CN105714682B - 用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，包括单根张拉支撑系统以及整体张拉系统；单根张拉系统的下承压板可以安装在锚具上进行旋转，上下承压板之间的支撑杆也可以拆除换位，大小支撑架可以自由旋转避开与斜拉索或者相互之间的干扰。整体张拉系统特殊短行程千斤顶有效的降低了张拉设备的高度，下承压板设置内螺纹可以与锚具有效联接，上承压板设置与斜拉索对应的锚具眼孔并设置弹簧压板，张拉时具有自锚功能。本发明利用支撑架延伸斜拉索张拉空间，通过特殊的整体张拉系统降低张拉机具的高度，克服了在狭小空间进行斜拉索的张拉的难度，适用性和可操作性强，针对锚具间间距大于50cm的斜拉索锚固系统可以通过旋转大小支撑架相互错开，达到同时对称张拉的要求。

Description

用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统

技术领域

本发明涉及一种用于张拉的操作系统，尤其是一种用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统。

背景技术

斜拉桥的索和塔都有各自的形式和布置方式，斜拉桥具有塔较刚，索较柔，刚柔相济，在景观方面具有较高的观赏性。 由于独塔斜拉桥高跨比较大，一般约为双塔斜拉桥的2倍，因此为了增强塔的刚度，势必增加壁厚，从而减小塔内施工空间 ，由此给塔内施工尤其是斜拉索施工带来不小的难度。钢绞线斜拉索相对于平行钢丝斜拉索可以适应更小的施工空间,但是狭窄的塔内空间对钢绞线斜拉索的张拉施工也提出了挑战，采用常规的张拉系统将无法实施。斜拉桥的索和塔都有各自的形式和布置方式，斜拉桥具有塔较刚，索较柔，刚柔相济，在景观方面具有较高的观赏性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，具体来讲涉及一种简易可行，便于操作的斜拉索塔内操作系统，适用性强，尤其是针对锚具间间距小于50cm的锚具可以通过旋转大小支撑架相互错开，达到同时对称张拉的要求。特别适用于常规预应力施工机具难以安放的狭窄操作空间。

本发明是这样实现的，构造一种用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，其特征在于：包括用于单根斜拉索张拉的单根张拉支撑系统，以及用于整体斜拉索张拉的整体张拉系统；单根张拉支撑系统包括大支撑架下承压板、大支撑架上承压板、小支撑架下承压板、小支撑架上承压板、支撑杆、千斤顶；

单根张拉支撑系统的支撑架分为大小两个支撑架，大支撑架的下承压板和小支撑架的下承压板设置内螺纹与锚具上的外螺纹吻合，上下承压板外围均匀分布撑杆眼孔，并一一对应；大支撑架的下承压板通过两端带螺纹的撑杆与上承压板连成整体，小支撑架的下承压板通过两端带螺纹的撑杆与上承压板连成整体；撑杆在承压板内外两侧设置高强螺栓；

整体张拉系统由上承力板、下承力板、特殊千斤顶和夹片防松装置组成。下承力板设置内螺纹与锚具上的外螺纹吻合，并在顶面设置个圆形凹槽以便安装特殊千斤顶；安装完成下承力板后即可安装特殊千斤顶，最后安装上承力板和防松装置完成整体张拉系统的安装，即可进行整体张拉。

根据本发明所述用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，其特征在于：所述单根张拉支撑系统；安装时先安装小支撑架的下承压板→再安装小支撑架的支撑杆→安装小支撑架上承压板→安装大支撑架下承压板→根据小支撑架撑杆安装位置旋转大支撑架下承压板在空隙位置安装大支撑架的支撑杆→安装大支撑架承压板，支撑架安装完成后便可以在大小支撑架的上承压板上安装单根张拉千斤顶完成斜拉索的安装和单根张拉工作。

根据本发明所述用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，其特征在于：单根张拉支撑系统使用时可通过同时旋转大支撑架的上承压板、下承压板和支撑杆避开小支撑架完成单根张拉，也可以同时旋转小支撑架的上承压板、下承压板和支撑杆避开大支撑架完成单根张拉，还可以调整大小支撑架的支撑杆的位置来防止大小支撑架完成张拉，和或重置支撑杆位置来避让斜拉索位置最终完成单根张拉施工。

