CN104040087B - 张力构件进给设备 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种张力构件进给设备（101），其用于将张力构件（105）进给到构造元件中的通道（103）内。进给设备(101)包括：张力构件进给器件（107）和阻力检测器件（109）。进给设备（101）布置成在一旦阻力检测器件（109）检测到张力构件遇到给定阻力的情况下停止张力构件（105）的进给。

Description

张力构件进给设备

技术领域

本发明涉及用于将诸如绳股的个别张力元件插入于管状通道内的设备。由塑料或金属制成、通常被称作管的这样的管状通道位于在多种建筑工程中使用的混凝土元件中。本发明还涉及相对应的张力元件进给系统和将张力元件进给到管状通道内的方法。

背景技术

张力构件，诸如预应力筋（tendon），用于克服混凝土的自然的张力弱点。向混凝土施加预应力的方法用于生产比普通钢筋混凝土实现的更大跨距的梁、地板或桥梁。该方法还已扩展到大型土建工程结构，如贮水池、坝和核安全壳。传统钢筋混凝土是基于在灌浇混凝土内的钢加强条（钢筋）的使用。通常包括由高强度钢绳/钢绞线或杆制成的拉索的预应力筋用于提供夹持力，其在混凝土构件上产生压缩应力以抵消混凝土构件原本由于所施加的负荷将会经历的拉应力。

预应力筋通常由多根丝线、条或绳股制成，绳股还由若干扭绞的金属丝制成。在预应力筋中的已知绳股通常由金属丝，例如钢丝制成。在某些应用中，这些丝被扭绞在一起，并且被涂布一种保护填料并且包裹于聚合材料的保护套中，聚合材料保护套可围绕扭绞在一起的丝束而被挤压。

预应力混凝土可通常以三种方式实现：预张混凝土，以及粘结或未粘结的后张混凝土。

通过围绕已经施加张力的筋浇注混凝土而获得预张的预应力混凝土。这种方法在混凝土与筋之间产生良好的粘结，且混凝土保护了钢筋免受腐蚀并且允许直接转移张力。然后，固化的混凝土可粘附和粘结到筋并且当释放张力时，压缩应力通过粘结而转移到混凝土。但是，这种方法需要结实的锚固点，筋将要在结实的锚固点之间伸展，并且筋通常为直线。不需要用于筋的管。

通过采用粘结的后张混凝土的方法的预应力混凝土包括了在灌浇混凝土和固化过程（原位）之后施加压缩。混凝土围绕塑料或钢管（常常为弯曲的）而浇注，沿循着混凝土元件中原本将发生张力的区域。一组筋通过管而被进给，并且灌浇了混凝土。筋也可在灌浇混凝土之后被进给。一旦在混凝土硬化的情况下，筋被例如液压千斤顶张紧，液压千斤顶对抗混凝土构件本身。当钢筋已被充分拉伸时，根据设计规范，它们被楔入就位从而使得在移除了千斤顶后维持张力并且通过锚固元件将压力转移到混凝土。最后，管然后被填充一种硬化保护填料诸如薄浆（grout）以保护筋免受腐蚀并且提供粘结。这种方法通常用于形成用于建筑物建设的整体式楼板/板坯和各种类型的桥梁的建设。

未粘结的后张混凝土与粘结的后张混凝土的不同在于向筋提供相对于混凝土而言的永久移动自由度。为了实现这个目的，根据一个解决方案，每个个别的筋或绳股被涂布了油脂层（通常为锂基）并且被在挤压过程中形成的塑料护套所覆盖。这些带涂层和带护套的筋要么直接放置于混凝土内，或者替代地在管内侧，管最终被填充一种硬化保护填料，诸如薄浆。替代地，不带涂层和不带护套的筋（与上述的粘结的后张混凝土相同）可被安装于管内侧，管然后可被填充一种柔性保护填料，诸如油脂或蜡以防止粘结。

在后张方法中，当将张力构件进给到管内时常常遇到困难。利用具体地设计用于这个目的进给设备来进行进给操作。当张力构件被个别地进给到管内时，那么它们通常被进给设备（也被称作绳股推动器）推动。管可以很长并且为弯曲的。特别是在这些情形下，张力构件可能在管内侧受阻。这可能是很有问题的，特别是在张力构件周围存在保护套的情况下。在此情况下，当试图将受阻的张力构件进一步推入到管内时进给设备可能会损坏保护套。在完成向管填充保护填料之前，具有损坏的护套的张力构件倾向于腐蚀。而且，损坏的护套使得在后来不能替换这些张力构件。如果保护套受损那么常常整个张力构件进给操作必须利用具有未损坏的保护套的张力构件再次开始。DE4442483A1披露了用于将钢加强杆引入到共同混凝土管子内的解决方案。根据此文献，两个或更多个杆同时滑入到摩擦驱动的一对辊之间。在管子中的每个杆的位置由传感器检测到，当完成插入并且杆的长度至少等于预定最小长度时传感器切换控制单元。传感器可设置在管子的任一端处。

