CN109736213B - 用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装及其拆除施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装，包括撑脚I、空心套筒、撑脚II、工具螺母I、千斤顶、工具螺母II、张拉杆、工具锚板、工具夹片；所述工具夹片夹持锚固钢绞线，所述空心套筒下端与工具锚板紧固连接，上端与张拉杆紧固连接；所述张拉杆由下至上依次分别连接空心套筒、撑脚I、撑脚II、工具螺母I、千斤顶、工具螺母II；所述撑脚I安装在锚垫板上；所述撑脚II安装在撑脚I上；所述工具螺母I设于撑脚II内且与张拉杆下端螺纹连接；所述张拉杆上端套装千斤顶，工具螺母II与张拉杆螺纹连接；驱动千斤顶张拉钢绞线实现张拉。本发明还提供一种拆除施工方法。本工装可对应力的钢绞线张拉至无应力状态。

Description

用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装及其拆除施工 方法

技术领域

本发明涉一种预应力结构施工装置及其方法，尤其是用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装及其拆除施工方法。

背景技术

由于近年来国内在索结构桥梁中采用的拉索陆续出现了一些问题，个别桥梁甚至发生了断索事故，造成桥面坍塌。比如索体钢绞线出现锈蚀或形成凹坑，有些钢绞线滑丝或锚夹片脱落。这都给桥梁的安全运营带来很大的隐患。考虑到当今交通的强度和密度都在高速增长，出于安全考虑，需要对桥梁的拉索进行更换。

现有夹片群锚式钢绞线拉索更换存在难点，对于早期使用的一类夹片群锚式钢绞线拉索，其张拉锚固段由包括钢绞线1、塔端索导管2、锚垫板3，工作螺母4，支撑锥形筒5，工作锚板6，工作夹片16现场组装而成，如图1所示。对于夹片群锚式钢绞线拉索，特别是支撑锥形筒内灌注环氧砂浆与粘结区钢绞线固结成整体的情况是无法采取现有单根张拉放张技术进行拆除的。如把放张装置直接设置在支撑锥形筒上，因支撑锥形筒外螺牙长度小导致放张长度太小，无法实现张拉-放张过程循环。

公开号为CN104746442B的中国专利公开了一种用于更换吊杆拱桥旧吊杆的抽拔钢丝及清孔装置组件，包括顺次连接的工作钢绞线、张拉千斤顶、上连接器、连接杆、下连接器和上、下撑脚；其用于拆除旧吊杆的方法是采用液压张拉千斤顶抽丝方式，单根抽拔拱桥旧吊杆的钢丝或钢绞线后再进行清孔。该装置使用工作钢绞线1对单根待抽拔钢丝进行抽拔，但是撑脚中没有对钢绞线进行张拉或放张的部件，因此不能对夹片群锚式钢绞线拉索进行张拉或放张。且上述发明是用于更换吊杆拱桥的清孔装置，孔道中的钢丝为无应力状态，抽拔钢丝装置仅需将无应力状态的钢丝持续抽拔出来以实现孔道清理，没有张拉-放张循环过程，对于夹片群锚式钢绞线拉索在支撑锥形筒内灌注环氧砂浆与粘结区钢绞线固结成整体的情况下也无法整束张拉放张至无应力状态下进行拆除。

发明内容

本发明为解决现有单根张拉放张技术不适用于夹片群锚式钢绞线拉索张拉拆除的问题，提供一种用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装及其拆除施工方法，工装可对孔道中有应力的钢绞线进行持续张拉-放张循环过程以实现放张回缩至钢绞线无应力状态，从而将钢绞线拉索拆除。

本发明的技术方案如下：

用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装，其特征在于，该工装包括顺次连接的撑脚I、空心套筒、撑脚II、工具螺母I、千斤顶、工具螺母II、张拉杆、工具锚板、工具夹片；所述工具夹片夹持锚固钢绞线，工具夹片安装在工具锚板锚孔内；所述空心套筒下端与工具锚板紧固连接，上端与张拉杆紧固连接；所述张拉杆由下至上依次分别连空心套筒、接撑脚I、撑脚II、工具螺母I、千斤顶、工具螺母II；所述撑脚I安装在锚垫板上；所述撑脚II安装在撑脚I上；所述工具螺母I设于撑脚II内且与张拉杆下端螺纹连接；所述张拉杆上端依次套装千斤顶及工具螺母II)，工具螺母II)与张拉杆螺纹连接。