根据本发明所述用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，其特征在于：单根张拉支撑系统的大支撑架下承压板、小支撑架下承压板能够安装在锚具上进行旋转，大支撑架下承压板、大支撑架上承压板之间和小支撑架下承压板、小支撑架上承压板之间的支撑杆也可以拆除换位，大小支撑架可以自由旋转避开与斜拉索或者相互之间的干扰。

整体张拉系统特殊短行程千斤顶有效的降低了张拉设备的高度，下承力板设置内螺纹可以与锚具有效联接，上承力板设置与斜拉索对应的锚具眼孔并设置弹簧压板，张拉时具有自锚功能。

根据本发明所述用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，其特征在于：

单根张拉系统的制作：单根张拉系统的制作主要是支撑架的制作。张拉支撑架的底板和顶板均由钢板加工制成，钢板周围均布的眼孔，所有材料均采用特殊钢材。加工好后，现场进行组装，支撑架的底板内螺纹必须与锚具上的外螺纹吻合，顶板上的眼孔排布必须与锚具眼孔排布一致；

整体张拉系统的制作：整体张拉必须配备特制的大吨位短行程千斤顶。千斤顶的行程不超过5cm，顶压力不小于设计1/4设计最大张拉力。承力板由40Cr锻打而成，厚度为120mm；

单根张拉系统的安装：单根张拉系统加工制作好后通过固定在塔柱内的小型链子滑车牵引拼装，拼装时应注意大小支撑架的安放，若有冲突，可通过支撑架上的眼孔灵活布置相互避让，最终寻找合适位置使大小支撑架完全错开，然后开始正常的单根张拉施工；

张拉系统：整体张拉系统主要运用在单根张拉后的索力调整，由于承力板较重，安装整个系统相对于单根张拉系统而言较慢；安装时必须事先临时固定4个特制千斤顶，可以在锚垫板上临时焊接定位钢筋，然后再用塔内的小型链子滑车吊装承力板，最后再安装斜拉索工具锚固系统便可进行整体张拉施工。

本发明的优点在于：本发明属于一种便于操作的斜拉索塔内操作系统，适用性强，尤其是针对锚具间间距小于50cm的锚具可以通过旋转大小支撑架相互错开，达到同时对称张拉的要求。特别适用于常规预应力施工机具难以安放的狭窄操作空间。本发明主要有以下特点：

1、操作简便，施工时可以方便快速的拆卸、组装。

2、张拉用支撑架，轻便易安装。单个支撑架仅95kg，最大零配件不超过75kg。

3、适用性强，尤其是针对锚具间间距小于50cm的锚具可以通过旋转大小支撑架相互错开，达到同时对称张拉的要求。特别适用于常规预应力施工机具难以安放的狭窄操作空间。

4、本工法具有很强可操作性。现场施工时只需要3名熟练技术工人操作即可。

附图说明

图1 单根张拉特殊支撑架

图中：1、大支撑架下承压板，2、大支撑架上承压板，3、小支撑架下承压板，4、小支撑架上承压板，5、支撑杆，6、千斤顶。

图2是整体张拉系统立面布置示意图

图3是整体张拉系统平面布置示意图

图中：21、上承力板，22、下承力板，23、特殊千斤顶（135t短行程千斤顶，高度较普通的矮，不超过35cm），24、夹片防松装置。

图4是施工工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1-4对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明主要是为了克服常规张拉装置无法在狭窄塔内空间施作的难点，尤其是针对锚具间间距小于50cm的塔内空间具有更强的适用性。本发明主要分两个方面进行介绍，一是用于单根斜拉索张拉的支撑系统，二是用于整体斜拉索张拉的张拉系统。单根张拉的支撑系统：钢绞线斜拉索施工时均采用单根安装施工工艺，单根安装同时需要对斜拉索进行初次张拉及索力调整。对于狭窄的张拉空间，传统张拉工艺无法进行施工，单根张拉支撑系统可以很好的解决这个问题。单根张拉系统如图1所示：分为可拆卸式支撑架和普通单根张拉千斤顶。可拆卸支撑架分为大小两种支撑架，张拉支撑架的下承压板和上承压板均由钢板加工制成，钢板周围均布的眼孔，所有材料均采用特殊钢材。加工好后，现场进行组装，支撑架的下承压板内螺纹必须与锚具上的外螺纹吻合，上下承压板外围均匀分布撑杆眼孔，并一一对应。安装时先安装小支撑架的下承压板3→再安装小支撑架的支撑杆5→安装小支撑架上承压板4→安装大支撑架下承压板1→根据小支撑架撑杆安装位置旋转大支撑架下承压板1在空袭位置安装大支撑架的支撑杆5→安装大支撑架承压板2，支撑架安装完成后便可以在大小支撑架的上承压板上安装单根张拉千斤顶完成斜拉索的安装和单根张拉工作，在安装过程中随着斜拉索的数量的增加会出现斜拉索与撑杆冲突干涉的情况，到时可以适当旋转支撑架的下承压板，必要时也可以通过密布在上下支撑板上的撑杆眼孔调整撑杆位置避开斜拉索。

