CN105507596A - 预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，包括2个双向双耳板的转向块；包括2个单耳板全螺纹的张拉杆；包括1个可拼装的张拉端T型承力架；包括2个提供自锁功能的调节架；包括2个带传感器的穿心式千斤顶与油泵系统；本发明提供的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置：a.拉索在牵引或张拉过程中，可以在双向变换角度；b.牵引或张拉过程中随时可以自锁，用于撤换千斤顶；c.制作简单、组装方便、便于运输；d.受力体系明确，安全可靠，可以适用于5000kN的超大吨位；e.通过张拉杆上的标记和油泵传感器，可以精确控制位移和张拉力。

Description

预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置

技术领域

本发明涉及一种预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置及施工方法，特别适用于大跨度、大吨位、单双向弧线、需牵引的钢结构拉索类建筑结构的施工。

背景技术

近年来，预应力钢结构建筑技术已得到广泛应用，特别对于大跨度建筑、大跨度桥梁等特种结构，预应力钢结构有着造型新颖美观、用钢量小、跨度大的优点。拉索作为预应力钢结构中的重要结构构件，其施工工具和施工方法一直比较特殊。传统的张拉工装设计仅仅能满足竖向平面内曲线型拉索的张拉，而在工程实践中，针对空间曲线拉索，即平面内外双向曲线型拉索，现有工装不能满足要求。因此本发明旨在提供一种空间曲线拉索施工的工装设计与施工方法。

发明内容

本发明的的目的是提供一种预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置及施工方法，要解决传统的预应力工装无法提供的双向可转动的功能，解决传统的预应力工装无法提供的自锁并撤除千斤顶的功能；同时本发明能提供5000kN以内的超大预应力张拉性能，并可以在张拉或牵引过程中精确控制张拉力和张拉位移。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其中：

包括2个双向双耳板的转向块，转向块带转动销轴；

包括2个单耳板全螺纹的张拉杆，张拉杆带转动销轴与锁紧螺母；

包括1个可拼装的张拉端T型承力架；

包括2个提供自锁功能的调节架，调节架带锁紧螺母；

包括2个带传感器的穿心式千斤顶与油泵系统，通过传感器实时调整千斤顶压力；

承力架设有三个圆孔，上下两个圆孔作为穿张拉杆使用，中间的圆孔作为穿拉索使用，每根张拉杆通过销轴安装转向块，每根张拉杆上安装调节架和穿心式千斤顶与油泵系统，调节架的内部设有锁紧螺母。

上述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其中，所述拉索在牵引或张拉过程中，通过转向块和张拉杆可以在双向变换角度。

上述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其中，所述拉索、张拉杆在牵引或张拉过程中随时可以通过调节架自锁，用于撤换千斤顶或暂停调整钢结构。

上述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其中，转向块材质为钢材，牌号42CrMo，通过42CrMo的销轴与预埋件连接，其功能是提供牵引力的传递和水平向转动，水平转动角度在-30～30°之间。

上述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其中，张拉杆材质为钢材，牌号45#，直径95mm，通过机加工螺纹，后配锁紧螺母作为反力点，张拉杆通过42CrMo的销轴与转向块连接，其功能是提供牵引力的传递和竖直向转动，竖直转动角度在-45～45°之间。

上述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其中，承力架材质为钢材，牌号Q345B，共上下两片，通过8个M24高强螺栓连为一体，承力架的平面设计为等腰梯形，立面上共开3个圆孔，其中上下2个圆孔直径为100mm，其功能是提供千斤顶到拉索杯环受力的承接转换。

上述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其中，调节架材质为钢材，牌号Q345B，中间开1个圆孔，直径为100mm，作为张拉杆穿过使用，内配1个锁紧螺母。其功能是在撤离千斤顶后能够对持已产生的牵引力进行保持。