优选的，所述空心套筒具有内螺牙，工具锚板具有外螺牙，空心套筒与工具锚板螺纹连接。

优选的，所述工具锚板设置与拉索的工作锚板相同孔位的锥形锚孔。

优选的，所述工具夹片为楔形夹片。

优选的，所述张拉杆为螺杆。

优选的，撑脚I、撑脚II为支撑框架结构。

优选的，所述工具螺母I、工具螺母II为千斤顶的力系转换作用单元。

本发明还提供一种用于夹片群锚式钢绞线拉索快速张拉拆除施工方法，包括以下步骤：

步骤一：组装工装，工具夹片安装在工具锚板锚孔内夹持锚固钢绞线；空心套筒下端连接工具锚板，上端连接张拉杆；在拉索锚垫板上安装撑脚I；撑脚II安装在撑脚I上；在撑脚II内安装工具螺母I，工具螺母I与张拉杆连接，最后在张拉杆上端安装千斤顶及工具螺母II；

驱动千斤顶分级张拉斜拉索至工作螺母脱离锚垫板端面，将工作螺母力系转换至千斤顶活塞后方工具螺母II上，同时锁紧工具螺母I；

步骤二：工作螺母脱离锚垫板端面后，旋出工作螺母使其与锚垫板端面距离不小于放张长度；

步骤三：将千斤顶回油卸载，使得抵在千斤顶活塞的工具螺母II力系转换至千斤顶下端的工具螺母I上，工具螺母I支撑锚固在撑脚I上端面；拧松工具螺母II至放张行程位置，然后驱动千斤顶的活塞伸至放张行程位置，旋紧工具螺母II锁紧活塞；

步骤四：驱动千斤顶分级加载至工具螺母I脱离撑脚I上端面，工具螺母I力系转换至千斤顶活塞的工具螺母II上，拧松工具螺母I至放张行程位置；

步骤五：重复上述步骤三，步骤四，直至放张行程总和达到放张长度，使得整束斜拉索索力至无应力状态下，完成张拉后拆除张拉工装：拆除工具螺母II→卸下千斤顶→拆除撑脚II→旋出工具螺母I→拆除撑脚I→拧松张拉杆→旋出空心套筒→抽出工具夹片→移除工具锚板，然后进入拉索下一步的拆除更换工作。

在上述步骤一中，记录工作螺母初动的索力值，作为更换斜拉索前后的基准索力值，同时可根据记录索力值、锚固点长度推算放张至无应力状态的放张长度，放张长度即基准索力值放张至无应力状态时塔端锚垫板锚固端面至梁端锚垫板锚固端面之间拉索长度的回缩量，放张工装的张拉杆的放张长度等于该回缩量；根据放张长度、千斤顶的张拉行程确定每次放张的行程及放张次数；

在上述步骤二中，旋出工作螺母方法如下：准备一组钢丝绳、手拉葫芦及吊环螺丝，将吊环螺丝旋入工作螺母上端面的预留螺孔，钢丝绳一端穿过工作螺母端面上吊环与吊环螺丝连接，另一端与手拉葫芦连接；在相近或相对位置的螺孔再旋入另一件吊环螺丝，另外一组钢丝绳一端穿过工作螺母端面上另一件吊环与吊环螺丝连接，再连接另外一组手拉葫芦，两组手拉葫芦形成扭矩旋出工作螺母；

拉索后续的拆除更换方法如下：通过砂轮锯将单根钢绞线桥面索导管口处与塔端索导管口处分别截断，并牵引出斜拉索大PE管外，当截断钢绞线至最后一根时，由于斜拉索大PE管重量作用在最后一根钢绞线上，使得最后一根钢绞线带力工作。首先，在大PE管端分别安装抱箍，塔端索导管口的抱箍利用钢丝绳与塔端索导管连接用来固定大PE管；其次在最后的一根钢绞线的塔端索导管管口使用手拉葫芦反拉钢绞线，使得钢绞线反拉点的后方钢绞线放松，通过砂轮锯截断放松段，再放松手拉葫芦使钢绞线放松至无应力状态；最后在桥面索导管口处截断钢绞线并牵引出斜拉索大PE管；在桥面分段拆除斜拉索大PE管，同时拆除塔端张拉锚固段和梁端固定锚固段，然后安装新斜拉索。

