CN101981772B - 用于将缆索的索股牵引到管道内的方法和相应系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于将多股缆索中的索股或索股组牵引到管道(3)中的方法。根据这个方法，将被牵引到管道中的索股或索股组(2)通过拉张状态的驱动元件(1)的移动，从管道的一端传输另一端，索股或索股组暂时地连接到该驱动元件上。此外，拉张状态的驱动元件被设计为不会进入到先前安装好的索股束中。

Description

用于将缆索的索股牵引到管道内的方法和相应系统

本发明涉及将缆索的索股牵引到管道内。

将缆索的索股牵引到管道内普遍应用在一些领域中。其例如但不是排外地使用在后张法预应力混凝土技术中，以使得多股缆索在预先整合到混凝土中的具有圆形横截面的护套内安装然后拉张，从而压紧该结构。

牵引通常在卷扬机钢索的帮助下进行，被牵引的缆索各索股暂时与该卷扬机钢索相联。

然而，特别地对于某些需要非直线预应力线路的结构来说，比如就像具有倒置U形线条的圆屋顶，用于牵引索股的传统方法就不适宜了。

在牵引一条或多条新的索股的过程中，可能会发生卷扬机钢索进入到预先安装好的索股束中，特别是在管道的一些非直线区域。这对于卷扬机钢索在管道内的前进是有害的。

卷扬机钢索甚至可能会与预先安装好的索股相互缠绕。这种情况下，将卷扬机钢索和索股分开被证明是非常复杂的。

除了这些缺点，卷扬机钢索与先前安装好的索股接触后会损坏这些先前安装的索股，比如以撕开围绕这些索股的任何塑料护套而告终。

本发明的目的在于提供一种牵引索股的改进方法。

本发明因此提出了一种用于将多股缆索的索股或索股组(sub-groups of strands)牵引到管道内的方法。根据此方法，被牵引的索股或索股组通过处于拉张状态的驱动元件的运动从管道的第一端传输到第二端，被牵引的索股或索股组暂时与该驱动元件相联。此外，处于拉张状态的驱动元件被设计成不会进入到先前安装好的索股束中。

由于处于拉张状态的驱动元件不会进入到先前安装好的索股束中，所以驱动元件在管道内的前进不会受到阻碍。此外，也不会再有驱动元件和先前安装好的索股束之间发生互相缠绕的危险。对先前安装好的索股与驱动元件相接触引起的损坏危险也被降低了。

根据以下能够以所有可能方式进行结合的优选的实施例：

-拉张状态的驱动元件具有足够的尺寸和/或足够的刚性，使得其不会扭转或绕着被牵引的索股或索股组旋转；

-驱动元件具有适于以下至少一项的横向尺寸：管道的尺寸、管道的线路，多股缆索的索股总量以及索股的直径；

-驱动元件沿着管道的整个长度延伸；

-被牵引的索股或索股组相对于拉张状态的驱动元件被布置在与先前安装好的索股束位于同一侧；

-被牵引的索股或索股组通过紧固到固定在驱动元件上的滑梭而与驱动元件暂时相联；

-滑梭被设计成不会进入到先前安装好的索股束中；

-驱动元件的牵引在位于管道第二端的第一卷扬机的帮助下进行；

-该驱动元件连接到位于管道第一端的第二卷扬机上；

-驱动元件的拉张通过第一卷扬机施加的牵引以及第二卷扬机施加的制动来执行；

-管道具有非直线的线路；

-管道包括弯曲的部分，弯曲部分的曲率中心设置在低于管道的所述部分；

-管道包括具有大体上为倒置的U形形状的部分；

-拉张状态的驱动元件具有大体上连续的和平坦的形状；

-驱动元件包括至少一条传送带；

-驱动元件包括多个沿着缆索布置的非连续的元件；

-至少一些非连续的元件为椭圆形或圆形；

-管道包括弯曲的部分，并且至少一些非连续的元件之间的间隔是根据所述部分的曲率半径进行选择的；

-驱动元件的横向尺寸大于管道的横向尺寸的30％；

-驱动元件的横向尺寸大体上等于管道的横向尺寸的60％；和/或

-在完成牵引并解开所述索股或索股组后，接下来将被牵引的索股或索股组通过拉张状态的驱动元件的移动从管道的第二端传输第一端，该接下来将被牵引的索股或索股组暂时与该驱动元件相联；可选地，在一个方向上以及相反方向上，通过驱动元件的移动连续地将索股或索股组牵引到管道内。