本发明的目的在于克服上文所指出的与将张力构件进给到管内有关的问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种根据权利要求1所述的张力构件进给设备。

因而，一旦在张力构件已遇到特定阻力的情况下，例如受阻，则自动地停止进给操作并且因而可避免对张力构件的保护套的任何损坏。这还具有以下优点：进给操作无须再一次重新开始。一旦在已检测到阻挡之后而停止进给的情况下，张力构件可被略微或完全拉回并且然后可继续所述进给操作。因而，由于保护套并未损坏，这因此具有以下优点：可保护张力构件免受腐蚀。在当通道尚未填充保护填料时的时段期间，这特别有利于对张力构件的腐蚀保护，因为在此期间，由于不存在保护填料，预应力张力构件特别易于受到腐蚀。

根据本发明的第二方面，提供一种根据权利要求10所述的张力构件进给系统。

根据本发明的第三方面，提供根据权利要求16所述用于将张力构件进给到通道内的方法。

在它们的从属的权利要求中陈述了本发明的其它方面。

附图说明

参考附图，本发明的其它特点和优点将从非限制性示例性实施例的下文描述变得显然，在附图中：

图1为根据本发明的一个示例的张力构件进给设备的简化透视侧视图；以及

图2为根据本发明的另一示例的张力构件进给设备的简化透视侧视图。

具体实施方式

将参考附图，在下文中更详细地描述本发明的实施例。在不同附图中出现的相同功能和结构元件被分配相同的附图标记。

图1为示出根据本发明的第一示例的张力构件进给设备101的简化侧视图。进给设备被布置成将张力构件105（诸如绳股）个别地进给到位于例如混凝土结构中的通道103（诸如管）内。张力构件105由进给设备101在其纵向推入到管103内。在图1中的箭头A示出了在其穿过进给设备101时张力构件105的移动方向。在此图中，张力构件在其正常进给到管103内时向右移动。

张力构件105可在围绕管103灌浇混凝土之前穿过管103进给，或替代地，筋105可甚至在混凝土已硬化之后被穿过管103进给。在一个具体示例中，进给长度在367°水平圆形上为约160m，且垂线偏差向上达6m。在进给设备101与管103之间，可存在用于将张力构件105引导到管103内的引导设备。

管103可由钢管、钢板或热塑性聚合物诸如高密度聚丙烯（HDPP）或高密度聚乙烯（HDPE）制成。在此图中未示出的混凝土围绕着管103而浇注。在混凝土结构内侧进给的张力构件然后可被后张并且管可被灌浆。在下文所描述的示例中，张力构件105被加护套，例如利用HDPE或其它材料（HDPP，环氧化物）。在穿过管103推动全部张力构件后，通过向管103灌浆，护套使得能实现未粘结的后张。因而，由于护套，张力构件105可被替换或者可个别地再加应力（若需要），即使在灌浆硬化后。也可监视所述张力构件105。带护套的张力构件105也可被填充润滑剂，诸如油脂或其它润滑剂以减小在张力构件与护套之间的摩擦并且改进防腐。

带护套的张力构件105通常缠绕到卷轴上，或者在预制区域中预先切割或者放置于解绕工具中；解绕工具在图中未示出，但在图中其将位于进给设备101的左边。从这个卷轴，可由进给设备101拉所述张力构件105，而同时，将张力构件105推入到管103内。

进给设备101具有张力构件进给器件107，张力构件进给器件107在此示例中为辊107，其被覆盖柔软材料，柔软材料被压到张力构件105上。在图1中示出了在张力构件105的对侧上的八个辊107，朝向彼此的两组各四个辊107。朝向彼此的辊107可为同步的。当然辊的数量并不限于八个。辊107被布置成在图中竖直地移动，如由箭头B所示，从而使得能调整施加在张力构件105上的压力。辊107可具有装配着所述张力构件105的凹槽。

进给设备101被布置成使得张力构件105可从纵向端（图1中的左端或右端）进给到此设备内或从进给设备101的外侧（在图1中看到暴露侧）进给到这个设备内。能从进给设备101侧部插入张力构件105也是有用的，因为进给设备101可位于穿导距离（threadingdistance）的半途，例如在其用于竖直倒置的U形筋的情况下。这是例如桥鞍和某些核安全壳设计的情况。在此情形下，进给设备101之一可位于远高于地平面处并且张力构件105可沿着张力构件105从中间位置进给到进给设备101内。

