预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统，包括：设置在预应力钢筒混凝土管体外壁上的多条预应力钢绞线，多条预应力钢绞线的首末两端通过锚具固定于锚固板上；每条所述的预应力钢绞线通过一锚具固定于一锚固板上，预应力钢绞线双圈缠绕在预应力钢筒混凝土管体外壁上。本实用新型专利技术既能够充分发挥预应力钢绞线抗拉强度高的特性，又能够做到整个管线减压不停水，体外预应力加固体系作用于预应力钢筒混凝土管结构表面，不破坏原预应力钢筒混凝土管的管体结构的整体性，加固效果好。

External Prestressing Reinforcement System of Prestressed Steel Tube Concrete Pipe

【技术实现步骤摘要】
预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统
本技术涉及一种预应力钢筒混凝土管(PCCP)体外预应力加固技术，可用于存在断丝或者产生结构性裂缝的预应力钢筒混凝土管的加固。
技术介绍
预应力钢筒混凝土管(prestressedconcretecylinderpipe，简称PCCP)由保护层砂浆、预应力钢丝、混凝土管芯和防渗钢筒组成。预应力钢丝是内压主要承载体，混凝土管芯是外载主要承载体。由于制造、安装、运行、超载以及外界腐蚀环境的影响，PCCP管体会发生保护层砂浆的开裂和分层、预应力钢丝的腐蚀和断裂、管芯混凝土的纵向开裂及钢筒的腐蚀泄漏等缺陷，影响PCCP的承载力和运行寿命，甚至发生爆管事故。本技术提供了一种预应力钢筒混凝土管(PCCP)体外预应力加固系统及其施工方法。
技术实现思路
本技术提供一种沿着需加固的预应力钢筒混凝土管外部环向布设多条预应力钢绞线，通过对钢绞线两端施加预应力，对预应力钢筒混凝土管整体结构进行加固的预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统，包括：设置在预应力钢筒混凝土管的管体外壁上的多条预应力钢绞线，多条预应力钢绞线的首末两端通过锚具固定于锚固板上。进一步的，每条所述的预应力钢绞线通过一锚具固定于一锚固板上，预应力钢绞线双圈缠绕在预应力钢筒混凝土管体外壁上。进一步的，相邻的两个锚固板交错设置于预应力钢筒混凝土管的管体外壁上，多个锚固板排布成两排，相邻的两个锚固板到预应力钢筒混凝土管体端面的投影与该端面顶端位置及端面圆心之间形成的夹角度数都为15°；所述锚具和锚固板整体的外侧设置防腐封闭层。在上述技术方案中，本技术提供的预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统的有益效果为：本技术既能够充分发挥预应力钢绞线抗拉强度高的特性，又能够做到整个管线减压不停水，体外预应力加固体系作用于预应力钢筒混凝土管的管体结构表面，不破坏原预应力钢筒混凝土管的管体结构的整体性，加固效果好。体外预应力加固体系布设、锚固及张拉方便，施工快捷。通过对张拉锚固端防腐处理，可实现体外预应力加固体系的耐久性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统的结构示意图；图2是图1的主视图；图3是图1的侧视图；图4是图1中预应力钢绞线、锚具和锚固板的结构示意图；图5是图4中锚具和锚固板的连接结构示意图；图6是图1中预应力钢筒混凝土管体的结构示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面将结合附图对本技术作进一步的详细介绍。如图1-6所示，本技术实施例所述的一种预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统，包括：设置在预应力钢筒混凝土管的管体1外壁上的多条预应力钢绞线2，多条预应力钢绞线2的首末两端通过锚具3固定于锚固板4上。每条所述的预应力钢绞线2通过一锚具3固定于一锚固板4上，预应力钢绞线2双圈缠绕在预应力钢筒混凝土管体1外壁上。相邻的两个锚固板4交错设置于预应力钢筒混凝土管体1的外壁上，多个锚固板4通过粘结用胶排布成两排，相邻的两个锚固板4到预应力钢筒混凝土管体1端面的投影与该端面顶端位置及端面圆心之间形成的夹角度数都为15°；所述锚具3和锚固板4整体的外侧设置防腐封闭层5，防腐封闭层5为防腐材料。所述预应力钢筒混凝土管体1包括：砂浆保护层11、预应力钢丝12、内侧混凝土管芯15、外侧混凝土管芯13和防渗钢筒14，所述防渗钢筒14嵌入内侧混凝土管芯15和外侧混凝土管芯13之间，外侧混凝土管芯13的外侧设置有砂浆保护层11，外侧混凝土管芯13与砂浆保护层11交接处缠绕有预应力钢丝12。