕緣連接頭11接觸處安裝有起密封作用的熱縮套13，使用狀態(tài)下，熱縮套13熱熔完全罩套住絕緣內襯套9和錨墊板5小端面與絕緣連接頭11接觸處以及絕緣波紋管12與絕緣連接頭11接觸處。

所述工作錨板與錨墊板相配合端面采用圓形或方形；工作錨板包括不帶凸臺結構（參見圖2）和帶凸臺結構（參見圖1、圖3）兩種，所述的凸臺結構包括圓凸臺式或方形凸臺式。

為防止絕緣內襯套安裝于錨墊板內產生軸向滑動，絕緣內襯套與錨墊板的配合采用以下幾種的結構形式之一：

①絕緣內襯套9上有一個臺階91（參見圖4-4），錨墊板5大端面增加一直口段；直口段長度可以根據(jù)需要調整；

②錨墊板內設置m個小槽（m≥1），每個小槽內放置1個密封圈Ⅱ；（參見圖5-1）；當絕緣內襯套穿過錨墊板時由密封圈與絕緣內襯套產生的摩擦限制絕緣內襯套的滑動；

③絕緣內襯套9大端面增加一個楔合角93，便于與錨墊板楔合形成密閉（參見圖4-5、圖4-6）。

實施例二：

一種可檢測的電隔離預應力錨固體系：

該實施例的基本結構同實施例一，與實施例一不同之處在于：該電隔離預應力錨固體系還帶有一電隔離性能檢測器，該電隔離性能檢測器包括電橋表14、連接錨固體系的內導線15a和與混凝土中結構筋16連接的外導線15b，裝配狀態(tài)下，內導線15a一端與電橋表14連接、另一端與電隔離預應力錨固體系的工作錨板或預應力筋相連接；外導線15b一端與電橋表14連接、另一端與結構筋16連接（參見圖3）。

作為本發(fā)明實施例一、實施例二的一種變換，可以在所述錨墊板5內設內螺紋52（參見圖5-2），絕緣內襯套9外表面有外螺紋92（參見圖4-7），絕緣內襯套的外螺紋92與錨墊板內螺紋52相配合（參見圖6）。

作為本發(fā)明實施例一、實施例二的一種變換，所述錨墊板5與絕緣內襯套9端面間有一起密封作用的密封圈Ⅰ（參見圖7），所述密封圈為橡膠絕緣材質，具有一定的彈性，以補充由于絕緣內襯套尺寸偏差過大或過小引起的絕緣內襯套壓變形、密閉不嚴等現(xiàn)象。

作為本發(fā)明實施例一、實施例二的一種變換，當絕緣內襯套與錨墊板小端面和連接頭與觸處、波紋管與連接頭接觸處密封情況很好時，在絕緣內襯套9與錨墊板5小端面和絕緣連接頭11接觸處以及絕緣波紋管12與絕緣連接頭11接觸處也可以不安裝起密封作用的熱縮套13。

本發(fā)明各實施例中，所述絕緣連接頭11是整體式或是兩半哈弗式；所述整體式，加工過程整體加工而成；所述哈佛式，連接體分為兩半分別加工，再經過物理或化學方式相結合。

所述錨墊板外層涂覆有帶絕緣性能的膠體，所述帶絕緣性能的膠體包括環(huán)氧膠。

所述抗壓絕緣墊4是用環(huán)氧樹脂玻璃纖維布板，或是環(huán)氧玻璃氈層壓板，或是酚醛棉布層壓板，或是酚醛樹脂，或是橡膠以及以上材料的改性或再生材料制成的絕緣墊。

所述構成電隔離錨具結構的絕緣錨罩、絕緣內襯套、絕緣連接頭、絕緣波紋管等絕緣件均可采用HDPE，或是LDPE，或是PE，或是PP，或是PTEF，或是PVC，以及上述材料的改性或再生材料制成，具有電絕緣性能。

所述預應力筋或是鍍鋅或鍍覆鋅鋁合金的鋼絞線或鋼筋，或是復合涂層預應力筋—環(huán)氧鋼絞線或環(huán)氧涂層鋼筋，或是帶PE套的預應力筋。

實施例三

一種可檢測電隔離預應力錨固體系的施工安裝方法，它是實施例二所述電隔離預應力錨固體系的安裝方法，其特征在于，它包括以下步驟：

A、安裝預埋件：依次安裝螺旋筋6、錨墊板5、結構筋16；預埋過程中需要將外導線15b接到結構筋16上；

B、安裝絕緣件：將絕緣內襯套9插入錨墊板5內，并連接緊密，絕緣內襯套9大端面與錨墊板5大端面保持平整，絕緣內襯套9的小端面與絕緣連接頭11一端配合連接，并在此時安裝絕緣熱縮套13；絕緣連接頭11另一端與絕緣波紋管配合，安裝完成后，將熱縮套13熱熔致使完全罩套住絕緣內襯套9和錨墊板5小端面與絕緣連接頭11接觸處以及絕緣波紋管12與絕緣連接頭11互相連接的部位；

