一种前支点挂蓝施工的张拉装置及其张拉施工方法与流程

本发明涉及一种拉索的张拉转装置及其张拉施工方法，尤其涉及一种前支点挂蓝施工的张拉装置及其张拉施工方法。

背景技术：

当前对斜拉桥采用前支点挂蓝施工工艺中整体张拉的方法有塔端张拉、梁端张拉以及塔端和梁端配合张拉三种方法。与此技术相近的是梁端张拉的方法。梁端张拉通常采用两段长度不同的拉杆进行连接，主要解决了采用单一拉杆从拉索锚头处拆除困难的问题；其不足之处有：1、拆除下拉杆时由于拉杆本身的重量，旋合两拉杆间的连接筒时需要借助起重设备；2、拉杆连接时必须先将拉杆与拉索锚头在桥面上连接好，然后再穿过挂篮的槽进行锚固。这样造成了每安装一根拉索需将长拉杆从桥底面搬运至桥面进行安装，由于拉索锚头连接上拉杆后，其长度较长且重量较重，安装比较困难且长拉杆的外螺纹容易碰伤，造成施工效率低，成本高；3、由于拉杆与拉索锚头在桥面预先安装好，那么只能在挂篮弧面后安装一千斤顶，该千斤顶还需要满足体系转换的要求，因此对于挂篮及扶手架的刚度及强度要求较高，造成施工成本高；4、由于拉杆之间采用刚性连接且拉杆较长，当拉杆与拉索的轴向存在偏角时，会产生附加弯曲应力，降低了拉杆的全系数。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种前支点挂蓝施工的张拉装置及其方法，使两拉杆之间的连接仅通过人工旋合或插销销接就可以实现拆卸与安装，同时避免长拉杆的反复的搬运使施工更便捷；该方法通过在拉索锚固点设置一大张拉千斤顶以及在挂篮弧面后设置一小张拉千斤顶，这样可以对挂篮及扶手架的结构进行进一步的优化，降低施工成本，同时提高拉杆的安全系数。

解决上述问题的技术方案是：一种前支点挂蓝施工的张拉装置，包括张拉机构、转换头和拉杆，其特征在于：所述张拉机构包括位于上部的张拉机构ⅰ和位于下部的张拉机构ⅱ两个张拉机构，所述拉杆包括短拉杆、长拉杆以及连接短拉杆和长拉杆的柔性连接装置；所述张拉机构ⅰ包括大张拉千斤顶和撑脚ⅰ，张拉机构ⅱ包括小张拉千斤顶和撑脚ⅱ；

安装时，短拉杆的上端通过转换头上端与桥面上的拉索锚头连接，通过撑脚支撑在梁端锚垫板上，张拉机构ⅰ的大张拉千斤顶安装在短拉杆中下部，通过螺母ⅰ锁紧，短拉杆下端与柔性连接装置上端连接，长拉杆的上端与柔性连接装置的下端连接，长拉杆的下端通过螺母ⅲ与张拉机构ⅱ连接，从而将张拉装置的短拉杆与长拉杆通过柔性连接装置柔性连接。

所述的一种前支点挂蓝施工的张拉装置的进一步技术方案是：

所述的柔性连接装置是球铰连接装置，该球铰连接装置包括顺次连接的连接螺母、球形螺母和连接套；

安装时，短拉杆下端与球铰连接装置的连接螺母连接，螺母ⅰ将拉索锚头和短拉杆固定在设计位置；

球铰连接装置的连接套和球形螺母与长拉杆上端连接，长拉杆的下端通过螺母ⅲ与位于挂篮下部的张拉机构ⅱ连接；

球铰连接装置的连接螺母与连接套连接，从而将张拉装置的短拉杆与长拉杆通过球铰连接装置柔性连接。

所述的一种前支点挂蓝施工的张拉装置的进一步技术方案或是：所述的柔性连接装置是叉耳销接连接装置，该叉耳销接连接装置包括耳板、销轴和叉耳，安装时，短拉杆下端与叉耳销接连接装置的耳板/叉耳的上端连接，螺母ⅰ将拉索锚头和短拉杆固定在设计位置；