一种应用上述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置的施工方法，具体为：

步骤一：组装好工装装置系统；

步骤二：松开调节架的锁紧螺母；

步骤三：将张拉杆的锁紧螺母调节到千斤顶油缸根部；

步骤四：施加预应力，前顶拉索杯环，位移为千斤顶一个行程或按需；

步骤五：锁紧调节架的锁紧螺母，千斤顶油缸回油；

步骤六：重复步骤二、三、四、五，直至拉索到位；

步骤七：穿入拉索销轴，拆除工装装置系统，完成牵引施工。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

与现有的传统工装相比，本发明有以下显著优点：

a.拉索在牵引或张拉过程中，可以在双向变换角度；

b.牵引或张拉过程中随时可以自锁，用于撤换千斤顶；

c.制作简单、组装方便、便于运输；

d.受力体系明确，安全可靠，可以适用于5000kN的超大吨位；

e.通过张拉杆上的标记和油泵传感器，可以精确控制位移和张拉力。

本发明的工装装置和施工方法可以广泛应用于各类大跨度、大吨位、单双向弧线、需牵引的钢结构拉索类建筑结构的施工。

附图说明

图1为本发明提供的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置的结构示意图。

图2为转向块的结构示意图。

图3为张拉杆的结构示意图。

图4为张拉杆的结构示意图。

图5为承力架的结构示意图。

图6为承力架的结构示意图。

图7为承力架的结构示意图。

图8为调节架的结构示意图。

图9为调节架的结构示意图。

图10为锁紧螺母的结构示意图。

图11为锁紧螺母的结构示意图。

图12为销轴的结构示意图。

图中：

1转向块2拉索3承力架

4调节架5千斤顶6锁紧螺母

7张拉杆8圆孔9高强螺栓

10矩形开口11销轴

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，包括：

①双向双耳板的转向块1(带转动销轴11)2个；②单耳板全螺纹的张拉杆7(带转动销轴11与锁紧螺母6)2个；③可拼装的张拉端T型承力架3一个；④提供自锁功能的调节架4(带锁紧螺母6)2个；⑤带传感器的穿心式千斤顶5与油泵系统2个。所述的转向块1材质为钢材，牌号42CrMo，通过42CrMo的销轴11与预埋件连接，其功能是提供牵引力的传递和水平向转动，水平转动角度在-30～30°之间。所述的张拉杆7材质为钢材，牌号45#，直径95mm，需要机加工螺纹，后配锁紧螺母6作为反力点，张拉杆7长度可根据工程实际调整，通过42CrMo的销轴11与转向块1连接，其功能是提供牵引力的传递和竖直向转动，竖直转动角度在-45～45°之间。所述的承力架3材质为钢材，牌号Q345B，共上下两片，通过8个M24高强螺栓9连为一体以方便拆装。按弯剪复合体设计计算，为充分利用钢材性能，平面设计为等腰梯形。立面上共开3个圆孔8，其中2个圆孔8作为张拉杆7穿过使用，直径为100mm；另1个圆孔8为穿拉索2使用，根据不同的拉索2直径可增加垫环作为调整。其功能是提供千斤顶5到拉索2杯环受力的承接转换。所述的调节架4材质为钢材，牌号Q345B，中间开1个圆孔8，直径为100mm，作为张拉杆7穿过使用，内配1个锁紧螺母6。其功能是在撤离千斤顶5后能够对持已产生的牵引力进行保持。所述的千斤顶5，为带传感器的穿心式千斤顶与油泵系统，作为成套设备采购，可以选用1000kN～2500kN的各厂家生产的穿心式千斤顶，最大双顶可产生5000kN的张拉或牵引力，张拉杆7穿过其穿心孔。其功能是在提供整个牵引系统的动力支持。

所述的①～⑤各组件的组装顺序为：

步骤一：采用销轴11安装2个转向块1在预埋件预留孔上；

步骤二：采用销轴11安装2个张拉杆7在转向块1上；

步骤三：采用高强螺栓9安装承力架3，使其穿过2个张拉杆7和拉索2杯环；

步骤四：2个调节架4从张拉杆7后端套入，同步穿入锁紧螺母6；

步骤五：安装2个千斤顶5从张拉杆7后端套入，后续穿入锁紧螺母6；

步骤六：连接千斤顶5与传感器、油泵系统。

所述本工装装置的施工方法为：

步骤一：按上述方法组装好工装装置系统；

步骤二：松开调节架的锁紧螺母6；

步骤三：将张拉杆7的锁紧螺母6调节到千斤顶5油缸根部；

步骤四：施加预应力，前顶拉索2杯环，位移为千斤顶5一个行程或按需；

步骤五：锁紧调节架4的锁紧螺母6，千斤顶5油缸回油；

步骤六：重复步骤二、三、四、五，直至拉索2到位；

步骤七：穿入拉索2销轴11，拆除工装装置系统，完成牵引施工。

如牵引过程中，调整钢结构或者测量，则按步骤五执行。

如附图所示：

双向双耳板的转向块1两个，所述的转向块1材质为钢材，牌号42CrMo，开孔孔径为80mm，采用机加工或铸件形式制作。单个重量为170kg。

单耳板全螺纹的张拉杆7两个，所述的张拉杆7材质为钢材，牌号45#，直径95mm，开孔孔径为80mm，采用机加工形式制作全螺纹。杆长可根据实际需要进行调整。单根重量为274kg。

