CN110424743B - 预应力筋卸载方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程建设技术领域，特别涉及一种预应力筋卸载方法，两个间隔布置的夹紧单元与预应力筋限位连接，两夹紧单元之间的索段构成限位段一；在间距约束单元维持两夹紧单元之间间距的前提下，断开限位段一的预应力筋；间距约束单元约束并驱动夹紧单元带动预应力筋向远离其截断位置的一侧位移，直至卸去预应力筋上的所有载荷；解除夹紧单元的限位，将卸载装置从预应力筋上移除，完成卸载作业。本发明完全改变了传统的在预应力筋的锚固端以锚座作为动力源抵靠面进行卸载的作业方式，使得卸载无粘结预应力筋不再受锚固段余留长度的限制。

Description

预应力筋卸载方法

技术领域

本发明属于工程建设技术领域，特别涉及一种预应力筋卸载方法。

背景技术

无粘结预应力构件中，预应力筋与混凝土没有粘结力，预应力筋的张拉力完全靠锚具传递给构件，常见的应用有桥梁斜拉索和体外索。

现有技术中，无粘结预应力构件通常采用带外护套的预应力筋，预应力筋的两端需剥除外护套，使钢绞线裸露出来与夹片直接接触咬合，位于端部的钢绞线设于填充有防腐介质的保护帽内以实现钢绞线的防腐，保护帽内容留可供预应力筋进行二次张拉的工作长度即可。然而无粘结预应力技术在应用时，预应力筋张拉至设计拉力时的延伸长度较长，若同步增加保护帽的长度，则成本将大大增加，而且构件内结构紧凑，常常没有足够的空间用于容纳伸长的预应力筋，因而目前一般截去过长的预应力筋，这样虽然实现了小空间内预应力筋的锚固，但是在更换预应力筋时，将直接导致可供释放的预应力筋长度不足，无法完全卸去其所受张拉力，而在负有载荷的情况下切断预应力筋会有不可预料的风险，极易损伤结构内设备或造成人员伤亡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预应力筋卸载方法，能安全地卸去条索状构件的载荷。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种预应力筋卸载方法，包括如下步骤：

步骤1：两个间隔布置的夹紧单元与预应力筋限位连接，两夹紧单元之间的索段构成限位段一；

步骤2：在间距约束单元维持两夹紧单元之间间距的前提下，断开限位段一的预应力筋；

步骤3：间距约束单元约束并驱动夹紧单元带动预应力筋向远离其截断位置的一侧位移，直至卸去预应力筋上的所有载荷；

步骤4：解除夹紧单元的限位，将卸载装置从预应力筋上移除，完成卸载作业。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：完全改变了传统的在预应力筋的锚固端以锚座作为动力源抵靠面进行卸载的作业方式，使得卸载无粘结预应力筋不再受锚固段余留长度的限制。本方法利用间距约束单元与限位单与在预应力筋的工作索段上进行卸载，能应用于任何处于受力状态的预应力筋，应用范围广，操作简单方便。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的示意图；

图2是夹紧单元一、夹紧单元二的布置示意图；

图3a-3e是步骤3的分步示意图；

图4a-4j是实施例的示意图；

图5是步骤01的示意图；

图6是实施例中卸载装置的示意图。

图中：10.间距约束单元，11.固定架一，12.固定架二，13.活动架，14.杆或索，15.千斤顶，20.夹紧单元，20a.夹紧单元一，20b.夹紧单元二，A.预应力筋，a1.限位段一，a2.限位段二，a3.限位段三，B.支撑块。