辊107由马达运行，马达在图中未示出。这个马达可为电动马达或液压马达。在液压马达的情况下，其由液压泵提供动力，液压泵本身可实际上物理地定位于单独于进给设备101的位置。马达提供可调整的动力从而使得可调整由辊107施加到张力构件105上的力（推力），并且因此可调整张力构件105的进给速度。进给速度通常在约0.5m/s与12m/s之间，并且在特定应用中，其为7m/s。能使进给设备101和液压泵分开使得当在更高的水平推动张力构件105时能使液压泵在地面上。进给设备101的性能保持与在液压泵与进给设备101之间有例如70m高度差的情况相同。进给设备具有充分的动力以放置于离所述管103特定距离处。在此情况下，特殊引导工具用于进给设备101与管103入口之间。对于多达50m的距离，可以这样做。一种整合的制动器防止了张力构件105向后行进。进给设备101也可具有用于搬运和吊起的适当吊眼或钩。

在图1中还示出了阻力检测器件109和制动器111，制动器111被布置成在需要时制动所述张力构件105。检测器件（其也可为所谓的张力构件阻挡或阻力检测器件）109可或可不是进给设备101的部分。检测器件109可放置于进给设备101之前或之后，或者直接地连接到马达或一个或多个辊107。在图1所示的示例中，检测器件109为进给设备101的部分，并且位于进给器件107前方，在管103与进给器件107之间。检测器件109可以以多种方式实施。不同检测器件109的示例为例如：

·张力构件速度检测器件，诸如在张力构件上的光传感器或转轮；

·在液压马达的情况下峰值液压传感器；

·在电动马达的情况下安培数传感器；

·振动传感器；以及

·加速计。

在一旦所述检测器件109检测到张力构件105已遇到给定阻力（例如已受阻并且因此停止）的情况下，那么进给设备101启动了张力构件105的推动的停止。这例如具有以下优点：在进给设备101中可避免对张力构件105护套的任何损坏。如果张力构件速度检测器件检测到张力构件减速，则也可触发了推动的停止。因而，进给设备101在遇到阻力时能自动脱离。在传统绳股推动器中，如果张力构件在管中某处变得停止并且绳股推动器继续推动，这将会损坏护套。然后损失了已被推入到管内的所有长度。因此，在本发明中，当检测到在张力构件行进路径中的堵塞或阻挡时，自动脱离的能力带来了重要优点。

例如可通过下列操作停止推动：

·在液压马达的情况下切断液压动力流率（例如，油）；

·在电动马达的情况下，切断在被布置成运行该进给器件107的发动机中的电力；

·启动在进给设备101中的制动器111；以及

·由进给设备101松开张力构件105使张力构件105脱离夹持。

检测到张力构件105停止和进给设备101处的停止动作可涉及上文单独地或组合地列出的不同器件。例如，如果仅基于峰值液压传感器或安培数传感器来停止张力构件105，无需速度传感器。而且，如果仅通过切断液压或电力来停止推动，可不需要制动器。在一示例中，如果使用制动器，并且当进给设备101即将开始或重新开始推动张力构件105时，那么进给设备101可被布置成当发送到液压马达以驱动辊的压力超过了预设值时逐渐地释放制动器。如对于本领域技术人员显然，关于检测器件的选择和如何停止张力构件105的推动存在多种可能性。

而且，进给设备101可被设计成使得在任何情况下推力不能损坏张力构件105的护套。可调整马达的扭矩来以所希望的速率进给张力构件105。

进给设备101可具有以下规格：

穿导速度：向前操作的3个速度（慢、中和快，快为例如7m/s）和向后操作的2个速度（慢、中）；

计数器：距离计数器设备可安装于张力构件的推动头上以便确定已穿导的长度；

自动停止件：自动停止件可被布置成当张力构件已穿导了特定距离时启动；

推力：>3500N;

功率：电：22KW，64A，230V或400V，3相；

推动方向：两个方向；

工作温度：从-40℃至+60℃；以及

遥控：可在特定距离操作，例如100m。

图2为示出根据本发明的第二示例的张力构件进给设备101的简化侧视图。根据此示例的进给设备101具有与根据第一示例的进给设备的相同的性质。在结构上，它们也非常类似。唯一差别在于，作为推动所述张力构件105的个别辊的替代，在此示例中进给设备配备有两个由柔软材料制成的对置条带，其由若干轮提供动力。