本发明还提供了一种被设计用来使用该方法的系统，用于将多股缆索的索股组牵引到上面提到的管道内。该系统包括拉张状态的驱动元件，其适用于通过移动从管道的第一端传输到第二端，被牵引的索股或索股组通过连接装置暂时连接到该驱动元件上。此外，拉张状态的驱动元件被设计成不会进入到先前安装好的索股束内。

通过对下面的非限定性实施例的说明，并参考附图，本发明的其它特征和优点将变得清晰，其中：

-图1示出了将多股缆索的索股或索股组牵引到管道内的非限定性的实例；

-图2为放大的示意图，示出了图1中方框区域内的细节，以及

-图3示出了驱动元件和被牵引的索股之间暂时性的连接的非限定性实例。

现将参考附图描述本发明的实施例。

在这个例子中，其目的在于在管道内安装多股缆索。为此，构成缆索的索股在管道内一股接着一股或者一组接着一组被牵引，每组索股包括相同数量或不同数量的索股。

所讨论的缆索例如为预应力缆索，用于对整合了管道的混凝土结构加压。在这种情况下，构成缆索的索股，例如为金属编织线，其包括围绕着中心丝线的6根外围丝线，每根编织线可选择性地包覆各自的塑料护套。

前面描述的用于牵引索股的方法当然也可应用于其它类型的缆索或作为其它用途。

图1示出了具有倒置U形形状的管道3。换句话说，管道3具有两个竖直的部分，由圆弧形式的部分将两者连接，圆弧的圆心设置在低于该圆弧。这种管道的形状比如可以在混凝土圆屋顶结构中发现，例如一些核用建筑物。

当然其它管道形状也可以被考虑。通过示例的方式，管道可以包括具有除了圆弧外的弯曲的部分，弯曲部分的曲率中心设置在低于管道的所述部分。弯曲部分例如可以为椭圆形形式的弯曲。

更具体地，管道可以具有任何类型的非直线线路，比如有角度的或弯曲的。还可以注意到的是，本发明可以同样应用到具有直线线路的管道上。

在本说明书的余下部分，将涉及缆索安装过程中的特定时刻。在这个时刻，一些数量的索股假定已经预先安装到管道3内。这些先前安装好的索股形成一束(未示出)，其在管道3内延伸并通过重力作用保持在管道底部，管道的圆弧形状的部分位于倒置U形的上部。

根据所选择的观察时间，构成索股束的先前安装的索股的数量可以从零开始，此时正好刚开始安装缆索，直到构成多股缆索的索股总数量小于被牵引的最后一股或一组的索股数量，此时在完成缆索的安装之前进行最后的索股的牵引。

在此缆索安装的时刻，牵引新的索股或索股组2，以加入到先前安装好的缆线束中。

起初，有利的是，索股或索股组2缠绕在索盘4上。在这种情况下，该索股或索股组的一端从索盘上拉出以暂时地与驱动元件1相联，该驱动元件1在牵引操作过程中被拉张通过管道3。

在图1所示的例子中，驱动元件1通过牵引卷扬机T2和制动卷扬机T1的同时作用而被拉张，牵引卷扬机T2向着自身牵引驱动元件1，而制动卷扬机T1通过管道3向着卷扬机T2减缓驱动元件1的前进。当然也可以考虑其他方式拉张驱动元件1。例如，该拉张可以通过索股或索股组2在进入管道3之前，比如在索盘4上，控制其保持力来实现。