叉耳销接连接装置的叉耳/耳板的下端与长拉杆上端连接，长拉杆的下端通过螺母ⅲ与位于挂篮下部的张拉机构ⅱ连接；

叉耳销接连接装置的叉耳/耳板的上端通过销轴与耳板/叉耳的下端连接，从而将张拉装置的短拉杆与长拉杆通过叉耳销接连接装置柔性连接。

相关的另一技术方案是：一种采用前支点挂蓝张拉施工方法，它是采用上述的柔性连接装置是球铰连接装置的一种前支点挂蓝施工的张拉装置实现前支点挂蓝张拉施工的方法，它包括以下步骤：

a1、安装张拉装置上部：

将转换头、短拉杆与拉索锚头在桥面上进行连接好，穿索后安装张拉机构ⅰ，将螺母ⅰ旋入短拉杆直至锁紧张拉机构ⅰ，以将拉索锚头、短拉杆固定在设计位置；球铰连接装置的连接螺母与短拉杆连接；

b1、安装张拉装置下部：

将螺母ⅱ旋入长拉杆螺纹上端尽头并将球铰连接装置的球形螺母和连接套与长拉杆预连接好，然后将长拉杆穿入挂篮的槽中，在挂篮的下端将长拉杆的下端通过螺母ⅲ与张拉机构ⅱ连接；

c1、将球铰连接装置的上、下部份连接成一体：

将球铰连接装置的连接螺母与连接套旋合，将球铰连接装置的上、下部份连接成一体，从而将张拉装置的短拉杆与长拉杆通过球铰连接装置柔性连接；

d1、第一次张拉：

利用挂篮弧面后安装的张拉机构ⅱ的小张拉千斤顶进行张拉；

e1、第二次张拉：

待浇注完成后进行体系转换时，拉索锚固处的张拉机构ⅰ的大张拉千斤顶进行张拉，最后旋合拉索锚头上的螺母来完成体系转换；

f、施工拆卸：

f1：将球铰连接装置的上、下部份拆开；

预先将长拉杆提起，利用连接螺母与球形螺母的间隙空间来旋松连接套与连接螺母的连接：

f2：向下旋紧长拉杆螺纹上端的螺母ⅱ直至锁紧张拉机构ⅱ，张拉装置下部——包括球铰连接装置的球形螺母和连接套、长拉杆、螺母、螺母、张拉机构ⅱ不拆卸，留在挂篮内，随挂篮一起移动进行下一节段梁的浇注；

f3：将张拉装置的上部分——包括：张拉机构ⅰ、短拉杆、螺母ⅰ、转换头、球铰连接装置的连接螺母拆下、用于下一根拉索的连接。

相关的另一技术方案或是：一种采用前支点挂蓝张拉施工方法，它是采用上述的柔性连接装置是是叉耳销接连接装置的一种前支点挂蓝施工的张拉装置实现前支点挂蓝张拉施工的方法，它包括以下步骤：

a2、安装张拉装置上部：

将转换头、短拉杆与拉索锚头在桥面上进行连接好，穿索后安装张拉机构ⅰ，将螺母ⅰ旋入短拉杆直至锁紧张拉机构ⅰ，将拉索锚头、短拉杆固定在设计位置；将叉耳销接连接装置的耳板/叉耳的上端与短拉杆的下端连接；

b2、安装张拉装置下部：

将螺母ⅱ旋入长拉杆螺纹上端尽头并将叉耳销接连接装置的叉耳/耳板的下端与长拉杆上端预连接，然后将长拉杆穿入挂篮的槽中，在挂篮的下端将长拉杆的下端通过螺母ⅲ与张拉机构ⅱ连接；

c2、将叉耳销接连接装置的上、下部份连接成一体：

将叉耳销接连接装置的叉耳/耳板的上端通过销轴与耳板/叉耳的下端连接，从而将张拉装置的短拉杆与长拉杆通过叉耳销接连接装置柔性连接；

d2、第一次张拉：

利用挂篮弧面后安装的张拉机构ⅱ的小张拉千斤顶进行张拉；

e2、第二次张拉：

待浇注完成后进行体系转换时，拉索锚固处的张拉机构ⅰ的大张拉千斤顶进行张拉；

f2、施工拆卸：

f21：将叉耳销接连接装置的上、下部份拆开；

预先将长拉杆提起，取掉销轴，拆开叉耳销接连接装置的上、下部份的连接：

f22：向下旋紧螺母直至锁紧张拉机构ⅱ，张拉装置下部——包括叉耳销接连接装置的叉耳/耳板的下端、长拉杆、螺ⅱ、螺母ⅲ、张拉机构ⅱ不拆卸，留在挂篮内，随挂篮一起移动进行下一节段梁的浇注；

f23：将张拉装置的上部分——包括：张拉机构ⅰ、短拉杆、螺母ⅰ、转换头、叉耳销接连接装置的耳板/叉耳拆下、用于下一根拉索的连接。

由于采取上述结构，本发明之《一种前支点挂蓝施工的张拉装置及其张拉施工方法》具有以下有益效果：

1、施工方便、快捷，施工效率高，对设备要求不高，降低了施工成本：

①、本发明之《一种前支点挂蓝施工的张拉装置》将拉杆分成长拉杆和短拉杆两部分，连接短拉杆5和长拉杆7的是柔性连接装置6，使两拉杆之间的连接仅通过人工旋合两拉杆间的连接套或插销插、取就可以实现拆卸与安装，短拉杆较短，张拉装置上部整体重量较轻，减少了对人员和起重设备的需求。

