更换公路桥桥台水平抗震锚杆的锚固安装法
技术领域
本发明涉及一种在更换公路桥桥台的水平抗震锚杆时所使用的锚固安装法。
背景技术
在桥台顶面之上并排铺设着简支T型梁，其相邻两片的间距为1700-2000mm。在相邻两片简支T型梁之间都设有一块横隔板相连接，该横隔板厚300-400mm、底边距桥台顶面50-100mm。在这些横隔板之后，与之保持200-250mm净距的，是横贯于整个桥台宽度的、厚度为300-320mm桥台雉墙。
在每一块横隔板与桥台雉墙之间，都穿有一根水平抗震锚杆。该水平抗震锚杆距左右两片简支T型梁的距离相等，距桥台顶面约400mm。该水平抗震锚杆用20Cr合金钢制作，其直径为30-32mm，其两端分别伸出横隔板及桥台雉墙150mm。在该水平抗震锚杆前后的端部，分别套上钢垫板和拧上螺母，位于桥台雉墙之后的钢垫板和螺母已被桥台填土所掩埋。
在桥体正常使用的过程中，这些水平抗震锚杆几乎没有什么作用。在发生地震时，地震力使桥体构件产生水平晃动和竖向颠簸，该水平抗震锚杆约束着简支T型梁，使之无法向上掀起或向外侧塌落。地震力是瞬间作用力，水平抗震锚杆通常采用20Cr合金钢制作，其强度低，韧性好，延展性强，是抵抗地震力较为理想的钢材。
沿着纵桥向，简支T型梁具有热胀冷缩的现象。在冬季气温最低时，其横隔板与桥台雉墙的距离最大；在夏季气温最高时，其横隔板与桥台雉墙的距离最小。大多数公路桥都是在气温最高的8月安装水平抗震锚杆，由于农民工不懂桥梁结构，故将水平抗震锚杆拧得很紧。随着气温的降低，简支T型梁的横隔板与桥台雉墙的距离逐渐变大，致使水平抗震锚杆被崩断。在以往，由于桥台后面路面与路基的阻挡，残留的原水平抗震锚杆无法被取出，新的水平抗震锚杆无法被安装，整个桥体的抗震能力明显减弱。
本发明就是针对这一问题，由本发明人精心研制的一种更换公路桥桥台水平抗震锚杆的锚固安装法，以更换桥台上被崩断的原水平抗震锚杆。
发明内容
本发明所要解决的问题就是提供一种操作方法简便，能够整个取出桥台上被崩断的原水平抗震锚杆，并能准确而牢固地在原部位安装新水平抗震锚杆的施工方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种更换公路桥桥台水平抗震锚杆的锚固安装法，将按如下的操作工序依次进行：从横隔板的外侧面起，沿着纵桥的水平方向钻制锚孔，该锚孔自然分为横隔板段、桥台雉墙段和桥台填土段；制作新水平抗震锚杆和定位器；在所述锚孔的桥台雉墙段和桥台填土段内装满浸过水的锚固包，在该锚孔的横隔板段内插入所述的定位器；将所述的新水平抗震锚杆插入该定位器内，并用风钻推入使其在整个锚孔中准确就位；拔出该定位器，在所述锚孔的横隔板段内安装套管；在新水平抗震锚杆的尾部套上一块钢垫板并拧上两个螺母；该锚固安装法的特征在于：
在桥台顶面之上，所述的横隔板沿横桥向，其厚度为300-400mm，在它的左右两侧各连接着一片简支T型梁；在该横隔板之后是一道300-320mm厚的桥台雉墙，该横隔板与这道桥台雉墙保持着200-250mm的净距；在所述的桥台雉墙之后，与之相连的是桥台填土；所述的锚孔先后穿过所述的横隔板和桥台雉墙，进入桥台填土内500-1500mm长，其轴线与原水平抗震锚杆的轴线相重合；所述的定位器由一个套筒和一个挡板组成；所述的新水平抗震锚杆的轴线与该锚孔的轴线相重合，其顶端与该锚孔的孔底相接触，其尾部伸出所述的横隔板的外侧面200-220mm长，在该锚孔的桥台雉墙段和桥台填土段内，是这根新水平抗震锚杆的锚固部位；在这根新水平抗震锚杆的尾部，首先套入一块所述的钢垫板，然后再一前一后拧入两个所述的螺母，这两个螺母紧紧挤压着一个弹性垫圈；该钢垫板与所述的横隔板相贴，在该钢垫板与先拧入的螺母之间，为简支T型梁预留出热胀冷缩的活动间距。
