CN100476075C - 带分丝圈的系杆索体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

带分丝圈的系杆索体系及其施工方法，其特征是在系杆索的外套管内，位于支撑托架所在位置处设置分丝圈，分丝圈为圆盘状构件，分丝圈具有相互独立的、与钢绞线的数量相等的、轴线均与外套管的轴线相平行的用于穿钢绞线的钢绞线通孔，每根钢绞线独立穿设在分丝圈对应位置处的钢绞线通孔中，形成各根钢绞线之间的平行且相互独立。本发明可以保证各根钢绞线相互独立，便于单根钢绞线的安装、张拉、监测及更换，避免HDPE外套管在支撑托架支撑位置处发生横向膨胀变形。

Description

带分丝圈的系杆索体系及其施工方法

技术领域：

本发明涉及应用于混凝土或钢结构，如钢管拱结构桥梁中的系杆索体系，及其施工方法。

背景技术：

拱桥在桥梁工程中有悠久的应用历史，是桥梁中采用很广泛的一种结构型式。而系杆索在拱桥中是承受着由恒载及活载所引起的水平推力的关键结构单元，是桥梁工程的生命所在。随着现代桥梁向大跨径的不断发展，应用于拱桥中的系杆索的规格也越来越大。按照现有技术，所采用的钢绞线系杆索是由钢绞线成品索或多根无黏结钢绞线与系杆索锚具制成，其中的索体部分是由HDPE外套管内穿高强度低松弛预应力钢绞线束制成。索体本身的重量是由每3～5米间隔的支撑托架进行支撑。

这种结构形式在系杆索的施工及使用维护过程中有如下的缺陷及不便：

1、对于系杆索，钢绞线穿过HDPE外套管时不能保证各根钢绞线之间独立和平行设置，各钢绞线之间相互干扰摩擦，也就无法实现单根张拉，会给施工带来不便，增加施工成本。

2、对于规格较大的系杆索，即使张拉到系杆索的控制应力，由于自身的重量，势必会造成管道内的钢绞线相互挤压、重叠，这种情况下，不但无法进行单根张拉，将来也无法进行单根钢绞线的更换，给施工及使用中桥梁的维护带来了极为不便。

3、由于起支撑作用的支撑托架与系杆索的HDPE外套管的接触面较小，会造成支撑位置处HDPE外套管发生横向膨胀变形，影响施工及索体的美观，甚至造成损坏，使系杆索局部失去外套管的保护，影响到系杆索的使用寿命。

发明内容：

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种带分丝圈的系杆索体系，以保证各根钢绞线相互独立，便于单根钢绞线的安装、张拉、监测及更换，避免HDPE外套管在支撑托架支撑位置处发生横向膨胀变形。

本发明同时提供该系杆索体系的施工方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案是：

本发明带分丝圈的系杆索体系，其结构特点是在系杆索的外套管内，位于支撑托架所在位置处设置分丝圈，分丝圈为圆盘状构件，分丝圈具有相互独立的、与钢绞线的数量相等的、轴线均与外套管的轴线相平行的用于穿钢绞线的钢绞线通孔，每根钢绞线独立穿设在分丝圈对应位置处的钢绞线通孔中，形成各根钢绞线之间的平行且相互独立。

本发明带分丝圈的系杆索体系的结构特点也在于分丝圈的外周，呈三角形的位置上分别设置一只定位绳孔和两只导轨绳孔。

本发明带分丝圈的系杆索体系施工方法的特点是按如下步骤进行：

a、以一根定位绳贯穿各分丝圈上的定位绳孔，形成各分丝圈在定位绳上的串联，按照相邻分丝圈在外套管中设定间距的要求，将各分丝圈在定位绳上进行定位；

b、在分丝圈的钢绞线通孔中，按照各根钢绞线在各分丝圈中的穿线设置，引入各根相互独立的钢绞线牵引绳；

c、在外套管中预留一根引导绳，并将外套管安装就位；以弧形连接板在其板的一端连接引导绳，在其板的另一端分别连接卷扬机钢丝绳和两根导轨绳，通过对引导绳的牵引，使卷扬机钢丝绳和两根导轨绳贯穿外套管的两端，随后卸去引导绳；

d、将两根导轨绳分别引入各分丝圈上的对应位置上的导轨绳孔中，在两端将导轨绳绷紧，分丝圈与导轨绳滑配合；

e、在卷扬机的牵引下，以导轨绳为滑轨，通过卷扬机钢丝绳将由定位绳串联的各分丝圈引入外套管中，张紧定位绳，使各分丝圈按定位绳确定的间距在外套管内处于支撑托架所在位置就位；

f、依次将各根钢绞线一一对应地连接在各牵引绳的绳端，首先通过牵引绳将卷扬机钢丝绳引入，再由引入的卷扬机钢丝绳与对应位置上的钢绞线相连接，由卷扬机对钢绞线进行牵引，从而将各根钢绞线依次引入分丝圈上对应的钢绞线通孔中；

g、通过卷扬机对于钢绞线单根逐次施加索力，直至达到最终索力要求。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明利用分丝圈使系杆索中各根钢绞线保持独立且平行设置，可以实现单根张拉，更好地控制每束索中各根钢绞线索力的均匀性，也便于施工，节约施工成本。

