[发明专利]用于预制拼装桥墩的预应力FRP筋张拉锚固装置及其施工方法

权利要求书

1.一种用于预制拼装桥墩的预应力FRP筋张拉锚固装置，其特征在于，包括设置在承台与最下端墩柱节段底部接缝处的矩形凹腔、横向设置在矩形凹腔内的锚垫板（2）、与锚垫板（2）固定并处于矩形凹腔内的张拉端套筒（4）、通过夹板（5）固定在张拉端套筒（4）上的垫板（6）、能够安放在垫板（6）上的千斤顶（7）、预埋在墩柱节段内的锚固端套筒（8）、设置在张拉端套筒（4）与锚固端套筒（8）之间的预应力FRP筋（9）；

矩形凹腔通过承台上的“［”型凹槽与最下端墩柱节段底部的“［”型凹槽拼接而成；

张拉端套筒、千斤顶均沿着墩柱节段的轴向设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于预制拼装桥墩的预应力FRP筋张拉锚固装置，其特征在于，所述矩形凹腔具有三个，沿着周向均匀设置在承台与最下端墩柱节段底部接缝处。

3.根据权利要求1所述的一种用于预制拼装桥墩的预应力FRP筋张拉锚固装置，其特征在于，所述张拉端套筒（4）通过限位螺母（3）固定在锚垫板上，张拉端套筒（4）内部设有锥形槽（10）、下端设有进浆口（11）、上端设有出浆口（12）及FRP筋预留孔（13）、侧面刻有与限位螺母（3）相适配的螺纹，预应力FRP筋（9）通过预留孔（13）插入张拉端套筒（4）内，粘结材料通过进浆口（11）灌入张拉端套筒（4）的锥形槽（10）。

4.根据权利要求1所述的一种用于预制拼装桥墩的预应力FRP筋张拉锚固装置，其特征在于，所述锚固端套筒（8）预埋在最上端墩柱节段内，锚固端套筒（8）内部设有锥形槽（10），下端设有FRP筋预留孔（13）、侧面下部设有进浆管（14）、侧面上部设有出浆管（15）、侧面刻有螺纹，进浆管（14）与出浆管（15）均伸出至最上端墩柱节段以外，预应力FRP筋（9）通过预留孔（13）插入张拉端套筒（8）内，粘结材料通过进浆管（14）灌入锚固端套筒（8）的锥形槽（10）。

5.根据权利要求1所述的一种用于预制拼装桥墩的预应力FRP筋张拉锚固装置，其特征在于，所述预应力FRP筋（9）采用碳纤维筋、玄武岩纤维筋、芳纶纤维筋或玻璃纤维筋，其截面形状为圆形或矩形，预应力FRP筋（9）下端与张拉端套筒（4）连为一体、上端与锚固端套筒（8）连为一体，上、下端表面用喷砂或研磨的方法进行粗糙处理。

6.根据权利要求1所述的一种用于预制拼装桥墩的预应力FRP筋张拉锚固装置，其特征在于，所述夹板（5）分为固定夹板（16）和自由夹板（17），固定夹板（16）焊接在垫板（6）的下表面，自由夹板（17）通过螺栓（18）与固定夹板（16）将张拉端套筒（4）夹紧。

7.根据权利要求1所述的一种用于预制拼装桥墩的预应力FRP筋张拉锚固装置，其特征在于，所述垫板（6）上表面用来安放千斤顶（7）、下表面通过夹板（5）与张拉端套筒（4）相连，作为过渡装置将千斤顶（7）的推力传递给张拉端套筒（4）进而传递给FRP筋（9），垫板上设有水准器（19）和套筒通道（20）。

8.一种用于预制拼装桥墩的预应力FRP筋张拉锚固装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、预制承台、墩柱节段

墩柱节段具有若干段，处于最下端的墩柱节段的底部具有“［”型凹槽，处于最上端的墩柱节段中预埋锚固端套筒；

承台上端具有“［”型凹槽；

承台上的“［”型凹槽与最下端墩柱节段底部的“［”型凹槽能够拼接形成矩形凹腔；

矩形凹腔内横向设置锚垫板，采用限位螺母在锚垫板的上方固定张拉端套筒；

锚固端套筒以下的墩柱节段设置有供FRP筋穿过的FRP筋预留孔；

步骤2：安装承台、吊装墩柱节段

先将锚固端套筒以下的墩柱节段依次吊装到承台上方，然后将FRP筋从上部依次穿入各墩柱节段的FRP筋预留孔，直至穿入矩形凹腔后，吊装带有锚固端套筒的墩柱节段；

步骤3：将FRP筋上端插入锚固端套筒、下端插入张拉端套筒，将粘结材料通过灌浆管灌入锚固端套筒直至出浆管有粘结材料流出、将粘结材料通过进浆口灌入张拉端套筒直至出浆口有粘结材料流出，粘结材料为环氧树脂或丙烯酸树脂；

步骤4：利用夹板将垫板夹持在张拉端套筒上，夹板上的螺栓需拧紧，垫板上的水准器需显示水平；

步骤5：将千斤顶安放在垫板之上，千斤顶施加的推力通过垫板传递给张拉端套筒进而传递给FRP筋，矩形凹腔的顶面为千斤顶提供反力支撑，张拉预应力至设计值；

步骤6：利用限位螺母将张拉端套筒固定于锚垫板，取出千斤顶，松开夹板上的螺栓并将夹板、垫板取出，“［”型凹槽外表面进行临时封闭；至此预应力FRP筋的张拉锚固操作结束。