整体张拉系统：斜拉索安装及单根张拉完成后，割掉多余的工作长度即可进行整体张拉。整体张拉系统如图所示，由承力板、特殊液压千斤顶组成。安装时先安装下承力板22→然后再安装特殊千斤顶23→最后安装上承力板21，对称安装两套整体张拉系统后，剩余的空隙较小时可以采取逐索交替张拉的方式施工，剩余空间较大时可以两索对称同时张拉。

本发明公开的在狭窄空间完成斜拉索单根和整体张拉的操作系统，单根张拉支撑系统的大支撑架下承压板1、小支撑架下承压板3能够安装在锚具上进行旋转，大支撑架下承压板1、大支撑架上承压板2之间和小支撑架下承压板3、小支撑架上承压板4之间的支撑杆也可以拆除换位，大小支撑架可以自由旋转避开与斜拉索或者相互之间的干扰；整体张拉系统特殊短行程千斤顶有效的降低了张拉设备的高度，下承力板22设置内螺纹可以与锚具有效联接，上承力板21设置与斜拉索对应的锚具眼孔并设置弹簧压板，张拉时具有自锚功能。本发明利用支撑架延伸斜拉索张拉空间，通过特殊的整体张拉系统降低张拉机具的高度，克服了在狭小空间进行斜拉索的张拉的难度，适用性和可操作性强，针对锚具间间距大于50cm的斜拉索锚固系统可以通过旋转大小支撑架相互错开，达到同时对称张拉的要求，而整体张拉系统也克服传统张拉机具无法对此类狭小空间无法施作的难题，张拉支撑架最重95kg，单个配件最重75kg，操作时可利用小型链条滑车即可实施，安装、拆除方便，安全风险极低，适用性较强。

本发明主要分为单根张拉系统和整体张拉系统。

单根张拉系统主要由24t千斤顶、特殊支撑架、传感器、油泵等设备构成，其中特殊支撑架较一般的支撑架有所不同，支撑架分为大小支撑架两种型号，小支撑架穿过大支撑架，当两支撑架干涉时通过调整撑杆的位置来相互避让，从而保证单根张拉时互不干扰。

整体张拉系统主要由135t千斤顶、承力板、油量控制阀、油泵等设备构成。其中由于承力板下平均布置4台135t千斤顶，各千斤顶的顶进平衡主要通过油量控制阀控制。

单根张拉系统的安装：单根张拉系统加工制作好后通过固定在塔柱内的小型链子滑车牵引拼装，拼装时应注意大小支撑架的安放，若有冲突，可通过支撑架上的眼孔灵活布置相互避让，最终寻找合适位置使大小支撑架完全错开，然后开始正常的单根张拉施工。

整体张拉系统：整体张拉系统主要运用在单根张拉后的索力调整，由于承力板较重，安装整个系统相对于单根张拉系统而言较慢。安装时必须事先临时固定4个特制千斤顶，可以在锚垫板上临时焊接定位钢筋，然后再用塔内的小型链子滑车吊装承力板，最后再安装斜拉索工具锚固系统便可进行整体张拉施工。