具体实施方式

下面结合附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

一种预应力筋卸载方法，包括如下步骤：

步骤1：两个间隔布置的夹紧单元20与预应力筋A限位连接，两夹紧单元20之间的索段构成限位段一a1；

步骤2：在间距约束单元10维持两夹紧单元20之间间距的前提下，断开限位段一a1的预应力筋A；

步骤3：间距约束单元10约束并驱动夹紧单元20带动预应力筋A向远离其截断位置的一侧位移，直至卸去预应力筋A上的所有载荷；

步骤4：解除夹紧单元20的限位，将卸载装置从预应力筋A上移除，完成卸载作业。

这样的话，虽然限位段一a1是在负有载荷的状态下剪断，但是位于其两端的夹紧单元20在间距约束单元10的作用下不会发生大幅度的相对位移，夹紧单元20与预应力筋A固定端之间的索段将基本保持原状态，同时，由于限位段一a1的索段长度远远小于预应力筋A的工作索段长度，因而，断开时限位段一a1内无内应力的索段的摆动也不会影响周边设施或人员的安全。这样就能保证预应力筋A的安全可靠卸载。这里工作索段指的是预应力筋A的两相邻固定端之间处于拉伸状态的索段。

附图1-4中细线表示预应力筋A处于受拉状态，粗线表示预应力筋A处于无内应力状态。

为进一步避免负载索段断开时预应力筋A的回弹力造成的周边设施或人员安全隐患，在所述的步骤2前增加步骤02：间距约束单元10约束并驱动夹紧单元20带动预应力筋A做靠近运动，直至限位段一a1的载荷被完全卸除。具体如图1所示，这样能保证夹紧单元20与预应力筋A的可靠限位，并使得限位段一a1的索段在被断开时处于无内应力状态，能进一步避免断开的索段摆动对周边设施或人员的损伤。位于限位段一a1两端的夹紧单元20带动预应力筋A做靠近运动，能验证前述两个夹紧单元20已经稳定承载预应力筋A的载荷，可有效避免夹紧单元20未良好限位或间距约束单元10间距维持失效等操作失误导致的安全事故。

在间距约束单元10的驱动行程小于预应力筋A的延伸量时，所述的步骤3包括如下步骤：

步骤31：如图3a所示，驱使邻近预应力筋A截断处的夹紧单元一20a带动预应力筋A向远离其截断位置的一侧位移，以卸去夹紧单元一20a与对应固定端之间预应力筋A的载荷；

步骤32：如图3b所示，将夹紧单元二20b限位连接在预应力筋A位移路径的前方，夹紧单元二20b与夹紧单元一20a之间的索段构成限位段二a2，此时，夹紧单元一20a与夹紧单元二20b之间索段的载荷和夹紧单元二20b与对应固定端之间索段的载荷相等，且该载荷小于预应力筋A的原始载荷；

步骤34：在限制夹紧单元二20b位移的前提下，解除夹紧单元一20a与预应力筋A的限位，如图3c所示，如此夹紧单元二20b与对应固定端之间的预应力筋A就能卸去部分载荷，夹紧单元二20b上方呈自由状的索段处于无内应力状态；

步骤35：驱使夹紧单元一20a向预应力筋A的截断端头方向位移，然后限位连接夹紧单元一20a与预应力筋A，夹紧单元一20a与夹紧单元二20b之间的索段构成限位段三a3，如图3d所示，此时限位段三a3仍处于无内应力状态；

步骤37：在限制夹紧单元一20a位移的前提下，解除夹紧单元二20b与预应力筋A的限位，如图3e所示，此时，驱动夹紧单元一20a带动预应力筋A向靠近对应固定端位移，便能在动力源的行程内继续卸除夹紧单元一20a与对应固定端之间索段的载荷。

步骤38：重复步骤31-37，直至卸去预应力筋A上的所有载荷。

如图2所示，为便于叙述，将与预应力筋A垂吊端限位连接的夹紧单元20定义为夹紧单元一20a、与预应力筋A位移路径前方限位连接的夹紧单元20定义为夹紧单元二20b，二者的区别主要在于连接位置的不同，在实际应用时，不同步骤中的夹紧单元一20a或夹紧单元二20b可以采用同一构件或同类别构件。

间距约束单元10的驱动行程小于预应力筋A的延伸量，指的是卸载装置不能在一次位移行程内卸除预应力筋A剩余的全部载荷。当原限位段一a1两端的夹紧单元20分别做远离运动时，分别驱动两个夹紧单元一20a的动力源的行程之和小于预应力筋A的剩余总延伸量；当原限位段一a1两端的夹紧单元20仅有一个位移并做远离另一夹紧单元20的运动时，驱动夹紧单元一20a位移的动力源的行程小于预应力筋A的剩余总延伸量。此时，采用夹紧单元一20a、夹紧单元二20b按照步骤31-38操作，便能实现预应力筋A的可靠卸载。

