基于张弦理论的预应力管道压浆结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于张弦理论的预应力管道压浆结构，该结构包括设置在所述预应力管道上且向上延伸至梁体上表面的三根导浆管，三根导浆管均预置于梁体中，从而构成以导浆管为支撑杆、以预应力管道为上弦、以梁体为下弦的张弦结构。本实用新型专利技术能够使预应力管道内压浆更密实、提高结构的承载能力、延长结构的寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
基于张弦理论的预应力管道压浆结构


[0001]本技术涉及一种基于张弦理论的预应力管道压浆结构，属于桥梁建筑施工


技术介绍

[0002]后张法预应力管道压浆施工是预应力桥梁施工的关键工序，预应力管道又称波纹管，预应力管道内的钢绞线要充分发挥设计效果，抵消车辆和行人对桥面的压力，预应力管道的注浆质量效果是最重要因素之一，关乎桥梁结构的安全性与耐久性。
[0003]大量预应力桥梁垮塌事故的发生往往与压浆不密实有关，预应力管道压浆不密实，一方面使得管道内的钢绞线未被水泥浆包裹，容易提前锈蚀，国内外曾多次发生因为预应力钢筋锈蚀导致承载截面损失引起的桥梁垮塌事件；另一方面使得预应力钢绞线不能与混凝土结构形成整体受力，降低了结构的承载能力，缩短了桥梁的使用寿命。
[0004]传统的预应力管道压浆工艺是用单缸活塞泵将浆液由进浆口压入，出浆口流出浓浆即可，浆液一次流经管道即完成压浆，对管道内的浆液流量、压力未做任何控制，对管道内空气不能有效的排除，导致压浆完成以后管道内存在气仓，形成空洞。另外，采用活塞单缸泵进行泄压式加压，也不能通过调节浆液的流量来控制灌浆压力，而压力不足必然导致管道内浆液无法压满，形成空洞。因此，如何提高预应力管道内压浆密实成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本技术要解决技术问题是：提供一种能够使预应力管道内压浆更密实、提高承载能力、延长结构寿命的压浆结构。
[0006]为了解决上述技术问题，本技术提出的技术方案是：一种基于张弦理论的预应力管道压浆结构，所述预应力管道预置于梁体中，所述预应力管道内设有钢绞线；所述预应力管道上设有向上延伸至梁体上表面的三根导浆管，三根导浆管均预置于梁体中，从而构成以导浆管为支撑杆、以预应力管道为上弦、以梁体为下弦的张弦结构。
[0007]张弦结构的原理可追溯到19世纪初的铸铁桥，以及后来出现的拉杆拱、King Post桁架、自锚上承式悬带桥等。张弦结构是由上弦的刚性构件和高强度的张拉索，再通过若干个支撑杆连接而组成的刚柔混合结构，利用形抗和预张力抵抗外部荷载，是一种高效的大跨度空间结构体系。
[0008]本技术中，梁体为刚性构件作为下弦，预应力管道作为上弦，从而形成与传统张弦结构方向相反的特殊张弦结构，这样可使预应力管道受到的侧推力被导浆管平衡，使得预应力钢绞线不易与预应力管道直接接触，因此不但承压力大大提高，而且预应力钢绞线能够与预应力管道内的混凝土结构形成整体受力，提高了结构的承载能力。
[0009]常用的张弦结构有两种，相应地，本技术还可以作以下改进：1）中间导浆管竖直设置，每根导浆管均与预应力管道相交处的切线垂直。2）三根导浆管均竖直设置。
[0010]优选的，所述预应力管道沿长度方向分为三个分段，三根导浆管与所述预应力管道的连接处分别位于不同的分段中，其中靠近预应力管道端部的两个分段的长度大于预应力管道长度的1/4。
[0011]优选的，中间导浆管与预应力管道的连接处位于预应力管道长度方向的中心位置，两侧导浆管与预应力管道的连接处位于离预应力管道端部的1/4长度处。
附图说明
[0012]下面结合附图对本技术作进一步说明。
[0013]图1是本技术实施例一中的预应力管道压浆结构的截面示意图。
[0014]图2是本技术实施例一的预应力管道压浆结构压浆后的结构示意图。
[0015]图3是本技术实施例一中的注浆过程示意图。
[0016]图4是本技术实施例二中的预应力管道压浆结构压浆后的结构示意图。
[0017]附图标记：箱体1，钢绞线2，中间导浆管3，右侧导浆管4，左侧导浆管5，预应力管道6。