2、本发明中间隔设置的分丝圈使系杆索中各根钢绞线相互隔开，不相互重叠，不相互挤压，使得桥梁在将来使用维护中非常便利，即可以在不影响交通的情况下对任意一根钢绞线进行索力的监测和更换。

3、本发明中各分丝圈布置在支撑托架上，提高了系杆索支撑位置处HDPE外套管的刚度，有效避免了HDPE外套管的横向膨胀变形，便利了系杆索的施工，维护了系杆索的美观，保证了外套管的正常寿命。

4、本发明可以使施工机具轻便化、小型化，便于施工、监测、维护，节省了人力、物力和施工时间，降低施工及使用成本。

附图说明：

图1为本发明分丝圈端面结构示意图。

图2为图1的A-A剖视示意图。

图3为弧形连接板结构示意图。

图4为图3俯视结构示意图。

图5为本发明分丝圈、定位绳和钢绞线牵引绳组装示意图。

图6为本发明各分丝圈与定位绳之间由定位块定位结构示意图。

图7为本发明外套管安装示意图。

图8为图7断面结构示意图。

图9为本发明向外套管中引入卷扬机钢丝绳和导轨绳状态示意图。

图10为本发明向外套管中拖入分丝圈状态示意图。

图11为本发明调整并固定定位绳使分丝圈在外套管中就位示意图。

图12为图11断面结构示意图。

图13为本发明利用牵引绳带入卷扬机钢丝绳示意图。

图14为本发明利用卷扬机钢丝绳带入钢绞线示意图。

图中标号：1外套管、2支撑托架、3分丝圈、4钢绞线、5钢绞线通孔、6定位绳孔、7导轨绳孔、8定位绳、9钢绞线牵引绳、10引导绳、11弧形连接板、12卷扬机钢丝绳、13导轨绳、14卷扬机、15定位块。

以下通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

参见图1、图2和图14，本实施例中带分丝圈的系杆索体系，是在系杆索的外套管1内，位于支撑托架2所在位置处设置分丝圈3。图1、图2所示，分丝圈3为圆盘状构件，分丝圈3具有相互独立的、与钢绞线4的数量相等的、轴线均与外套管轴线相平行的各钢绞线通孔5，每根钢绞线4独立穿设在分丝圈3对应位置处的钢绞线通孔5中，形成各根钢绞线4之间的平行且相互独立。为了便于施工，应在分丝圈3的外周，呈三角形的位置上分别设置一只定位绳孔6和两只导轨绳孔7。

具体施工按如下步骤进行：

1、以一根定位绳8贯穿各分丝圈3上的定位绳孔6，形成各分丝圈3在定位绳8上的串联(图5所示)，并按照相邻分丝圈3在外套管1中设定间距的要求，将各分丝圈3通过位于其两侧的定位块15在定位绳8上进行定位(图6所示)；

2、在分丝圈3的钢绞线通孔5中，按照各根钢绞线4在各分丝圈3中的穿线设置，引入各根相互独的钢绞线牵引绳9(图5、图6所示)；

3、在外套管1中预留一根引导绳10(图7所示)，并将外套管1在支撑托架2上安装就位(图7、图8所示)，支撑托架2为滚轮托架；采用图3、图4所示的弧形连接板11，如图3、图4和图9所示，在弧形连接板11的一侧连接引导绳10，在其板的另一侧分别连接卷扬机钢丝绳12和两根导轨绳13，通过对引导绳10的牵引，使用卷扬机钢丝绳12和两根导轨绳13贯穿外套管1的两端，随后卸去引导绳10；

4、将两根导轨绳13分别引入各分丝圈3上的对应位置上的导轨绳孔7，将导轨绳13在其绳的两端绷紧，分丝圈3与导轨绳13滑配合(图10所示)；

5、在卷扬机14的牵引下，以导轨绳13为导向滑轨，通过卷扬机钢丝绳12将由定位绳8串联的各分丝圈3拖入外套管1中，继而在外套管1的两端张紧定位绳8，使各分丝圈3按定位绳8确定的间距在外套管1内处于支撑托架2所在位置就位(图10、图11和图12所示)；

6、依次将各根钢绞线4一一对应地连接在各牵引绳9的绳端，首先通过牵引绳9将卷扬机钢丝绳12引入(图13所示)，再由引入的卷扬机钢丝绳12与对应位置上的钢绞线4相连接，由卷扬机14通过卷扬机钢丝绳12对钢绞线4进行牵引，从而将各根钢绞线4依次引入分丝圈3上对应的钢绞线通孔5中(图14所示)；