可以通过旋转大小支撑架相互错开，达到同时对称张拉的要求。特别适用于常规预应力施工机具难以安放的狭窄操作空间。

本发明主要有以下特点：

1、操作简便，施工时可以方便快速的拆卸、组装。

2、张拉用支撑架，轻便易安装。单个支撑架仅95kg，最大零配件不超过75kg。

3、适用性强，尤其是针对锚具间间距小于50cm的锚具可以通过旋转大小支撑架相互错开，达到同时对称张拉的要求。特别适用于常规预应力施工机具难以安放的狭窄操作空间。

4、本工法具有很强可操作性。现场施工时只需要3名熟练技术工人操作即可。

适用范围：

1、塔内空间不足；

2、梁端不具备张拉条件的斜拉桥或预应力结构；

工艺原理：

小空间斜拉索施工工艺主要分为单根张拉系统和整体张拉系统。

单根张拉系统主要由24t千斤顶、特殊支撑架、传感器、油泵等设备构成，其中特殊支撑架较一般的支撑架有所不同，支撑架分为大小支撑架两种型号，小支撑架穿过大支撑架，当两支撑架干涉时通过调整撑杆的位置来相互避让，从而保证单根张拉时互不干扰。

整体张拉系统主要由135t千斤顶、承力板、油量控制阀、油泵等设备构成。其中由于承力板下平均布置4台135t千斤顶，各千斤顶的顶进平衡主要通过油量控制阀控制。

单根张拉系统的作用主要满足在塔内空间极其狭小时，两对称斜拉索锚具后面安装普通支撑架存在严重干涉时为斜拉索单根张拉提供一种施工可操作平台，满足现场实际施工并节约了工期。

整体张拉系统的作用主要是用于斜拉索单根张拉完成后，索力需要调整以满足设计或监控要求。

施工工艺流程如图4：

施工工艺要点：首先根据实际的张拉空间设计张拉支撑架的结构尺寸。

单根张拉系统的制作：单根张拉系统的制作主要是支撑架的制作。张拉支撑架的底板和顶板均由钢板加工制成，钢板周围均布的眼孔，所有材料均采用特殊钢材。加工好后，现场进行组装，支撑架的底板内螺纹必须与锚具上的外螺纹吻合，顶板上的眼孔排布必须与锚具眼孔排布一致。

整体张拉系统的制作：整体张拉必须配备特制的大吨位短行程千斤顶。千斤顶的行程不超过5cm，顶压力不小于设计1/4设计最大张拉力。承力板由40Cr锻打而成，厚度为120mm。

单根张拉系统的安装：单根张拉系统加工制作好后通过固定在塔柱内的小型链子滑车牵引拼装，拼装时应注意大小支撑架的安放，若有冲突，可通过支撑架上的眼孔灵活布置相互避让，最终寻找合适位置使大小支撑架完全错开，然后开始正常的单根张拉施工。

整体张拉系统：整体张拉系统主要运用在单根张拉后的索力调整，由于承力板较重，安装整个系统相对于单根张拉系统而言较慢。安装时必须事先临时固定4个特制千斤顶，可以在锚垫板上临时焊接定位钢筋，然后再用塔内的小型链子滑车吊装承力板，最后再安装斜拉索工具锚固系统便可进行整体张拉施工。

工程应用实例：本发明经过试用，用到思南乌江三桥斜拉索施工中（2012年），如期安全、优质、高效完成施工任务，没有出现过质量、安全事故。

思南乌江三桥斜拉索施工简单介绍：设计参数：

1、最大索股数：55束。

2、最小空间：锚具间净间距318mm。

3、使用效果：

该桥从2011年9月开始安装斜拉索，至2012年6月完成所有斜拉索施工，施工过程中采用特制的单根张拉系统和整体张拉系统克服了索塔内部空间不足的困难，索力与设计索力相差均在3%范围内。

新建乌江三桥的斜拉索施工技术含量高、工艺新、安全风险高是制约全桥工期的关键因素。本工法运用使工程整个过程一气呵成，大桥主梁安全、优质、高效施工完成，创造了安全、环境零事故。

效益分析：1、采用本工法施工使用所有的材料、施工设备在市场上非常普通，容易组织。

2、本工法前期拼装投入人工较少，前期不熟练拼装较麻烦，后期熟练后仅1-2天即可完成所有斜拉索张拉。

3、本工法在乌江三桥斜拉索施工过程中安全、稳定可靠，施工优质高效，适用性强，经济效益显著。

4、新建乌江三桥是连接思南县城东西两岸的重要通道，新桥的如期建成通车，为当地经济发展及社会的繁荣稳定贡献巨大。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，其特征在于：包括用于单根斜拉索张拉的单根张拉支撑系统，以及用于整体斜拉索张拉的整体张拉系统；