C、安裝灌漿管：灌漿管10一端纏繞密封膠帶或涂覆密封膠，安裝于絕緣連接頭11的螺紋孔內；

D、密閉性能測試及混凝土澆筑：

D1、密閉性能測試：將絕緣錨罩1通過螺栓固定于錨墊板上，使得錨具孔道內形成密閉空間，通過灌漿管10向孔道內通入水或空氣，當壓力穩(wěn)定時檢測錨具連接部位是否有水或氣體流出，無水或氣體流出時證明孔道內已形成密閉空間，反之需要修復連接部位以保證整個體系的密閉性；

D2、混凝土澆筑：在實施步驟D1密閉性能測試后、確認體系的密閉性能已經達標后再進行混凝土澆筑；

E、安裝工作錨板：當澆筑混凝土達到設計強度后，拆除絕緣錨罩1，安裝工作錨板，根據(jù)工作錨板結構不同有以下兩種安裝方法：

E1、帶凸臺的工作錨板安裝方法：

將抗壓絕緣墊4安裝于帶凸臺的工作錨板Ⅰ3a凸臺內，安裝有抗壓絕緣墊的凸臺插入錨墊板5大端面，安裝預應力筋7（包括光面鋼絞線或無粘結筋）、工作夾片2；

E2、不帶凸臺的工作錨板的安裝方法：

E21、安裝對中墊環(huán)：將抗壓絕緣墊4安裝錨墊板上，再放上對中墊環(huán)20，通過螺栓墊片18、19將對中墊環(huán)和抗壓絕緣墊固定于工作錨板Ⅱ3b上壓緊；

E22、安裝工作錨板：將不帶凸臺結構的工作錨板Ⅱ3b放于對中墊環(huán)中，安裝預應力筋7（包括光面鋼絞線或無粘結筋）、工作夾片2（參見圖2）；

F、錨具張拉：采用合適的工具張拉預應力筋7，并達到工程要求力；

對于不帶凸臺的工作錨板結構，在張拉完成后，要拆卸螺栓18、墊片19和對中墊環(huán)20；

G、安裝電隔離性能檢測器：張拉完成后，將內導線15a一端接到工作錨板3或預應力筋7上；內導線15a另一端穿過絕緣錨罩1與電橋表正極連接，再將絕緣錨罩1通過螺栓固定于錨墊板上；外導線15b另一端與電橋表負極連接，用電橋表測量連接錨固體系的內導線15a和連接混凝土中結構筋16的外導線15b的電容/電阻/阻抗值的初始值；測量完后，可以先斷開；

H、灌注密封材料：安裝絕緣錨罩1后，通過灌漿管10注入絕緣漿料8，待絕緣錨罩1上有漿體流出時停止灌漿，用堵頭封??；灌漿過程中繼續(xù)用電橋表正負極分別連接錨固體系內和混凝土中所連接的內導線15a、外導線15b，記錄電容/電阻/阻抗值；

I、監(jiān)測：灌注密封材料后，用電橋表正負極分別連接錨固體系內和混凝土中所連接的內導線15a、外導線15b，記錄電容、電阻或阻抗值，并長期監(jiān)測；當監(jiān)測到的阻抗、電阻值大于等于1KΩ，即表示已經整個錨固體系體系處于電隔離狀態(tài)。

本發(fā)明各實施例中，所述錨墊板5可以采用外層涂覆帶絕緣性能膠體，形成多層電隔離錨具錨具體系；所述安裝錨墊板和絕緣內襯套時，帶外螺紋的絕緣內襯套旋入帶內螺紋的錨墊板中如圖6所示；所述預應力筋或是鍍鋅或鍍覆鋅鋁合金的鋼絞線或鋼筋，或是復合涂層預應力筋—環(huán)氧鋼絞線或環(huán)氧涂層鋼筋，或是帶PE套的預應力筋。

實施例四

一種電隔離預應力錨固體系的施工安裝方法，它是實施例一所述電隔離預應力錨固體系的安裝方法，其基本步驟同實施例三，與實施例三不同之處在于，沒有步驟G、安裝電隔離性能檢測器以及步驟I、監(jiān)測步驟，此外在步驟A、安裝預埋件步驟，不必安裝外導線。

具體步驟如下：

A、安裝預埋件：依次安裝螺旋筋6、錨墊板5、結構筋16；