所述的锚孔用空心旋转钻钻制，其钻头呈圆环状，其钻杆为一节无缝钢筒；钻杆的外径比钻头的外径小0.5mm，其内径比钻头的内径大0.5mm，其长度不小于所制锚孔的长度；在钻制锚孔的横隔板段和桥台雉墙段时，钻头的外径为55-60mm，壁厚为3.0-3.5mm；在钻制锚孔的桥台填土段时，钻头的外径为50-55mm，壁厚为2.5-3.0mm；在钻制该锚孔的过程中，所述的原水平抗震锚杆被整个取下，并进入钻杆的空腔内。
所述的锚孔由横隔板段、桥台雉墙段和桥台填土段组成，横隔板段和桥台雉墙段的长度分别等于所述的横隔板和桥台雉墙的厚度，根据桥台填土的土质和所述的新水平抗震锚杆的设计抗拔力，桥台填土段的长度为500-1500mm；该桥台雉墙段与桥台填土段相连接，该横隔板段与桥台雉墙段之间的净距等于所述的横隔板与桥台雉墙之间的净距。
所述定位器的套筒是一节厚壁钢管，其外径小于所述锚孔的横隔板段的口径0.5mm，其内径大于所述的新水平抗震锚杆的直径0.5mm，其长度大于所述的横隔板的厚度150-200mm；该定位器的挡板是一块5-8mm厚的圆环状钢板，所述的套筒的尾端插入该挡板的圆孔中，二者通过相交处的周圈满焊固定在一起。
所述的新水平抗震锚杆用直径为30-32mm的光圆钢筋制作，其材质为20Cr合金钢或低碳钢；在这个新水平抗震锚杆的顶部，车成一个高为30-50mm的圆锥体；在其尾部200-220mm长的范围内，车成梯形螺纹；在其锚固部位，每隔70-100mm都车一道宽20-50mm，深2-3mm的沟槽。
在所述锚孔的桥台雉墙段和桥台填土段内装满所述的浸过水的锚固包；将所述的定位器插入该锚孔的横隔板段内，其挡板与所述的横隔板相贴；将所述的新水平抗震锚杆插入该定位器中，用风钻推动该新水平抗震锚杆的尾端，使其顶部圆锥体的顶尖穿过浸过水的锚固包，直至锚孔的孔底。
所述的套管为一节钢管，其长度等于所述的横隔板的厚度，其内径大于所述的新水平抗震锚杆的直径2.0-5.0mm；将该套管安放于所述锚孔的横隔板段内的正中部位，其外端与所述的横隔板外侧表层的构造钢筋相焊接，在该套管与锚孔的孔壁之间充满了密实的膨胀水泥砂浆。
所述的钢垫板用10mm厚的钢板制作，其平面为150×150mm；所述的螺母为六角形，其厚度为50mm，其侧面边长等于新水平抗震锚杆的直径；所述的弹性垫圈为机械工程的标准构件。
当所述的新水平抗震锚杆在所述的锚孔中就位以后，在其尾部首先套入一块钢垫板，然后顺次拧入一个螺母、套入一个弹性垫圈，最后再拧入一个螺母；该钢垫板与所述的横隔板相贴，前后两个螺母紧紧挤压着弹性垫圈，在该钢垫板与先拧入的螺母之间，为简支T型梁预留出热胀冷缩的活动间距；这个活动间距根据一年中的最大温差、安装该新水平抗震锚杆时的温度、整个一联简支T型梁的长度、以及钢筋混凝土的热胀冷缩系数计算得出；在冬季气温最低时，该活动间距的长度在0-5mm之间。
本发明的优点是：操作方法简单，使用工具简单。新水平抗震锚杆所安装的位置准确。随着一年四季气温的变化，简支T型梁都能正常伸缩，并不会对该锚杆产生拉应力。在发生地震时，该锚杆能够有效地阻止简支T型梁向上掀起或向墩台两侧塌落。
附图说明
图1是本发明中原水平抗震锚杆尾端在横隔板外侧面处的正面图。
图2是本发明中原水平抗震锚杆在桥台中的侧剖面图。
图3是本发明中新水平抗震锚杆的锚孔在横隔板外侧面处的正面图。
图4是本发明中新水平抗震锚杆的锚孔在桥台中的侧剖面图。
图5是本发明中浸过水的锚固包在锚孔中就位后的侧剖面图。
图6是本发明中定位器在锚孔中就位后的侧剖面图。
图7是本发明中定位器在锚孔中就位后其尾端处的正面图。
图8是本发明中定位器沿轴线处的纵剖面图。
图9是本发明中新水平抗震锚杆的侧面图。
图10是本发明中新水平抗震锚杆插入定位器后的侧剖面图。
图11是本发明中新水平抗震锚杆在锚孔中就位后的侧剖面图。
图12是本发明中新水平抗震锚杆在锚孔中就位后其尾部的正面图。
附图标记
1横隔板，2桥台雉墙，3桥台填土，4锚孔，5新水平抗震锚杆，6钢垫板，7螺母，8弹性垫圈，9原水平抗震锚杆，10定位器，11浸过水的锚固包，12套管，4-1横隔板段，4-2桥台雉墙段，4-3桥台填土段，5-1圆锥体，5-2梯形螺纹，5-3沟槽，10-1套筒，10-2挡板。