单根张拉支撑系统包括大支撑架下承压板（1）、大支撑架上承压板（2）、小支撑架下承压板（3）、小支撑架上承压板（4）、支撑杆（5）、千斤顶（6）；

单根张拉支撑系统的支撑架分为大小两个支撑架，大支撑架下承压板（1）和小支撑架下承压板（3）设置内螺纹与锚具上的外螺纹吻合，上下承压板外围均匀分布撑杆眼孔，并一一对应；大支撑架的下承压板（1）通过两端带螺纹的支撑杆（5）与大支撑架上承压板（2）连成整体，小支撑架下承压板（3）通过两端带螺纹的支撑杆（5）与小支撑架上承压板（4）连成整体；支撑杆（5）在承压板内外两侧设置高强螺栓；

整体张拉系统由上承力板（21）、下承力板（22）、千斤顶（23）和夹片防松装置（24）组成；下承力板（22）设置内螺纹与锚具上的外螺纹吻合，并在顶面设置圆形凹槽以便安装千斤顶（23）；安装完成下承力板后即可安装千斤顶（23），最后安装上承力板（21）和夹片防松装置（24）完成整体张拉系统的安装，即可进行整体张拉。

2.根据权利要求1所述用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，其特征在于：所述单根张拉支撑系统；安装时先安装小支撑架下承压板（3）→再安装小支撑架的支撑杆（5）→安装小支撑架上承压板（4）→安装大支撑架下承压板（1）→根据小支撑架撑杆安装位置旋转大支撑架下承压板（1）在空隙位置安装大支撑架的支撑杆（5）→安装大支撑架上承压板（2），支撑架安装完成后便能够在大小支撑架的上承压板上安装单根张拉千斤顶完成斜拉索的安装和单根张拉工作。

3.根据权利要求1所述用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，其特征在于：单根张拉支撑系统使用时能够通过同时旋转大支撑架上承压板（2）、大支撑架下承压板（1）和支撑杆（5）避开小支撑架完成单根张拉，也能够同时旋转小支撑架上承压板（4）、小支撑架下承压板（3）和支撑杆（5）避开大支撑架完成单根张拉，还能够调整大小支撑架的支撑杆（5）的位置来防止大小支撑架完成张拉施工，或重置支撑杆位置来避让斜拉索位置最终完成单根张拉施工。

4.根据权利要求1所述用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，其特征在于：单根张拉支撑系统的大支撑架下承压板（1）、小支撑架下承压板（3）能够安装在锚具上进行旋转，大支撑架下承压板（1）、大支撑架上承压板（2）之间和小支撑架下承压板（3）、小支撑架上承压板（4）之间的支撑杆也能够拆除换位，大小支撑架能够自由旋转避开与斜拉索或者相互之间的干扰；

整体张拉系统特殊短行程千斤顶有效的降低了张拉设备的高度，下承力板（22）设置内螺纹能够与锚具有效联接，上承力板（21）设置与斜拉索对应的锚具眼孔并设置弹簧压板，张拉时具有自锚功能。

5.根据权利要求1所述用于小空间索塔内斜拉索张拉的操作系统，其特征在于：

单根张拉系统的制作：单根张拉系统的制作主要是支撑架的制作；

张拉支撑架的底板和顶板均由钢板加工制成，钢板周围均布的眼孔，所有材料均采用特殊钢材；

加工好后，现场进行组装，支撑架的底板内螺纹必须与锚具上的外螺纹吻合，顶板上的眼孔排布必须与锚具眼孔排布一致；

整体张拉系统的制作：整体张拉必须配备特制的大吨位短行程千斤顶；

千斤顶的行程不超过5cm，顶压力不小于设计1/4设计最大张拉力，承力板由40Cr锻打而成，厚度为120mm；

单根张拉系统的安装：单根张拉系统加工制作好后通过固定在塔柱内的小型链子滑车牵引拼装，拼装时应注意大小支撑架的安放，若有冲突，能够通过支撑架上的眼孔灵活布置相互避让，最终寻找合适位置使大小支撑架完全错开，然后开始正常的单根张拉施工；

张拉系统：整体张拉系统主要运用在单根张拉后的索力调整，由于承力板较重，安装整个系统相对于单根张拉系统而言较慢；安装时必须事先临时固定4个特制千斤顶，可以在锚垫板上临时焊接定位钢筋，然后再用塔内的小型链子滑车吊装承力板，最后再安装斜拉索工具锚固系统便可进行整体张拉施工。