本发明的有益效果是：

1、现有单根张拉放张拆除技术无法对夹片群锚式钢绞线拉索更换，特别是在支撑锥形筒内灌注环氧砂浆与粘结区钢绞线固结成整体的情况，本发明可对夹片群锚式钢绞线拉索实现整束张拉放张至无应力状态下进行拆除更换。

2、本发明组件构造尺寸紧凑，安装简便，便于标准化，张拉放张及拆除方法安全可靠，可满足夹片群锚式钢绞线拉索快速张拉要求。

3、本发明利用张拉杆对钢绞线拉索进行张拉-放张过程循环实现卸载至无应力状态，撑脚II中设置可张拉或放张的工具螺母I力系转换单元，可实现对夹片群锚式钢绞线拉索进行张拉或放张。

4、本发明通过工具锚板连接空心套筒与待拆除拉索的各根钢绞线，千斤顶张拉-放张过程循环实现拉索卸载回缩至无应力状态，从而单根拆除。

附图说明

图1是本发明的工具锚板及工具夹片结构示意图；

图2是本发明对拉索整束张拉后无应力状态示意图；

图3是本发明对拉索整束张拉前有应力状态示意图；

图4是本发明的连接锚板安装示意图；

图5是本发明的空心套筒示意图；

图6是本发明的撑脚结构示意图；

图7是本发明的钢绞线拆除示意图。

图中：1-钢绞线，2-塔端索导管，3-锚垫板，4-工作螺母，5-支撑锥形筒，6-工作锚板，7-撑脚I，8-空心套筒，9-撑脚II，10-工具螺母I，11-千斤顶，12-工具螺母II，13-张拉杆，14-工具锚板，15-工具夹片，16-工作夹片，17-砂轮锯切断位置，18-钢丝绳，19-抱箍，20-手拉葫芦，21-斜拉索大PE管，22-塔端索导管口，23-桥面索导管口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图2-图7所示，用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装，该工装包括顺次连接的撑脚I7、空心套筒8、撑脚II9、工具螺母I10、千斤顶11、工具螺母II12、张拉杆13、工具锚板14、工具夹片15；

使用状态下，所述工具夹片15夹持锚固钢绞线1，工具夹片15安装在工具锚板14锚孔内；所述空心套筒8下端与工具锚板14螺纹连接，上端与张拉杆13螺纹连接；所述张拉杆13由下至上依次分别连接空心套筒8、撑脚I7、撑脚II9、工具螺母I10、千斤顶11、工具螺母II12；所述撑脚I7安装在锚垫板3上；所述撑脚II9作为千斤顶11的力转换单元安装在撑脚I7上；所述工具螺母I10设于撑脚II9内且与张拉杆13下端螺纹连接；所述张拉杆13上端依次套装千斤顶11及工具螺母II12，工具螺母II12与张拉杆13螺纹连接。驱动千斤顶张拉钢绞线实现张拉，通过工具锚板连接空心套筒与待拆除拉索的各根钢绞线，采用千斤顶进行张拉-放张过程循环实现钢绞线卸载回缩至无应力状态，从而单根拆除钢绞线。在本实施例中，所述空心套筒8与工具锚板14、张拉杆13的连接方式可以是销轴、紧固螺钉等其它紧固连接方式。

作为本实施例的进一步方案，如图5所示，所述空心套筒8一端具有内螺牙，与拉索的工具锚板14螺纹连接；

作为本实施例的进一步方案，如图4所示，所述张拉杆13为螺纹张拉杆，使用张拉杆对钢绞线进行张拉-放张过程循环实现钢绞线卸载至无应力状态。

作为本实施例的进一步方案，如图6所示，所述撑脚I 7、撑脚II 9为支撑框架结构。

作为本实施例的进一步方案，如图3所示，所述工具螺母I 10、工具螺母II 12为千斤顶11力系转换作用单元，实现对夹片群锚式钢绞线拉索进行张拉或放张。

实施例二：

一种用于夹片群锚式钢绞线拉索快速张拉拆除施工方法，包括以下步骤：

步骤一：组装工装，工具夹片15安装在工具锚板14锚孔内夹持锚固钢绞线1；空心套筒8下端连接工具锚板14，上端连接张拉杆13；在拉索锚垫板3上安装撑脚I7；撑脚II9安装在撑脚I7上；在撑脚II9内安装工具螺母I10，工具螺母I10与张拉杆13连接，最后在张拉杆13上端安装千斤顶11及工具螺母II12；