与步骤02相似，为进一步提升预应力筋卸载的稳定性与可靠性，

在步骤34前增加步骤33：间距约束单元10约束并驱动夹紧单元一20a带动预应力筋A继续向远离其截断位置的一侧位移，直至限位段二a2的载荷被完全卸除。这样的话，在步骤34中解除夹紧单元一20a与预应力筋A的限位时，夹紧单元一20a与夹紧单元二20b之间的索段处于无内应力状态。

在步骤37前增加步骤36：间距约束单元10约束并驱动夹紧单元一20a带动预应力筋A向其截断位置所在侧位移，直至限位段三a3上的载荷与夹紧单元二20b外侧的载荷相符。这样的话，在步骤37中解除夹紧单元二20b与预应力筋A的限位时，夹紧单元一20a与夹紧单元二20b之间索段的内应力和夹紧单元二20b与对应固定端之间索段的内应力相等或相近。

由于同一预应力拉索上通常有多根预应力筋，在拉索上各预应力筋的间距较小的情况下，对预应力筋A进行卸载操作时，间距约束单元10、夹紧单元20容易与其他索体发生干涉，因而，在所述的步骤1前增加步骤01：分离待卸载的预应力筋A与索体并在预应力筋A与其他索体之间设置分离支撑块B，剥除分离支撑块B间索段的防腐层，使钢绞线裸露出来与夹紧单元20配合连接。

所述的步骤01中，钢绞线裸露段的长度大于卸载装置的长度，即钢绞线裸露段的长度大于夹紧单元20的最大间距，以保证夹紧单元20与预应力筋A的可靠限位。

本实施例中，如图6所示，卸载装置的间距约束单元10包括两个间隔布置的固定架一11、固定架二12，固定架一11与固定架二12之间设有活动架13，固定架一11、固定架二12、活动架13上分别设有夹紧单元20。固定架一11、固定架二12分别设于杆或索14的两端，杆或索14限制固定架一11、固定架二12的相对位移，活动架13套设在杆或索14上且二者构成滑动配合，活动架13与固定架一11之间距离应大于预应力筋A的总的延伸量。活动架13与固定架二12之间设有千斤顶15，千斤顶15驱动活动架13分别向固定架一11、固定架二12做靠近或远离式往复运动。采用此卸载装置进行卸载的步骤如下：

步骤1：先限制预应力筋A与固定架一11的相对位移，在千斤顶15的剩余行程大于等于活动架13、固定架一11之间索段的延伸量时，限制活动架13与预应力筋A的相对位移，固定架一11与活动架13之间形成限位段一a1；

步骤2：千斤顶15驱使活动架13带动预应力筋A向固定架一11所在侧位移至限位段一a1的载荷被完全卸除，断开限位段一a1的预应力筋A；

步骤31：千斤顶15驱使活动架13带动预应力筋A一同向固定架二12所在侧位移；

步骤32：在千斤顶15的剩余行程大于等于活动架13、固定架二12之间索段的延伸量时，限制固定架二12与预应力筋A的相对位移，活动架13与固定架二12之间的索段构成限位段二a2；

步骤33：千斤顶15驱使活动架13带动预应力筋A向固定架二12所在侧位移直至限位段二a2的载荷被完全卸除；

步骤34：解除活动架13与预应力筋A的限位；

步骤35：千斤顶15驱使活动架13向固定架一11所在侧位移，在千斤顶15的剩余形成大于等于活动架13与固定架二12之间索段的延伸量时，限制活动架13与预应力筋A的相对位移，活动架13与固定架二12之间的索段构成限位段三a3；