②拉索锚头连上连接头及短拉杆后长度较短且重量较轻，安装比较便捷，不易碰伤螺纹，施工效率高。

③、体系转换由安装于拉索锚固处的千斤顶完成，因此对挂篮及扶手架的刚度及强度要求降低，减少了施工成本。

2、拉杆之间通过柔性连接装置6柔性连接，不存在附加弯曲应力，提高了拉杆的安全系数。

综上所述，本发明装置和方法对从人员需求、施工效率、施工成本、安全系数四个方面进行优化，大降低了桥梁建设成本，运用前景好。

下面结合附图和实施例对本发明之《一种前支点挂蓝施工的张拉装置及其张拉施工方法》的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1是本发明一种前支点挂蓝施工的张拉装置结构及安装使用状态示意图；

图2是实施例一所述柔性连接装置为球铰连接装置的一种前支点挂蓝施工的张拉装置结构及安装使用状态示意图；

图3是实施例二所述柔性连接装置为叉耳销接连接装置的一种前支点挂蓝施工的张拉装置结构及安装使用状态示意图；

图4是实施例一球铰连接装置的结构示意图；

图5是实施例二之叉耳销接连接装置的另一种安装方式结构示意图。

图1-图5中：

1-拉索锚头，2-转换头，3-张拉机构ⅰ，31-撑脚ⅰ，32-大张拉千斤顶；

41-螺母ⅰ，42-螺母ⅱ，43-螺母ⅲ；5-短拉杆；6-柔性连接装置，

61-球铰连接装置，611-连接螺母，612-球形螺母，613-连接套；

62-叉耳销接连接装置，621-耳板，622-销轴，623-叉耳；

7-长拉杆，8-张拉机构ⅱ，81-撑脚ⅱ，82-小张拉千斤顶，9-斜拉索，10-挂篮；

a-待浇筑梁段，b-已浇筑梁段。

具体实施方式

一种前支点挂蓝施工的张拉装置：

如图1所示，该前支点挂蓝施工的张拉装置包括张拉机构、转换头和拉杆，所述张拉机构包括位于上部的张拉机构ⅰ3和位于下部的张拉机构ⅱ8两个张拉机构，所述拉杆包括短拉杆5、长拉杆7以及连接短拉杆5、长拉杆7的柔性连接装置6；

安装时，短拉杆5的上端通过转换头2上端与桥面上的拉索锚头1连接，通过撑脚支撑在梁端锚垫板上，张拉机构ⅰ3的大张拉千斤顶32安装在短拉杆5中下部，通过螺母ⅰ41锁紧，短拉杆5下端与柔性连接装置6上端连接，长拉杆7的上端与柔性连接装置6的下端连接，长拉杆7的下端通过螺母ⅲ43与张拉机构ⅱ8连接，从而将张拉装置的短拉杆5与长拉杆7通过柔性连接装置6柔性连接。

根据柔性连接装置6的结构不同，有以下两种不同实施方式；

实施例一

柔性连接装置是球铰连接装置的一种前支点挂蓝施工的张拉装置：

如图2、图4所示，该前支点挂蓝施工的张拉装置的连接装置是球铰连接装置61，该球铰连接装置包括顺次连接的连接螺母611、球形螺母612和连接套613；

安装时，短拉杆5的上端通过转换头2上端与桥面上的拉索锚头1连接，通过撑脚支撑在梁端锚垫板上，张拉机构ⅰ3的大张拉千斤顶32安装在短拉杆5中下部，通过螺母ⅰ41锁紧，短拉杆5下端与球铰连接装置61的连接螺母611连接，螺母ⅰ41将拉索锚头和短拉杆固定在设计位置；将拉索锚头1和短拉杆5固定在设计位置；