卷扬机T1和T2的协同作用导致保持拉张的驱动元件1在管道3内从左端到右端的移动(根据图1中所示的布局)。

一旦索股或索股组2连接到驱动元件1上，它将持续前进穿过整个管道3，直到它的被引入到管道左侧的端部从相同管道的右端离开，从而加入到先前安装好的索股束中。

然后，索股或索股组2可与驱动元件1解开连接。可选择地，可以向着管道3内部保持住该索股，并且如果需要的话，可暂时地将其两端锚固。

当该索股或索股组2并非是最后被牵引到管道3内的索股或索股组时，可以相同方式继续牵引下一索股或索股组。

接下来的牵引可以从管道3的右侧进行，例如使用索盘5，下一被牵引的索股或索股组卷绕在该索盘5上，然后交替地从管道3的左侧和右侧，卷扬机T2和T1轮流执行牵引和制动。作为一变体，牵引也可以总是从管道3的左侧进行，比如通过将驱动元件1“空闲”返回至管道3的左侧。

在图1所示的例子中，驱动元件1沿着管道3的整个长度延伸。

拉张状态的驱动元件1被设计成不会进入到先前安装好的索股束中。为了达到这个目的，其具有足够的升程(lift)或浮动性(floatability)。

驱动元件1的形状、尺寸、刚性或其他的特性参数可以适当地选择以防止驱动元件1进入到先前安装好的索股束中。

根据一个优选的实例，驱动元件1的横向尺寸，比如宽度，可以根据管道3的横向尺寸进行选择，比如根据管道3的直径或其直径之一，或这个管道其它的尺寸来进行选择。

驱动元件1的宽度接近于管道3的直径，这会防止驱动元件与先前安装好的索股相互缠绕，包括在管道3的圆弧形状的部分也不会发生缠绕，在这个地方特别地由于重力的原因驱动元件沉重地抵靠在缆线束上。然而，当先前安装好的索股束较多并占据了该管道的大部分横截面时，驱动元件1太大的宽度会阻止其在管道3内的移动。

对于本领域的技术人员显而易见的是，可以因此寻找到驱动元件1有利的适中宽度，以防止驱动元件1进入到先前安装好的索股束中，同时使得该驱动元件1仍然能在管道3内轻松循环，包括当大量的索股或索股组已经预先安装好的时候。

驱动元件1的宽度大于可被使用的管道3的横向尺寸的30％，比如是最小直径。管道3的直径的大约60％的数值似乎特别地合适。

可选地或另外地，驱动元件1的宽度可以根据索股的直径进行选择。比如，构成用于安装的缆索的索股的直径越小，则拉张状态的驱动元件1的能选择的宽度越大，从而防止先前安装好的索股绕住驱动元件1，并可能地与之缠绕。

仍然是另外地或可选地，拉张状态的驱动元件1的宽度可以根据管道3的线路和/或构成要安装的缆索的索股总量进行调摄。

同样地，驱动元件1可有利地具有足够的刚性以避免发生插入到先前安装的索股束之间的危险。尽管如此，驱动元件可以选择具有足够的柔性以在其被拉张时，能够在管道3中移动，包括在管道的非直线部分内移动。对此也可以寻找一种折衷，这对于本领域的技术人员是显而易见的。

对驱动元件1的不同特性参数也可以相对于施加到该驱动元件上的张力来进行调整。

有利地，拉张状态的驱动元件1具有足够的尺寸和/或刚性，或者其他进一步选择的特性参数，这样驱动元件不会自我扭转或绕着被牵引的索股或索股组2旋转。

通过防止驱动元件1自我扭转，驱动元件在管道3内的移动不会受阻，同时仍然在管道内横截面中保留最大的空间用来牵引新的索股或索股组。驱动元件1进入到先前安装好的索股束内的阻力因而增加了。