步骤36：千斤顶15驱使活动架13带动预应力筋A向固定架一11所在侧位移至限位段三a3上的载荷与卸载装置所承受的载荷相符；

步骤37：解除固定架二12与预应力筋A的限位；

步骤38：重复步骤31-37直至卸去预应力筋A上的所有载荷；

步骤4：解除固定架一11、固定架二12、活动架13与预应力筋A的限位，将卸载装置从预应力筋A上移除，完成卸载作业。

需要进一步说明的是，本方法中间距约束单元10具有以下作用：

其一，驱动夹紧单元20位移，夹紧单元20的位移行程根据驱动机构的选择变化。本实施例中，夹紧单元20的位移行程即为千斤顶15的位移行程，除千斤顶15外，间距约束单元10也可以采用丝杆螺母机构、液压油缸等其他机构或装置驱动夹紧单元20位移。

其二，维持夹紧单元20之间的间距。本实施例中，由杆或索14的长度限定夹紧单元20之间的最大间距，采用杆时，两个固定架之间的间距将始终处于最大间距位，分别位于两固定架上的两夹紧单元20的间距也将始终维持最大间距；采用索时，两个固定架之间的间距将随预应力筋A的卸载逐渐减小，位于两固定架上的夹紧单元20亦同。千斤顶15处于锁紧状态时，将维持活动架13与固定架一11的间距，从而维持活动架13上的夹紧单元20与位于两固定架上的两夹紧单元20的间距。

在其他实施例中，也可以采用板状等其他形状或构造的部件替换杆或索14来限定夹紧单元20之间的最大间距，并实现动力源的安装。本实施例中固定架一11、固定架二12、活动架13呈条板状，在其他实施例中，固定架一11、固定架二12、活动架13也可适应性地选择块状等其他形状或构造。

其三，为夹紧单元20的位移提供导向。在实际应用中，由于预应力筋A通常呈直线状布置，因而各夹紧单元20也应当布置在同一直线上。本实施例中，夹紧单元20布置在横置的固定架或活动架上，两个固定架分别与竖向布置的杆或索14相连，活动架13套设在杆或索14上并与之构成滑动配合，杆或呈拉伸状态的索为活动架13的位移提供导向。

在其他实施例中，预应力筋A也可以是主要承受拉力的其他条索状构件。

本实施例中的上、下、横、竖等方位词与附图所示相符，然而这些词语仅用来表示部件的位置关系，在采用本方法进行横向预应力筋的卸载时，应当根据实际情况定义其上、下、横、竖的方位。

Claims (7)

1.一种预应力筋卸载方法，包括如下步骤：

步骤1：两个间隔布置的夹紧单元（20）与预应力筋（A）限位连接，两夹紧单元（20）之间的索段构成限位段一（a1）；

步骤2：在间距约束单元（10）维持两夹紧单元（20）之间间距的前提下，断开限位段一（a1）的预应力筋（A）；

步骤3：间距约束单元（10）约束并驱动夹紧单元（20）带动预应力筋（A）向远离其截断位置的一侧位移，直至卸去预应力筋（A）上的所有载荷；

卸载装置的间距约束单元（10）包括两个间隔布置的固定架一（11）、固定架二（12），固定架一（11）与固定架二（12）之间设有活动架（13），固定架一（11）、固定架二（12）、活动架（13）上分别设有夹紧单元（20）；固定架一（11）、固定架二（12）分别与杆或索（14）相连，杆或索（14）限制固定架一（11）、固定架二（12）的相对位移，活动架（13）套设在杆或索（14）上且二者构成滑动配合，活动架（13）与固定架二（12）之间设有驱动装置驱动活动架（13）分别向固定架一（11）、固定架二（12）做靠近或远离式往复运动；

在间距约束单元（10）的驱动行程小于预应力筋（A）的延伸量时，所述的步骤3包括如下步骤：

为便于叙述，将与预应力筋（A）垂吊端限位连接的夹紧单元（20）定义为夹紧单元一（20a）、与远离预应力筋（A）垂吊端限位连接的夹紧单元（20）定义为夹紧单元二（20b）；