驱动千斤顶11分级张拉斜拉索至工作螺母4脱离锚垫板3端面约5mm，将工作螺母4力系转换至千斤顶11活塞后方工具螺母II 12上，同时锁紧工具螺母I10；并记录工作螺母4初动的索力值，作为更换斜拉索前后的基准索力值，同时可根据记录索力值、锚固点长度推算放张至无应力状态的放张长度，放张长度即基准索力值放张至无应力状态时塔端锚垫板锚固端面至梁端锚垫板锚固端面之间拉索长度的回缩量，放张工装的张拉杆13的放张长度等于该回缩量；根据放张长度、千斤顶11的张拉行程确定每次放张的行程及放张次数。从而将锚固状态的拉索放张至无应力状态，为后续的切断拆除单根钢绞线准备。

步骤二：工作螺母4脱离锚垫板3端面后，旋出工作螺母4使其与锚垫板3端面距离不小于放张长度。旋出工作螺母4方法如下：准备另一组钢丝绳、手拉葫芦及吊环螺丝，将吊环螺丝旋入工作螺母4端面上的预留螺孔，钢丝绳一端穿过工作螺母4端面上吊环与吊环螺丝连接，另一端与手拉葫芦连接；在相近或相对位置的螺孔再旋入另一件吊环螺丝，另外一组钢丝绳一端穿过工作螺母4端面上另一件吊环与吊环螺丝连接，再连接另一外一组手拉葫芦，两组手拉葫芦形成扭矩旋出工作螺母4。

步骤三：将千斤顶11回油卸载，使得抵在千斤顶11活塞的工具螺母II 12力系转换至千斤顶11下端的工具螺母I 10上，工具螺母I 10支撑锚固在撑脚I7上端面；拧松工具螺母II 12至放张行程位置，同时将千斤顶11的活塞伸至放张行程位置，旋紧工具螺母II12锁紧活塞。

步骤四：驱动千斤顶11分级加载至工具螺母I10脱离撑脚I7上端面，工具螺母I10力系转换至千斤顶11活塞的工具螺母II 12上，拧松工具螺母I 10至放张行程位置。

步骤五：重复上述步骤三，步骤四，直至放张行程总和达到放张长度，使得整束斜拉索索力至无应力状态下，完成张拉后拆除张拉工装：拆除工具螺母II12→卸下千斤顶11→拆除撑脚II9→旋出工具螺母I10→拆除撑脚I7→拧松张拉杆13→旋出空心套筒8→抽出工具夹片15→移除工具锚板14，然后进入拉索的下一步拆除更换工作。

在本实施例中，拉索后续的拆除更换方法如下：通过砂轮锯将单根钢绞线桥面索导管口23处与塔端索导管口22处分别截断，并牵引出斜拉索大PE管21外，当截断钢绞线1至最后一根时，由于斜拉索大PE管21重量作用在最后一根钢绞线1上，使得最后一根钢绞线1带力工作。首先，在大PE管21两端分别安装抱箍19，塔端索导管口的抱箍19利用钢丝绳18与塔端索导管2连接用来固定大PE管21；其次在最后的一根钢绞线1的塔端索导管2管口使用手拉葫芦20反拉钢绞线1，使得钢绞线1反拉点的后方钢绞线放松，通过砂轮锯截断放松段，再放松手拉葫芦20使钢绞线1放松至无应力状态；最后在桥面索导管口23处截断钢绞线1并牵引出斜拉索大PE管21，在桥面分段拆除斜拉索大PE管21，同时拆除塔端张拉锚固段和梁端固定锚固段，然后安装新斜拉索。

Claims (8)

1.用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装，其特征在于，该工装包括顺次连接的撑脚I(7)、空心套筒(8)、撑脚II(9)、工具螺母I(10)、千斤顶(11)、工具螺母II(12)、张拉杆(13)、工具锚板(14)、工具夹片(15)；