具体的，预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统，是沿着需加固的预应力钢筒混凝土管体1结构外表面环向布设多条预应力钢绞线2，预应力钢绞线2的张拉锚固端交叉布设在预应力钢筒混凝土管体1上部，位于预应力钢筒混凝土管体1的圆心角15°和者345°位置，方便安装为准。通过对预应力钢绞线2两端施加预应力，实现体外预应力对预应力钢筒混凝土管体1整体结构的加固，加固后的预应力钢绞线2两端通过锚具3固定在锚固板4上。表1钢绞线主要力学指标其中：15.2mm为削皮洗油后的钢绞线直径，带PE钢绞线直径为18.2mm。表2粘结用胶技术性能指标表3防腐材料的性能指标项目性能指标黏度(MPa·s)≥3000固体含量(％)≥80表干时间(h)≤6拉伸强度(MPa)≥15断裂伸长率(％)≥300撕裂强度(N/mm)≥40低温弯折性(℃)≤-40不透水性(0.4MPa*2h)不透水黏结强度(MPa)≥2.0本技术实施例所述的一种预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统生产方法，包括以下步骤：1)加固管道开挖与支撑；待加固管四周土方开挖时，为避免相邻完好管受到扰动，需机械配合人工开挖；机械开挖距管道1.5m后，采用纯人工开挖其余土方。土方开挖施工前，确定管道周边有无地下构筑物，如有需标明其位置和深度，防止损坏。将管道位置进行精确定位以后，根据开挖位置进行测量放线，放出开挖底脚及上口开挖线。如管线为多条管道，根据加固管和相邻管道相对位置，确定开挖安全距离，同时对管侧土体变形进行监测。如无法确定安全距离，需采用拉森钢板桩等措施对相邻管道支护隔离，确保其不发生侧向滑移，同时对管侧土体变形进行监测。双排预应力钢筒混凝土管体外加固的开挖断面及拉森钢板桩支护，管侧土体变形监测布。2)施工准备，对施工区清理，搭设工作台架及安全围护；3)系统布设、基面处理，锚固端安装；通过测量放线确定预应力系统安装位置，如果预应力钢筒混凝土管体表面破损需采用环氧砂浆修补找平。预应力钢绞线2的锚固端交叉布设在预应力钢筒混凝土管体1上部，位于预应力钢筒混凝土管体1的圆心角15°和345°上，需对基面打磨清理，使用环氧结构胶粘接固定锚固板。4)环穿预应力钢绞线；环穿预应力钢绞线2前，需在预应力钢筒混凝土管体1底开挖垂直于管道的穿索槽，以便环穿预应力钢绞线2。穿线槽沿管长度方向均分三部分，深度为200mm，，开挖原则为先两端后中间，开挖时以人工开挖为主，尽量减少对管底土基扰动。预应力钢绞线下料长度计算采用如下公式：L＝π*D+2*L1+2*A1式中：D—待加固PCCP的外径；L1—两端张拉工作长度，每端约为1m；A1—锚具组件中垫块中心到锚具端面长度。穿线时，应将预应力钢绞线2按照布设间距调整到位，并使其应紧密缠绕在需加固的预应力钢筒混凝土管体1表面，锚固端锁紧。每个穿线槽完成穿线后，需用自密实混凝土或者专用固化土回填，回填外沿应高于基础面100mm左右，以免管体发生滚动。5)预应力张拉、锁定；沿预应力钢筒混凝土管体1长度划分多个区域，预应力张拉锁定顺序为首先选取中间区域进行，其次两端区域，然后是其余区域对称完成。预应力分级张拉至设计张拉应力值的20％、25％、50﹪、75﹪、100﹪，超张拉至设计张拉应力值的115％。，检测张拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统，其特征在于：包括：设置在预应力钢筒混凝土管的管体外壁上的多条预应力钢绞线，多条预应力钢绞线的首末两端通过锚具固定于锚固板上；相邻的两个锚固板交错设置于预应力钢筒混凝土管的管体外壁上，多个锚固板排布成两排，相邻的两个锚固板到预应力钢筒混凝土管的管体端面的投影与该端面顶端位置及端面圆心之间形成的夹角度数都为15°；所述锚具和锚固板整体的外侧设置防腐封闭层。

【技术特征摘要】
1.一种预应力钢筒混凝土管体外预应力加固系统，其特征在于：包括：设置在预应力钢筒混凝土管的管体外壁上的多条预应力钢绞线，多条预应力钢绞线的首末两端通过锚具固定于锚固板上；相邻的两个锚固板交错设置于预应力钢筒混凝土管的管体外壁上，多个锚固板排布成两排，相邻的两个锚固板到预应力钢筒混凝土管...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦铁生，赵丽君，程冰清，夏世法，吕艺生，林雄，李记兴，张禄东，李昂，刘海生，王洋，马昊天，姚松彪，孟庆巍，常凌飞，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，北京中水科海利工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11