单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置及施工方法
【专利摘要】本发明为一种斜拉索张拉技术，它涉及单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的一种张拉装置及施工方法。本发明的张拉装置由预制下卡座、紧固螺栓、一端带挤压锚固端头的张拉钢绞线、预制上卡座、前卡式油压千斤顶、穿心式荷载传感器及传感器数据采集系统组成。本发明所述的一种斜拉索张拉装置及施工方法能够有效完成拉索张拉工作，两台前卡式油压千斤顶对称张拉可使装置受力均匀，千斤顶油压表读数和穿心式荷载传感器同时对油压千斤顶进行控制，可减小误差。整套装置制作简单，操作方便，具有较强的实用和推广价值。
【专利说明】单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明为一种斜拉索张拉技术，它涉及土木工程领域一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置及施工方法。
【背景技术】
[0002]随着桥梁事业的迅猛发展，各式各样的斜拉桥也不断在工程领域中涌现。传统的斜拉索采用成品索，锚具一般采用冷铸式锚或夹片式群锚体系，斜拉索的张拉端在斜拉索的梁段，张拉施工技术已经较为成熟。
[0003]然而，随着斜拉桥的服役年限逐渐增加，越来越多的斜拉索面临着更换，传统斜拉索面临着更换困难、操作复杂、对原结构损伤大等难题，这使得很多设计师在选择斜拉桥的斜拉索时，越来越多的采用单、双耳套筒单、双向调节斜拉索，它具有安装及更换方便、对原结构损伤少等优点。
[0004]对于这种斜拉索的张拉与安装，存在着既有张拉施工设备陈旧，产品设备没有配套设计张拉设备，张拉控制力难控制等不足和缺点。现有的千斤顶张拉，仅通过油压表读数来控制张拉力，误差大，且不宜控制(千斤顶油压大时，油表指针会不停的摆动)。同时，拉索张拉的反力一般由拉索端部附近的梁体提供，故需在梁体预留反力装置。而对于单、双耳套筒单、双向调节斜拉索，它是通过拧紧斜拉索自带的索体正反丝套筒对斜拉索施加张拉力。当这种斜拉索的索力较大时，索体正反丝套筒很难扭动，斜拉索施加张拉力比较困难，需要额外施加力减小套筒承担的力。另外，这种索体张拉时，反力装置的着力点必须和斜拉索在一条直线上，否则张拉时，张拉力的分力无法保证斜拉索正确安装。通过在梁端张拉方法，很难让反力装置的着力点位于斜拉索连接的塔端和梁端的直线上。如果桥梁的主梁是弯梁，则变得更加困难了。因为随着主梁的弯曲变化，每根斜拉索的受力方向也会发生改变，每个位置的预留反力装置的位置和方向都需要分别计算和设置，十分繁琐。
[0005]可见，对于斜拉桥中采用的单、双耳套筒单、双向调节斜拉索，有必要设计一种与之相适合的张拉装置和施工方法，对这种斜拉索张拉具有良好的普适性。
【发明内容】
[0006]为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置及施工方法，主要解决的技术问题:一是张拉时反力装置如何设置才能保证拉索与张拉力在一直线的问题。二是解决如何张拉控制力准确度问题。为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是:
一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置，包括:预制下卡座、两根钢绞线、预制上卡座、索体正反丝套筒、前卡式油压千斤顶、穿心式荷载传感器、传感器数据采集系统及油压表；其中:所述预制下卡座包括左、右对称的两片下卡座钢板，每片下卡座钢板的内侧焊有半圆形钢扣耳，所述半圆形钢扣耳扣住斜拉索的索头吊耳，并将力依次传递给销栓和耳板；两片下卡座钢板上分别开设螺栓孔并通过紧固螺栓将两片下卡座钢板夹紧； 所述预制上卡座由两块带三个半圆凹槽的上卡座钢板拼成，拼成后形成的中间圆孔直径略大于斜拉索直径且小于斜拉索索体锚头直径，边上两个圆孔的直径略大于两根所述钢绞线直径；两块上卡座钢板上均开设螺栓孔，通过紧固螺栓将所述两块上卡座钢板夹紧、固定;
所述预制下卡座和预制上卡座上分别设有用于所述两根钢绞线穿过的圆孔，所述两根钢绞线分别穿过预制下卡座及预制上卡座的圆孔，与穿心式荷载传感器及两台前卡式油压千斤顶相连；穿心式荷载传感器安装在预制上卡座和两台前卡式油压千斤顶之间，传感器数据采集系统与穿心式荷载传感器连接，油压表与前卡式油压千斤顶连接。
[0007]所述一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置，所述每片下卡座钢板的外侧设有纵向加劲肋和横向带孔肋板。
[0008]所述一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置及施工方法，包括以下几个步骤:
第一步、预制下卡座安装:将预制下卡座的两钢板安放在斜拉索端部，半圆形扣耳扣住斜拉索索头吊耳，并用紧固螺栓将两片预制下卡座尾部夹紧；
第二步、预制上卡座安装:将两块所述上卡座钢板的中间凹槽正对斜拉索安放，并拧紧螺栓，使得两块上卡座钢板正好卡在斜拉索索体锚头上；
第三步、千斤顶安装:将两根端部带有挤压锚头的钢绞线分别穿过预制下卡座及预制上卡座的左右预留圆孔，与穿心式荷载传感器及两台前卡式油压千斤顶相连；
第四步、钢绞线张拉:钢绞线，此时力的向下传递路径是:千斤顶一钢绞线一预制下卡座一销栓一梁体吊耳；力的向上传递路径是:千斤顶一上卡座一斜拉索；
第五步:斜拉索张拉:钢绞线一旦张拉受力以后，斜拉索的索体正反比套筒受力减小，迅速拧紧斜拉索上的索体正反丝套筒，使钢绞线所承担的力减小；
第六步:重复第四步、第五步，如此循环，不断往复。
[0009]所述穿心式荷载传感器布置在两台所述前卡式油压千斤顶和预制上卡座之间。
[0010]所述前卡式油压千斤顶布置在斜拉索两侧，对称进行张拉，张拉力采用穿心式荷载传感器、油压表进行力的双控，使斜拉索的索力既不超张拉，也不欠张拉。
[0011]综上，本发明提供的一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置及施工方法具有以下的优点:
第一、装置简单实用，制作成本低，安装和拆卸操作方便，可提高张拉效率；
第二、各零部件设计精巧，自重轻，搬运安装都比较方便，节省了人力，仅需几名工人就能完成张拉工作；
第三、采用两台前卡式油压千斤顶对称进行张拉，装置受力均匀，不产生偏心作用；第四、通过千斤顶油压表读数和穿心式荷载传感器对千斤顶张拉力进行力的双控，使张拉力控制更为准确；
第五、预制下卡座固定在拉索的吊耳处，张拉过程仅对拉索的端部施力，梁体无须预留反力装置，保证了张拉时反力作用点与斜拉索在一条直线上，使斜拉索的张拉能够顺利实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明斜拉索张拉装置图；
图2是预制下卡座主视图；
图3是预制下卡座侧视图；
图4是预制下卡座俯视图；
图5是图1的A-A剖面图；
图6是图1的B-B剖面图；
其中，1、预制下卡座；2、紧固螺栓；3、钢绞线；4、预制上卡座；5、前卡式油压千斤顶；6、穿心式荷载传感器；7、耳板；8、销栓；9、索头吊耳；10、索体正反丝套筒；11、索体锚头；12、斜拉索；13、半圆形钢扣耳；14、纵向加劲肋；15、横向带孔肋板；16、半圆形凹槽；17、传感器数据采集系统；18、油压表；19、螺栓孔。
【具体实施方式】
[0013]以下结合图示，对本发明装置及施工方法作进一步说明。
[0014]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0015]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0016]一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置，如图1所示，包括:预制下卡座1、两根钢绞线3、预制上卡座4、索体正反丝套筒10、前卡式油压千斤顶5、穿心式荷载传感器6、传感器数据采集系统17及油压表18 ；
如图2、图3、图4及图5所示，其中:所述预制下卡座1包括左、右对称的两片下卡座钢板，每片下卡座钢板的内侧焊有半圆形钢扣耳13，所述半圆形钢扣耳13扣住斜拉索12的索头吊耳9，并将力依次传递给销栓8和耳板7 ;两片下卡座钢板上分别开设螺栓孔并通过紧固螺栓2将两片下卡座钢板夹紧；
如图6所示，所述预制上卡座4由两块带三个半圆凹槽的上卡座钢板拼成，拼成后形成的中间圆孔直径略大于斜拉索12直径且小于斜拉索索体锚头11直径，边上两个圆孔的直径略大于两根所述钢绞线3直径；两块上卡座钢板上均开设螺栓孔，通过紧固螺栓2将所述两块上卡座钢板夹紧、固定；
所述预制下卡座1和预制上卡座4上分别设有用于所述两根钢绞线3穿过的圆孔，所述两根钢绞线3分别穿过预制下卡座1及预制上卡座4的圆孔，与穿心式荷载传感器6及两台前卡式油压千斤顶5相连；穿心式荷载传感器6安装在预制上卡座4和两台前卡式油压千斤顶5之间，传感器数据采集系统17与穿心式荷载传感器6连接，油压表18与前卡式油压千斤顶5连接。
[0017]所述一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置，所述每片下卡座钢板的外侧设有纵向加劲肋14和横向带孔肋板15。
[0018]一种利用本发明所述一种单、双套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置的施工方法，包括以下几个步骤:
第一步、预制下卡座安装:将预制下卡座的两钢板安放在斜拉索12端部,半圆形扣耳13扣住斜拉索索头吊耳9，并用紧固螺栓2将两片预制下卡座(I)尾部夹紧；