可拼装的张拉端T型承力架3一个(分两片)，所述的承力架3材质为钢材，牌号Q345B，共上下两片，通过8个M24高强螺栓9连为一体以方便拆装，采用焊接方法制作。立面上共开3个圆孔8，其中2个圆孔8作为张拉杆7穿过使用，直径为100mm；另1个圆孔8为穿拉索2使用，根据不同的拉索2直径可增加垫环作为调整。承力架翼缘、腹板厚度为25mm，加劲板厚度为16mm，单片重量为350kg。

提供自锁功能的调节架4两个，所述的调节架4材质为钢材，牌号Q345B，中间开1个圆孔8，直径为100mm，作为张拉杆7穿过使用。调节架翼缘、腹板厚度为25mm，采用焊接方法制作。注意调节架4两侧需要留矩形开口10，方便调节锁紧螺母6，单片重量为170kg。

锁紧螺母6四个，所述的调节螺母6材质为钢材，牌号Q345B，六角形，中间开1个圆孔8，直径为95mm，车内螺纹，作为张拉杆7穿过使用。采用机加工方法制作，单个重量为56kg。

销轴11四个，所述的销轴11材质为钢材，牌号42CrMo，直径70mm。采用机加工方法制作，单个重量为9kg。

穿心式千斤顶采用市场上常见品牌均可，注意其穿心直径需要满足张拉杆7的直径要求。传感器接驳在配套油泵上，可以准确读数当前压力值。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其特征在于：

包括2个双向双耳板的转向块，转向块带转动销轴；

包括2个单耳板全螺纹的张拉杆，张拉杆带转动销轴与锁紧螺母；

包括1个可拼装的张拉端T型承力架；

包括2个提供自锁功能的调节架，调节架带锁紧螺母；

包括2个带传感器的穿心式千斤顶与油泵系统，通过传感器实时调整千斤顶压力；

承力架设有三个圆孔，上下两个圆孔作为穿张拉杆使用，中间的圆孔作为穿拉索使用，每根张拉杆通过销轴安装转向块，每根张拉杆上安装调节架和穿心式千斤顶与油泵系统，调节架的内部设有锁紧螺母。

2.如权利要求1所述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其特征在于：所述拉索在牵引或张拉过程中，通过转向块和张拉杆可以在双向变换角度。

3.如权利要求2所述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其特征在于：所述拉索、张拉杆在牵引或张拉过程中随时可以通过调节架自锁，用于撤换千斤顶或暂停调整钢结构。

4.如权利要求3所述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其特征在于：转向块材质为钢材，牌号42CrMo，通过42CrMo的销轴与预埋件连接，其功能是提供牵引力的传递和水平向转动，水平转动角度在-30～30°之间。

5.如权利要求4所述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其特征在于：张拉杆材质为钢材，牌号45#，直径95mm，通过机加工螺纹，后配锁紧螺母作为反力点，张拉杆通过42CrMo的销轴与转向块连接，其功能是提供牵引力的传递和竖直向转动，竖直转动角度在-45～45°之间。

6.如权利要求5所述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其特征在于：承力架材质为钢材，牌号Q345B，共上下两片，通过8个M24高强螺栓连为一体，承力架的平面设计为等腰梯形，立面上共开3个圆孔，其中上下2个圆孔直径为100mm，其功能是提供千斤顶到拉索杯环受力的承接转换。

7.如权利要求6所述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置，其特征在于：调节架材质为钢材，牌号Q345B，中间开1个圆孔，直径为100mm，作为张拉杆穿过使用，内配1个锁紧螺母。其功能是在撤离千斤顶后能够对持已产生的牵引力进行保持。

8.一种应用如权利要求7所述的预应力钢结构施工的双向可转动牵引式工装装置的施工方法，其特征在于：

步骤一：组装好工装装置系统；

步骤二：松开调节架的锁紧螺母；

步骤三：将张拉杆的锁紧螺母调节到千斤顶油缸根部；

步骤四：施加预应力，前顶拉索杯环，位移为千斤顶一个行程或按需；

步骤五：锁紧调节架的锁紧螺母，千斤顶油缸回油；

步骤六：重复步骤二、三、四、五，直至拉索到位；

步骤七：穿入拉索销轴，拆除工装装置系统，完成牵引施工。