通过防止驱动元件1绕着被牵引的索股或索股组2旋转，这有利于两者的分开以及由此驱动元件1的任何再次使用以牵引接下来的索股或索股组。

驱动元件1可以具有各种形状，只要其单位长度具有足够的升程，以防止其在拉张时进入到先前安装好的索股束中。

有利地，拉张状态的驱动元件1可以具有基本上连续的和平坦的形状。例如其可以是纺织的或合成的纤维条，如图3中的例子所示意性示出的。

驱动元件1所用的材料可以根据不同需要而变化，尤其可根据先前安装好的索股的构成。因此，当所讨论的索股为被塑料护套所包裹的编织缆线时，有利地可以使用包括相同或相似塑料材料的驱动元件。

也可以通过对材料的选择来限制驱动元件1和先前安装好的索股之间的摩擦力。

例如传送带可以用作为这样的连续的和平坦的驱动元件。特别的，如果管道3的长度会使得使用单条传送带比较困难，则也可以考虑端对端地布置多条传送带。

作为变体，驱动元件可以包括多个沿其长度分布的非连续的元件。因此驱动元件可以是沿其布置为椭圆或圆形元件的缆索，比如球状缆索。在后者的这个情况下，球状缆索的直径，它们的间隔以及它们的机械特性，比如刚性，可有利地进行选择以防止缆索进入到先前安装好的索股束中。对于索股之间的间隔，可有利地根据管道的弯曲部分所呈现的曲率半径来进行选择。

图2示出了图1的方框内关于连接的放大的细节，也即是说驱动元件1和被牵引的索股和索股组2之间的连接。

在这个非限定性的实例中，驱动元件1和被牵引的索股和索股组2通过卷扬机T2施加的牵引力，分别从卷扬机T1和所盘4同时传输。偏转辊6使得驱动元件1和索股或索股组2以相同方向一起放置在管道的入口处。

然后索股或索股组2的一个端部通过连接装置7被暂时地与驱动元件1相联，下面参考图3对该装置的例子进行说明。连接装置7，比如设置在向着驱动元件1的中部，这样能够在通过卷扬机T2或卷扬机T1交替地牵引驱动元件1的过程中，在管道3的两端之间移动。

连接装置7当然可以根据所采用的配置进行不同的布置。当被牵引的索股或索股组2在驱动元件1的作用下从管道3的左端传输右端时，连接装置7穿过管道的整个长度，并从管道3的右端出来。通过对连接装置7进行适当的处理，能够解开驱动元件1和索股或索股组2。

如图1和2中示意性地示出，索股或索股组2在进入到管道3之前，有利地设置在驱动元件1的右侧。因此，索股或索股组2相对于驱动元件1，设置在与先前安装好的索股束的同一侧。

在所示的实例中，先前安装好的索股(未示出)通过重力被保持在管道3的底部(向内)，并位于管道倒置U形上部内的圆弧状部分的地方。因此，驱动元件1在管道3内移动的过程中，其位于先前安装好的索股的上方，并且位于连接装置7向上牵引的索股或索股组2的上方。

通过这种布置，索股或索股组2被直接带入到先前安装好的索股束上，而不需要进一步的操作。此外，一旦从索股或索股组上2解开，驱动元件1可通过卷扬机T1所施加的牵引力以相反的方向返回，而不需要对其相对于先前安装好的索股束的相对位置进行修正。另一个可能性是在相反的方向开始另一牵引操作。

图3示出了传送带形式的驱动元件1和编织形式的索股2之间的连接装置的非限定性实例，其包括比如绕着中心丝线12的扭绞起来的6根外围丝线。

所示的连接装置包括固定在驱动元件1上的滑梭8。在这个实例中，滑梭由两个片材构成，比如金属片材，这两个片材绕着驱动元件1相互夹持。

被牵引的编织索股2通过适当的装置紧固在该滑梭上，该适当的装置包括，在如图3所示的实例中，设计用于紧固到编织索股2的中心丝线12上的旋转节11(swivel)，以及通过双环路缆索10将旋转节11连接到滑梭8上的弹簧钩9。弹簧钩9在滑梭8上的孔上闭合，用以连接编织索股和传送带。弹簧钩的打开使得两者分开。