具体实施方式
[0018]实施例一
[0019]本实施例涉及一种基于张弦理论的预应力管道压浆结构，如图1和图2所示，所述预应力管道6预置于梁体1中，所述预应力管道6内设有钢绞线2；所述预应力管道6上设有向上延伸至梁体1上表面的三根导浆管（即中间导浆管3，右侧导浆管4，左侧导浆管5，），三根导浆管均预置于梁体1中，从而构成以导浆管为支撑杆、以预应力管道6为上弦、以梁体1为下弦的张弦结构。虽然该张弦结构与常用的张弦结构方向相反，但原理是一样的，即通过支撑杆提高预应力管道6的承载能力，可以平衡预应力管道受到的侧推力，使得预应力钢绞线不易与预应力管道直接接触，提高了钢绞线的寿命，也就提高了整体梁体的使用寿命。
[0020]该压浆结构还可以作以下改进：中间导浆管3竖直设置，三根导浆管均与预应力管道6相交处的切线垂直。这样，来自导浆管的拉力或压力不会使预应力管道6产生切向分力，有利于提高预应力管道6的承压能力。
[0021]利用上述压浆结构的压浆工艺，如图3所示（图中的箭头为注浆方向），该工艺首先使浆液从中间导浆管3的顶部注浆，浆液自上向下流动，相当于高压注浆，提高了注浆的压力，对预应力管道6的中部进行压浆，其压浆的范围不超过两侧导浆管与预应力管道的连接处之间，可通过计算得到所需的浆料来控制压浆范围。此时，两侧导浆管作为排气孔，能够有效地排出预应力管道内的空气，因此压浆密实，不容易形成空洞。其次，分别从预应力管道6两侧端部进行注浆，直到两侧导浆管（4、5）的顶部流出浓浆后即停止注浆，相应位置的导浆管作为排气孔，能够有效地排出预应力管道内的空气，而且浆液需要流入导浆管，相当于自下而上注浆，因此，导浆管内的浆液形成对预应力管道内浆液的二次加压，也提高了预应力管道的压浆密实度。本实施例将预应力管道分成三部分，并分别注浆，相当于缩短了单次注浆的长度，也有利于提高管道的压浆密实度。浆液优选UHPC制成的浆液，UHPC具有超高性能，不但强度高，而且UHPC内含有纤维段，能够防止开裂。
[0022]实施例二
[0023]本实施例是对实施例一的压浆结构改进，其中压浆结构的改进之处在于：如图1-3所示，所述预应力管道6沿长度方向分为三分段，三根导浆管与所述预应力管道6的连接处分别位于不同的分段中，其中靠近预应力管道端部的两个分段的长度大于预应力管道长度的1/4。如图1-2所示，三个分段分别是AB分段、BC分段和CD分段，靠近预应力管道端部的两个分段分别是AB分段和CD分段，假设预应力管道的长度为L，则AB分段和CD分段的长度均大于L/4。因为预应力管道6的最薄弱处位于离端部1/4长度处，所以优选的，三个分段长度相同，分别是预应力管道6长度的1/3，中间导浆管与预应力管道6的相接处位于BC分段的中间位置，两侧导浆管分别位于距离预应力管道两端部的L/4处。
[0024]实施例三
[0025]本实施例与实施例一和实施例二的不同之处在于：如图4所示，三根导浆管均竖直设置。竖直设置的导浆管具有更好的支撑能力，有利于提高整体结构的承载力。
[0026]本技术不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本技术还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本技术的精本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于张弦理论的预应力管道压浆结构，所述预应力管道预置于梁体中，所述预应力管道内设有钢绞线；其特征在于：所述预应力管道上设有向上延伸至梁体上表面的三根导浆管，三根导浆管均预置于梁体中，从而构成以导浆管为支撑杆、以预应力管道为上弦、以梁体为下弦的张弦结构。2.根据权利要求1所述的基于张弦理论的预应力管道压浆结构，其特征在于：中间导浆管竖直设置，每根导浆管均与预应力管道相交处的切线垂直。3.根据权利要求1所述的基于张弦理论的预应力管道压浆结构，其特征在于：三根导浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏瑾，
申请(专利权)人：江苏东南结构防灾工程有限公司，
类型：新型
国别省市：