球铰连接装置61的连接套613和球形螺母612与长拉杆7上端连接，长拉杆7的下端通过螺母ⅲ43与位于挂篮10下部的张拉机构ⅱ8连接；

球铰连接装置61的连接螺母611与连接套613连接，从而将张拉装置的短拉杆5与长拉杆7通过球铰连接装置61柔性连接。

将该球铰连接的一种前支点挂蓝施工的张拉装置用于张拉施工的方法包括以下步骤：

a1、安装张拉装置上部：

将转换头、短拉杆与拉索锚头在桥面上进行连接好，穿索后安装张拉机构ⅰ3，将张拉机构ⅰ3的大张拉千斤顶32安装在短拉杆5中下部，将螺母ⅰ41旋入短拉杆直至锁紧张拉机构ⅰ3，以将拉索锚头、短拉杆固定在设计位置，球铰连接装置61的连接螺母611与短拉杆连接；

b1、安装张拉装置下部：

将螺母42旋入长拉杆螺纹上端尽头并将球铰连接装置61的球形螺母612和连接套613与长拉杆预连接好，然后将长拉杆穿入挂篮10的槽中，在挂篮的下端将长拉杆7的下端通过螺母43与张拉机构ⅱ8连接；

c1、将柔性连接装置6的上、下部份连接成一体：

将球铰连接装置61的连接螺母611与连接套613旋合，将球铰连接装置61的上、下部份连接成一体，从而将张拉装置的短拉杆5与长拉杆7通过球铰连接装置61柔性连接；

d1、第一次张拉：

利用挂篮弧面后安装的张拉机构ⅱ8的小张拉千斤顶82进行张拉；

e1、第二次张拉：

待浇注完成后进行体系转换时，利用拉索锚固处的张拉机构ⅰ3的大张拉千斤顶32进行张拉，最后旋合拉索锚头上的螺母来完成体系转换；

f1、施工拆卸时，

f11：将球铰连接装置61的上、下部份拆开；

预先将长拉杆提起，利用连接螺母与球形螺母的间隙空间来旋松连接套与连接螺母的连接：

f12：向下旋紧长拉杆7螺纹上端的螺母42直至锁紧张拉机构ⅱ8，张拉装置下部——包括球铰连接装置61的球形螺母612和连接套613、长拉杆7、螺母42、螺母43、张拉机构ⅱ8不拆卸，留在挂篮内，随挂篮一起移动进行下一节段梁的浇注；

f13：将张拉装置的上部分——包括：张拉机构ⅰ3、短拉杆、螺母ⅰ41、转换头、球铰连接装置61的连接螺母拆下、用于下一根拉索的连接。

实施例二

柔性连接装置是叉耳销接连接装置的一种前支点挂蓝施工的张拉装置：

如图1、图3所示，该前支点挂蓝施工的张拉装置的连接装置是叉耳销接连接装置，该叉耳销接连接装置62包括耳板621、销轴622和叉耳623；

安装时，短拉杆5的上端通过转换头2上端与桥面上的拉索锚头1连接，通过撑脚支撑在梁端锚垫板上，张拉机构ⅰ3的大张拉千斤顶32安装在短拉杆5中下部，通过螺母ⅰ41锁紧；短拉杆5下端与叉耳销接连接装置62的耳板621的上端连接，将拉索锚头和短拉杆固定在设计位置；

叉耳销接连接装置62的叉耳623的下端与长拉杆7上端连接，长拉杆7的下端通过螺母ⅲ43与位于挂篮下部的张拉机构ⅱ8连接；

叉耳销接连接装置62的叉耳623的上端通过销轴622与耳板621的下端连接，从而将张拉装置的长拉杆7与短拉杆5通过叉耳销接连接装置62柔性连接。

将本实施例二之柔性连接装置是叉耳销接连接装置的一种前支点挂蓝施工的张拉装置用于张拉施工的方法包括以下步骤：

a2a、安装张拉装置上部：

将转换头、短拉杆与拉索锚头在桥面上进行连接好，穿索后安装张拉机构ⅰ3，将张拉机构ⅰ3的大张拉千斤顶32安装在短拉杆5中下部，螺母ⅰ41旋入短拉杆直至锁紧张拉机构ⅰ3，以将拉索锚头、短拉杆固定在设计位置；将叉耳销接连接装置62的耳板621的上端与短拉杆的下端连接；

b2a、安装张拉装置下部：

将螺母ⅱ42旋入长拉杆7螺纹上端尽头并将叉耳销接连接装置62的叉耳623的下端与长拉杆7上端预连接，然后将长拉杆穿入挂篮的槽中，在挂篮的下端将长拉杆7的下端通过螺母ⅲ43与张拉机构ⅱ8连接；