虽然在附图和前文的描述中已详细地示出和描述了本发明，这些说明和描述被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。当基于对附图、公开和所附权利要求的研究来执行所要求保护的本发明时，可由本领域技术人员理解和实现其它实施例和变型。

在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元件或步骤，且不定冠词“一”并不排除为多个。在彼此不同的从属权利要求中陈述了不同特点的简单现实并不表示不能有利地使用这些特点的组合。在权利要求中的任何附图标记不应认为限制本发明的范围。

Claims (16)

1.一种张力构件进给设备（101），其用于将张力构件（105）进给到通道（103）内，所述张力构件进给设备（101）包括：

·张力构件进给器件（107）；以及

·阻力或速度检测器件（109），

其中所述张力构件进给设备（101）布置成使得，在一旦所述阻力或速度检测器件（109）检测到所述张力构件（105）遇到预定阻力或检测到所述张力构件（105）的速度变化的情况下，停止所述张力构件（105）的进给。

2.根据权利要求1所述的张力构件进给设备（101），其中，在一旦所述阻力检测器件（109）检测到所述张力构件（105）已受到阻挡的情况下停止所述张力构件的进给。

3.根据权利要求1或2所述的张力构件进给设备（101），其中，所述张力构件进给设备（101）还包括用来控制由所述张力构件进给器件（107）施加到所述张力构件（105）上的力的控制器件。

4.根据权利要求3所述的张力构件进给设备（101），其中，所述控制器件布置成将由所述张力构件进给器件（107）施加到所述张力构件上的最大力限制为预定值。

5.根据权利要求1或2所述的张力构件进给设备（101），其中，所述阻力检测器件（109）为下列中的至少一个：峰值液压传感器，安培数传感器，振动传感器以及加速计。

6.根据权利要求5所述的张力构件进给设备（101），其中，所述张力构件速度检测器件为在所述张力构件（105）上的光传感器或转轮。

7.根据权利要求1或2所述的张力构件进给设备（101），还包括：制动器（111），其布置成当所述阻力检测器件（109）检测到所述张力构件（105）已遇到预定阻力时作用于所述张力构件（105）上。

8.根据权利要求1或2所述的张力构件进给设备（101），其中，通过使所述进给设备松开对所述张力构件（105）的夹持而使所述张力构件（105）脱离来停止所述进给。

9.根据权利要求1或2所述的张力构件进给设备（101），其中，所述张力构件进给器件（107）包括

·辊，其布置于所述张力构件（105）的至少两侧上，并且布置成旋转，由此推动所述张力构件（105）；或者

·至少两个条带，其布置成旋转，由此推动所述张力构件（105）。

10.一种张力构件进给系统，其包括根据前述权利要求中任一项所述的张力构件进给设备（101），并且还包括液压或电动马达，所述液压或电动马达布置成运行所述张力构件进给器件（107），并且其中通过切断在所述液压马达中的液压动力流率或者切断在所述电动马达中的电力来停止所述张力构件（105）的进给。

11.根据权利要求10所述的张力构件进给系统，其中，所述液压马达包括物理地定位于不同于所述张力构件进给设备（101）的位置的液压泵，或其中所述液压泵和所述张力构件进给设备（101）物理地定位于相同位置处。

12.根据权利要求10或11所述的张力构件进给系统，其中，所述张力构件进给系统还包括带护套的张力构件（105）。

13.根据权利要求12所述的张力构件进给系统，其中，所述张力构件具有距离计数器，其用于测量已由所述张力构件进给设备（101）进给的所述张力构件的部分的长度。

14.根据权利要求13所述的张力构件进给系统，其中，所述张力构件进给设备（101）具有自动停止件，所述自动停止件布置成当如所述距离计数器所示已进给所述张力构件（105）的预定长度时停止所述张力构件（105）的推动。

15.根据权利要求10或11所述的张力构件进给系统，其中，所述张力构件进给器件（107）布置成竖直移动以夹持和松开夹持所述张力构件（105），由此允许从外侧向所述张力构件进给设备（101）内插入所述张力构件（105）和从所述张力构件进给设备（101）的外侧从所述张力构件进给设备（101）移除所述张力构件（105）。

16.一种用于将张力构件（105）进给到通道（103）内的张力构件进给设备（101）的方法，所述方法包括：

·向所述张力构件进给设备（101）馈送能量；

·将所述张力构件（105）推入到所述通道（103）内；

·检测所述张力构件（105）遇到预定阻力或检测到所述张力构件（105）的速度变化；以及

·基于检测到所述阻力或速度变化来停止所述张力构件（105）的推动。