有利地，所使用的滑梭自身具有足够的升程以防止其进入到先前安装好的索股束中。如用于驱动元件1的情况下，这可以特别地通过这个滑梭形状、诸如宽度那样的尺寸、刚度或其他进一步包括适宜的特性参数的选择来实现。

其他类型的连接装置也当然适用，用于在索股或索股组与驱动元件之间提供暂时性连接，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。

前面描述过的方法和系统因此使得通过连续牵引旨在形成缆索的索股或索股组以安装多股缆索，这样防止了被牵引的新索股或索股组的驱动元件进入到先前安装好的索股束中进而防止两者的任何互缠。

这使得增加了牵引索股或索股组的效率，并因此更简单，成本更低以及更快速地安装缆索。这个结果的取得，特别地，但不是唯一地，是当缆索必须沿着非直线线路前进时，其中如果其不是按照本发明提供的方式设计驱动元件，则驱动元件会由于重力而沉入到先前安装好的索股束中和/或管道的线路中。

Claims (19)

1.一种用于将多股预应力缆索的索股或索股组依次地牵引到管道(3)内的方法，其特征是，被牵引的索股或索股组(2)通过处于拉张状态的驱动元件(1)的移动从管道的第一端传输到第二端并从所述第二端出来，被牵引的索股或索股组暂时地与该驱动元件(1)相连接，拉张状态的驱动元件的尺寸被选定以防止所述驱动元件进入到先前安装在所述管道内的索股束中，驱动元件还在布置在管道的第二端的第一卷扬机(T2)的作用下被牵引，并连接到布置在管道的第一端的第二卷扬机(T1)上，驱动元件通过第一卷扬机施加的牵引和第二卷扬机实施的制动被拉张。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，拉张状态的驱动元件(1)具有足够的尺寸和/或足够的刚性使其不会自我扭转或绕着被牵引的索股或索股组(2)旋转。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，驱动元件(1)具有适于以下至少一项的横向尺寸：管道(3)的尺寸、管道的线路、多股缆索的索股的总数量以及索股的直径。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，驱动元件(1)沿着管道的整个长度延伸。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，被牵引的索股或索股组(2)相对于拉张状态的驱动元件(1)，设置在与先前安装好的索股束的同一侧。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，被牵引的索股或索股组(2)通过紧固到固定在驱动元件上的滑梭(8)来暂时地连接到驱动元件(1)上。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是，滑梭(8)被设计成不会进入到先前安装好的索股束中。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，管道(3)具有非直线的线路。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，管道(3)包括弯曲的部分，弯曲部分的曲率中心设置在低于管道的所述部分。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征是，管道(3)包括具有大体上为倒置U形的部分。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，拉张状态的驱动元件(1)具有大体上连续的和平坦的形状。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征是，驱动元件(1)包括至少一条传送带。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，驱动元件(1)包括多个沿着缆索布置的非连续元件。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征是，至少一些非连续元件具有椭圆形或圆形的外形。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征是，管道(3)包括弯曲的部分，并且其中，对至少一些非连续元件之间的间隔是根据所述部分的曲率半径来进行选择的。

16.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，驱动元件(1)的横向尺寸大于管道(3)的30％的横向尺寸。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征是，驱动元件(1)的横向尺寸大体上等于管道(3)的横向尺寸的60％。

18.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，在完成牵引和解开保持在所述管道内的所述索股或索股组(2)后，接下来将被牵引的索股或索股组通过拉张状态的驱动元件(1)的移动从管道的第二端传输到第一端，该接下来将被牵引的索股或索股组暂时地连接到该驱动元件上。

19.一种系统，其被设计用于执行根据前述任一项权利要求所述的用于将多股预应力缆索的索股或索股组依次地牵引到管道(3)内的方法，该系统包括适用于通过从管道的第一端向第二端的移动而传输被牵引的索股或索股组的处于拉张状态的驱动元件(1)，其与索股或索股组通过连接装置暂时地连接，拉张状态的驱动元件的尺寸被选定以防止所述驱动元件进入到先前安装在所述管道内的索股束中。