下面结合图1至图12详细说明根据本发明所提出的更换公路桥桥台水平抗震锚杆的实施方法。
具体实施方式
采用本发明更换公路桥桥台的水平抗震锚杆，宜根据图1至图12分步进行。
在桥台顶面，架设空心旋转钻，沿着纵桥的水平方向钻制锚孔4。该空心旋转钻的钻头呈圆环状，其钻杆为一节无缝钢筒。钻杆的外径比钻头的外径小0.5mm，其内径比钻头的内径大0.5mm，其长度不小于所制锚孔4的长度。在钻制锚孔4的横隔板段4-1和桥台雉墙段4-2时，钻头的外径为55-60mm，壁厚为3.0-3.5mm。在钻制锚孔4的桥台填土段4-3时，钻头的外径为50-55mm，壁厚为2.5-3.0mm。在钻制锚孔4的过程中，原水平抗震锚杆9被整个取下，并进入钻杆的空腔内。
所钻制的锚孔4由横隔板段4-1、桥台雉墙段4-2和桥台填土段4-3组成，其轴线与原水平抗震锚杆9的轴线相重合。横隔板段4-1和桥台雉墙段4-2的长度分别等于横隔板1和桥台雉墙2的厚度，根据桥台填土3的土质和新水平抗震锚杆5的设计抗拔力，桥台填土段4-3的长度在500-1500mm之间。该桥台雉墙段4-2与桥台填土段4-3相连接，该横隔板段4-1与桥台雉墙段4-2之间的净距等于横隔板1与桥台雉墙2之间的净距。
新水平抗震锚杆5用直径为30-32mm的光圆钢筋制做，其材质为20Cr合金钢或低碳钢。在这个新水平抗震锚杆5的顶部，车成一个高为30-50mm的圆锥体5-1，以利穿透浸过水的锚固包11；在其尾部200-220mm长的范围内，车成梯形螺纹5-2，以拧入双螺母7；在其锚固部位，每隔70-100mm都车一道宽20-50mm，深2-3mm的沟槽5-3，以增强与锚固包凝固体的握裹力。
为了使新水平抗震锚杆5在打入锚孔4后其轴线与锚孔4的轴线相重合，可预先在锚孔4的横隔板段4-1内插入一个定位器10。这个定位器10由一个套筒10-1和一个挡板10-2构成。套筒10-1是一节厚壁钢管，其外径小于锚孔4横隔板段4-1的口径0.5mm，其内径大于新水平抗震锚杆5的直径0.5mm，其长度大于横隔板1的厚度150-200mm。挡板10-2是一块5-8mm厚的圆环状钢板，套筒10-1的尾端插入该挡板10-2的圆孔中，二者通过相交处的周圈满焊固定在一起。
当锚孔4被钻成之后，在其桥台雉墙段4-2和桥台填土段4-3内装满浸过水的锚固包11。将定位器10插入该锚孔4的横隔板段4-1内，其尾端的挡板10-2与横隔板1相贴。将新水平抗震锚杆5插入该定位器10中，其顶部圆锥体5-1的顶尖抵住锚孔4中浸过水的锚固包11。用风钻顶住该新水平抗震锚杆5的尾端，开动风钻推进这根新水平抗震锚杆5，使其顶端抵达锚孔4的孔底。当锚孔4中的锚固包浆液凝固后，拔出定位器10。
拔出定位器10以后，在新水平抗震锚杆5与锚孔4横隔板段4-1的孔壁之间出现一个11-15mm宽的环状空间。在这个环状空间内加设一个套管12，该套管12为一节钢管，它的长度等于横隔板1的厚度，其内径大于新水平抗震锚杆5的直径2.0-5.0mm。将该套管12安放于锚孔4的横隔板段4-1内的正中部位，其外端与横隔板1外侧表层的构造钢筋相焊接，在该套管12与锚孔的孔壁之间充满了密实的膨胀水泥砂浆。
钢垫板6用10mm厚的钢板制作，其平面为150×150mm。螺母7为六角形，其侧面边长等于新水平抗震锚杆5的直径，其厚度为50mm。弹性垫圈8为机械工程的标准构件。当新水平抗震锚杆5在锚孔4中就位以后，在其尾部首先套入一块钢垫板6，然后顺次拧入一个螺母7、套入一个弹性垫圈8，最后再拧入一个螺母7。该钢垫板6与横隔板1相贴，前后两个螺母7紧紧挤压着弹性垫圈8，在该钢垫板6与先拧入的螺母7之间，为简支T型梁预留出热胀冷缩的活动间距。这个活动间距根据一年中的最大温差、安装该新水平抗震锚杆5时的温度、整个一联简支T型梁的长度、以及钢筋混凝土的热胀冷缩系数计算得出；在冬季气温最低时，该活动间距的长度在0-5mm之间。