第二步、预制上卡座安装:将两块所述上卡座钢板的中间凹槽正对斜拉索12安放，并拧紧螺栓，使得两块上卡座钢板正好卡在斜拉索索体锚头11上；
第三步、千斤顶安装:将两根端部带有挤压锚头的钢绞线3分别穿过预制下卡座I及预制上卡座4的左右预留圆孔，与穿心式荷载传感器及两台前卡式油压千斤顶相连；
第四步、钢绞线张拉:钢绞线3，此时力的向下传递路径是:千斤顶一钢绞线3—预制下卡座I —销栓8 —梁体吊耳7 ;力的向上传递路径是:千斤顶一上卡座4 —斜拉索12。
[0019]第五步:斜拉索张拉:钢绞线3 —旦张拉受力以后，斜拉索的索体正反比套筒受力减小，迅速拧紧斜拉索12上的索体正反丝套筒10，使钢绞线3所承担的力减小。
[0020]第六步:重复第四步、第五步，如此循环，不断往复；
综上，所述的一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置制作简单，施工方法方便可行，具有较强的实用和推广价值。
【权利要求】
1.一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置，其特征在于，包括:预制下卡座(I)、两根钢绞线(3)、预制上卡座(4)、索体正反丝套筒(10)、前卡式油压千斤顶(5)、穿心式荷载传感器(6)、传感器数据采集系统(17)及油压表(18);其中:所述预制下卡座(I)包括左、右对称的两片下卡座钢板，每片下卡座钢板的内侧焊有半圆形钢扣耳(13)，所述半圆形钢扣耳(13)扣住斜拉索(12)的索头吊耳(9)，并将力依次传递给销栓(8)和耳板(7);两片下卡座钢板上分别开设螺栓孔并通过紧固螺栓(2)将两片下卡座钢板夹紧； 所述预制上卡座(4)由两块带三个半圆凹槽的上卡座钢板拼成，拼成后形成三个圆心在同一直线上的圆孔，中间圆孔直径略大于斜拉索(12)直径且小于斜拉索索体锚头(11)直径，边上两个圆孔的直径略大于两根所述钢绞线(3)直径；两块上卡座钢板上均开设螺栓孔，通过紧固螺栓(2)将所述两块上卡座钢板夹紧、固定； 所述预制下卡座(I)和预制上卡座(4)上分别设有供所述两根钢绞线(3)穿过的圆孔，所述两根钢绞线(3)分别穿过预制下卡座(I)及预制上卡座(4)的圆孔，与穿心式荷载传感器(6)及两台前卡式油压千斤顶(5)相连；穿心式荷载传感器(6)安装在预制上卡座(4)和两台前卡式油压千斤顶(5)之间，传感器数据采集系统(17)与穿心式荷载传感器(6)连接，油压表(18)与前卡式油压千斤顶(5)连接。
2.根据权利要求1所述一种单、双耳套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置，其特征在于，所述每片下卡座钢板的外侧设有纵向加劲肋(14)和横向带孔肋板(15)。
3.如权利要求1所述一种单、双套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置的施工方法，其特征在于:包括以下几个步骤: 第一步、预制下卡座安装:将预制下卡座的两钢板安放在斜拉索(12)端部，半圆形扣耳(13)扣住斜拉索索头吊耳(9)，并用紧固螺栓(2)将两片预制下卡座(I)尾部夹紧； 第二步、预制上卡座安装:将两块所述上卡座钢板的中间凹槽正对斜拉索(12)安放，并拧紧螺栓，使得两块上卡座钢板正好卡在斜拉索索体锚头(11)上； 第三步、千斤顶安装:将两根端部带有挤压锚头的钢绞线(3)分别穿过预制下卡座(I)及预制上卡座(4)的左右预留圆孔，与穿心式荷载传感器及两台前卡式油压千斤顶相连； 第四步、钢绞线张拉:钢绞线(3)，此时力的向下传递路径是:千斤顶一钢绞线(3)—预制下卡座(O —销栓(8)—梁体吊耳(7);力的向上传递路径是:千斤顶一上卡座(4)—斜拉索(12)； 第五步:斜拉索张拉:钢绞线(3) —旦张拉受力以后，斜拉索的索体正反比套筒受力减小，迅速拧紧斜拉索(12)上的索体正反丝套筒(10)，使钢绞线(3)所承担的力减小； 第六步:重复第四步、第五步，如此循环，不断往复。
4.根据权利要求3所述一种单、双套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置的施工方法，其特征在于:所述穿心式荷载传感器(6)布置在两台所述前卡式油压千斤顶(5)和预制上卡座(4)之间。
5.根据权利要求4所述一种单、双套筒单、双向调节斜拉索的张拉装置的施工方法，其特征在于:所述前卡式油压千斤顶(5)布置在斜拉索(12)两侧，对称进行张拉，张拉力采用穿心式荷载传感器(6)、油压表(18)进行力的双控，使斜拉索的索力既不超张拉，也不欠张拉。
【文档编号】E01D21/00GK104452595SQ201410636757
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】袁爱民, 何雨, 吴闻秀, 程宏斌, 钱守龙, 董华能 申请人:河海大学