7、通过卷扬机14对于钢绞线4单根逐次施加索力，直至达到最终索力要求。

具体实施中，各构件的设置包括：

外套管1：采用HDPE管，为了保证分丝圈3能够顺利被拖入外套管1中，可以将分丝圈3的外径设置为比外套管1的内径小4～6mm。

分丝圈3：取材为HDPE。

定位绳8：取材为高强钢丝，投入使用之前，按照与相邻支撑托架间距相等的距离，用计米器标出记号，定位绳用于保证分丝圈在HDPE外套管内的正确间距和位置。

钢绞线牵引绳9：材质为尼龙，数量与钢绞线根数相同，其作用是一端连接卷扬机钢丝绳12，一端连接钢绞线4，在卷扬机14的驱动下，分别将各根钢绞线4穿入处在外套管1中的分丝圈3。

弧形连接板11：材质为钢板，其外圆弧面可在外套管1的内孔无扭转滑动，其内弧面一端有连接于引导绳10的连接口，另一端有连接于导轨绳13及卷扬机钢丝绳12的连接口，引导绳10、两根平行的导轨绳13及卷扬机钢丝绳12分别连接在弧形连接板11的对应接口上，通过引导绳10的牵引，可以保证两根导轨绳13之间的平行，不会发生扭转(图3、图4所示)。

导轨绳13：材质为高强钢丝，共有两根，在HDPE外套管内平行张紧作导轨，使分丝圈3沿此导轨进入外套管内不会发生扭转。

在桥梁的使用维护中，可以进行单根换索，即：可以对其中任一根损坏的钢绞线4进行更换，其方法是将待换的钢绞线4的一端与卷扬机钢丝绳12相连，另一端与新钢绞线相连，启动卷扬机带入新钢绞线就位，再对此根钢绞线张拉至所要索力。

Claims (2)

1、带分丝圈的系杆索体系，在所述系杆索的外套管(1)内，位于支撑托架(2)所在位置处设置分丝圈(3)，所述分丝圈(3)为圆盘状构件，分丝圈(3)具有相互独立的、与钢绞线(4)的数量相等的、轴线均与外套管(1)的轴线相平行的用于穿钢绞线(4)的钢绞线通孔(5)，每根钢绞线(4)独立穿设在分丝圈(3)对应位置处的钢绞线通孔(5)中，形成各根钢绞线(4)之间的平行且相互独立；其特征是在所述分丝圈(3)的外周，呈三角形的位置上分别设置一只定位绳孔(6)和两只导轨绳孔(7)。

2、权利要求1所述带分丝圈的系杆索体系的施工方法，其特征是按如下步骤进行：

a、以一根定位绳(8)贯穿各分丝圈(3)上的定位绳孔(6)，形成各分丝圈(3)在定位绳(8)上的串联，按照相邻分丝圈(3)在外套管(1)中设定间距的要求，将各分丝圈(3)通过位于其两侧的定位块(15)在定位绳(8)上进行定位；

b、在分丝圈(3)的钢绞线通孔(5)中，按照各根钢绞线(4)在各分丝圈(3)中的穿线设置，引入各根相互独立的钢绞线牵引绳(9)；

c、在外套管(1)中预留一根引导绳(10)，并将外套管(1)安装就位；以弧形连接板(11)在其板的一端连接引导绳(10)，在其板的另一端分别连接卷扬机钢丝绳(12)和两根导轨绳(13)，通过对引导绳(10)的牵引，使卷扬机钢丝绳(12)和两根导轨绳(13)贯穿外套管(1)的两端，随后卸去引导绳(10)；

d、将两根导轨绳(13)分别引入各分丝圈上的对应位置上的导轨绳孔(7)中，在两端将导轨绳(13)绷紧，分丝圈(3)与导轨绳(13)滑配合；

e、在卷扬机(14)的牵引下，以导轨绳(13)为滑轨，通过卷扬机钢丝绳(12)将由定位绳(8)串联的各分丝圈(3)引入外套管(1)中，张紧定位绳(8)，使各分丝圈(3)按定位绳(8)确定的间距在外套管(1)内处于支撑托架(2)所在位置就位；

f、依次将各根钢绞线(4)一一对应地连接在各牵引绳(9)的绳端，首先通过牵引绳(9)将卷扬机钢丝绳(12)引入，再由引入的卷扬机钢丝绳(12)与对应位置上的钢绞线(4)相连接，由卷扬机(14)对钢绞线(4)进行牵引，从而将各根钢绞线(4)依次引入分丝圈(3)上对应的钢绞线通孔(5)中；

g、通过卷扬机(14)对于钢绞线(4)单根逐次施加索力，直至达到最终索力要求。

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