所述工具夹片(15)夹持锚固钢绞线(1)，工具夹片(15)安装在工具锚板(14)锚孔内；所述空心套筒(8)下端与工具锚板(14)紧固连接，上端与张拉杆(13)紧固连接；所述张拉杆(13)由下至上依次分别连接空心套筒(8)、撑脚I(7)、撑脚II(9)、工具螺母I(10)、千斤顶(11)、工具螺母II(12)；所述撑脚I(7)安装在锚垫板(3)上；所述撑脚II(9)安装在撑脚I(7)上；所述工具螺母I(10)设于撑脚II(9)内且与张拉杆(13)下端螺纹连接；所述张拉杆(13)上端依次套装千斤顶(11)及工具螺母II(12)，工具螺母II(12)与张拉杆(13)螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装，其特征在于，所述空心套筒(8)具有内螺牙，工具锚板(14)具有外螺牙，空心套筒(8)与工具锚板(14)螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装，其特征在于，所述工具夹片(15)为楔形夹片。

4.根据权利要求1所述的用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装，其特征在于，所述撑脚I(7)、撑脚II(9)为支撑框架结构。

5.根据权利要求1所述的用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装，其特征在于，所述工具螺母I(10)、工具螺母II(12)为千斤顶(11)力系转换作用单元。

6.用于夹片群锚式钢绞线拉索快速张拉拆除施工方法，其特征在于，它是利用权利要求1所述的用于夹片群锚式钢绞线拉索快速更换的工装的工作方法，其包括以下步骤：

步骤一：组装工装，工具夹片(15)安装在工具锚板(14)锚孔内夹持锚固钢绞线(1)；空心套筒(8)下端连接工具锚板(14)，上端连接张拉杆(13)；在拉索锚垫板(3)上安装撑脚I(7)；撑脚II(9)安装在撑脚I(7)上；在撑脚II(9)内安装工具螺母I(10)，工具螺母I(10)与张拉杆(13)连接，最后在张拉杆(13)上端安装千斤顶(11)及工具螺母II(12)；

驱动千斤顶(11)分级张拉斜拉索至工作螺母(4)脱离锚垫板(3)端面，将工作螺母(4)力系转换至千斤顶(11)活塞后方工具螺母II(12)上，同时锁紧工具螺母I(10)；

步骤二：工作螺母(4)脱离锚垫板(3)端面后，旋出工作螺母(4)使其与锚垫板(3)端面距离不小于放张长度；

步骤三：将千斤顶(11)回油卸载，使抵在千斤顶(11)活塞的工具螺母II(12)力系转换至千斤顶(11)下端的工具螺母I(10)上，工具螺母I(10)支撑锚固在撑脚I(7)上端面；拧松工具螺母II(12)至放张行程位置，然后驱动千斤顶(11)的活塞伸至放张行程位置，旋紧工具螺母II(12)锁紧千斤顶(11)的活塞；

步骤四：驱动千斤顶(11)分级加载至工具螺母I(10)脱离撑脚I(7)上端面，工具螺母I(10)力系转换至千斤顶(11)活塞的工具螺母II(12)上，拧松工具螺母I(10)至放张行程位置；

步骤五：重复上述步骤三，步骤四，直至放张行程总和达到放张长度，使得整束斜拉索索力至无应力状态下，然后进入拉索拆除张拉下一步工作。

7.根据权利要求6所述的用于夹片群锚式钢绞线拉索快速张拉拆除施工方法，其特征在于，

在所述步骤一中，记录工作螺母(4)初动的索力值，作为更换斜拉索前后的基准索力值，同时可根据记录索力值、锚固点长度推算放张至无应力状态的放张长度，放张长度即基准索力值放张至无应力状态时塔端锚垫板锚固端面至梁端锚垫板锚固端面之间拉索长度的回缩量，放张工装的张拉杆(13)的放张长度等于该回缩量；根据放张长度、千斤顶(11)的张拉行程确定每次放张的行程及放张次数。

8.根据权利要求6所述的用于夹片群锚式钢绞线拉索快速张拉拆除施工方法，其特征在于，

在所述步骤二中，旋出工作螺母(4)方法如下：准备一组钢丝绳、手拉葫芦及吊环螺丝，将吊环螺丝旋入工作螺母(4)端面上的预留螺孔，钢丝绳一端穿过工作螺母(4)端面上吊环与吊环螺丝连接，另一端与手拉葫芦连接；在相近或相对位置的螺孔再旋入另一件吊环螺丝，另外一组钢丝绳一端穿过工作螺母(4)端面上另一件吊环与吊环螺丝连接，再连接另一外一组手拉葫芦，两组手拉葫芦形成扭矩旋出工作螺母(4)。