c2a、将叉耳销接连接装置62的上、下部份连接成一体：

将叉耳销接连接装置62的叉耳623的上端通过销轴622与耳板621的下端连接，从而将张拉装置的长拉杆7与短拉杆5通过叉耳销接连接装置62柔性连接；

d2a、第一次张拉：

利用挂篮弧面后安装的张拉机构ⅱ8的小张拉千斤顶82进行张拉；

e2a、第二次张拉：

待浇注完成后进行体系转换时，利用拉索锚固处的张拉机构ⅰ3的大张拉千斤顶32进行张拉；

f2a、施工拆卸时，

f2a1：将叉耳销接连接装置62的上、下部份拆开；

预先将长拉杆提起，取掉销轴622，拆开叉耳销接连接装置62的上、下部份的连接：

f2a2：向下旋紧螺母42直至锁紧张拉机构ⅱ8，张拉装置下部——包括叉耳销接连接装置62的叉耳623、长拉杆7、螺母42、螺母43、张拉机构ⅱ8不拆卸，留在挂篮内，随挂篮一起移动进行下一节段梁的浇注；

f2a3：将张拉装置的上部分——包括：张拉机构ⅰ3、短拉杆、螺母ⅰ41、转换头、叉耳销接连接装置62的耳板621拆下、用于下一根拉索的连接。

作为本发明实施例二的一种变换，叉耳销接连接装置62与长、短拉杆的连接方式也可以调换，即如图5所示，安装时，将短拉杆5下端与叉耳销接连接装置62的叉耳623的上端连接，将拉索锚头和短拉杆固定在设计位置；

叉耳销接连接装置62的耳板621的下端与长拉杆7上端连接，长拉杆7的下端通过螺母ⅲ43与位于挂篮下部的张拉机构ⅱ8连接；

叉耳销接连接装置62的耳板621的上端通过销轴622与叉耳623的下端连接，从而将张拉装置的长拉杆7与短拉杆5通过叉耳销接连接装置62柔性连接。

其用于施工方法也如上所述基本相同，只是将柔性连接装置叉耳销接连接装置62与长、短拉杆的连接方式进行调换，即在“a2a、安装张拉装置上部，b2a、安装张拉装置下部，c2a、将叉耳销接连接装置62的上、下部份连接成一体”3个步骤以及f2a、施工拆卸步骤作一些改变，具体步骤如下：

a2b、安装张拉装置上部：

将转换头、短拉杆与拉索锚头在桥面上进行连接好，穿索后安装张拉机构ⅰ3，将张拉机构ⅰ3的大张拉千斤顶32安装在短拉杆5中下部，螺母ⅰ41旋入短拉杆直至锁紧张拉机构ⅰ3，以将拉索锚头、短拉杆固定在设计位置；将叉耳销接连接装置62的叉耳623的上端与短拉杆的下端连接；

b2b、安装张拉装置下部：

将螺母42旋入长拉杆螺纹上端尽头并将叉耳销接连接装置62的耳板621的下端与长拉杆7上端预连接，然后将长拉杆穿入挂篮的槽中，在挂篮的下端将长拉杆7的下端通过螺母ⅲ43与张拉机构ⅱ8连接；

c2b、将叉耳销接连接装置62的上、下部份连接成一体：

将叉耳销接连接装置62的耳板621的上端通过销轴622与叉耳623的下端连接，从而将张拉装置的长拉杆7与短拉杆5通过叉耳销接连接装置62柔性连接；

d2b、第一次张拉：

利用挂篮弧面后安装的张拉机构ⅱ8的小张拉千斤顶82进行张拉；

e2b、第二次张拉：

待浇注完成后进行体系转换时，拉索锚固处的张拉机构ⅰ3的大张拉千斤顶32进行张拉；

f2b、施工拆卸时，

f2b1：将叉耳销接连接装置62的上、下部份拆开；

预先将长拉杆提起，取掉销轴622，拆开叉耳销接连接装置62的上、下部份的连接：

f2b2：向下旋紧螺母42直至锁紧张拉机构ⅱ8，将张拉装置下部——包括叉耳销接连接装置62的耳板621的下端、长拉杆7、螺母ⅱ42、螺母ⅲ43和张拉机构ⅱ8不拆卸，留在挂篮内，随挂篮一起移动进行下一节段梁的浇注；

f2b3：将张拉装置的上部分——包括：张拉机构ⅰ3、短拉杆、螺母ⅰ41、转换头、叉耳销接连接装置62的叉耳623拆下、用于下一根拉索的连接。