步骤31：驱使邻近预应力筋（A）截断处设于活动架（13）上的夹紧单元一（20a）带动预应力筋（A）向远离其截断位置的一侧位移；

步骤32：将夹紧单元二（20b）限位连接在预应力筋（A）位移路径的前方，夹紧单元二（20b）与设于活动架（13）上的夹紧单元一（20a）之间的索段构成限位段二（a2）；

步骤34：在限制夹紧单元二（20b）位移的前提下，解除设于活动架（13）上的夹紧单元一（20a）与预应力筋（A）的限位；

步骤35：驱使设于活动架（13）上的夹紧单元一（20a）向预应力筋（A）的截断端头方向位移，然后限位连接设于活动架（13）上的夹紧单元一（20a）与预应力筋（A），设于活动架（13）上的夹紧单元一（20a）与夹紧单元二（20b）之间的索段构成限位段三（a3）；

步骤37：在限制设于活动架（13）上的夹紧单元一（20a）位移的前提下，解除夹紧单元二（20b）与预应力筋（A）的限位；

步骤38：重复步骤31-37，直至卸去预应力筋（A）上的所有载荷；

步骤4：解除夹紧单元（20）的限位，将卸载装置从预应力筋（A）上移除，完成卸载作业。

2.根据权利要求1所述的卸载方法，其特征在于：在所述的步骤2前还有步骤02：间距约束单元（10）约束并驱动夹紧单元（20）带动预应力筋（A）做靠近运动，直至限位段一（a1）的载荷被完全卸除。

3.根据权利要求1所述的卸载方法，其特征在于：所述的步骤34前还有步骤33：间距约束单元（10）约束并驱动设于活动架（13）上的夹紧单元一（20a）带动预应力筋（A）继续向远离其截断位置的一侧位移，直至限位段二（a2）的载荷被完全卸除。

4.根据权利要求1所述的卸载方法，其特征在于：所述的步骤37前还有步骤36：间距约束单元（10）约束并驱动设于活动架（13）上的夹紧单元一（20a）带动预应力筋（A）向其截断位置所在侧位移，直至限位段三（a3）上的载荷与夹紧单元二（20b）外侧的载荷相等。

5.根据权利要求1-4任一项所述的卸载方法，其特征在于：在所述的步骤1前还有步骤01：分离待卸载的预应力筋（A）与其他索体并在预应力筋（A）与其他索体之间设置分离支撑块（B），剥除分离支撑块（B）间索段的防腐层，使钢绞线裸露出来与夹紧单元（20）配合连接。

6.根据权利要求5所述的卸载方法，其特征在于：所述的步骤01中，钢绞线裸露段的长度大于卸载装置的长度，固定架一（11）、固定架二（12）分别设于杆或索（14）的两端，

活动架（13）与固定架二（12）之间设有千斤顶（15），千斤顶（15）驱动活动架（13）分别向固定架一（11）、固定架二（12）做靠近或远离式往复运动。

7.根据权利要求6所述的卸载方法，其特征在于：

步骤1：先限制预应力筋（A）与固定架一（11）的相对位移，在千斤顶（15）的剩余行程大于等于活动架（13）、固定架一（11）之间索段的延伸量时，限制活动架（13）与预应力筋（A）的相对位移，固定架一（11）与活动架（13）之间形成限位段一（a1）；

步骤2：驱使活动架（13）带动预应力筋（A）向固定架一（11）所在侧位移至限位段一（a1）的载荷被完全卸除，断开限位段一（a1）的预应力筋（A）；

步骤31：驱使活动架（13）带动预应力筋（A）一同向固定架二（12）所在侧位移；

步骤32：在千斤顶（15）的剩余行程大于等于活动架（13）、固定架二（12）之间索段的延伸量时，限制固定架二（12）与预应力筋（A）的相对位移，活动架（13）与固定架二（12）之间的索段构成限位段二（a2）；

步骤33：驱使活动架（13）带动预应力筋（A）向固定架二（12）所在侧位移直至限位段二（a2）的载荷被完全卸除；

步骤34：解除活动架（13）与预应力筋（A）的限位；

步骤35：驱使活动架（13）向固定架一（11）所在侧位移，在千斤顶（15）的剩余形成大于等于活动架（13）与固定架二（12）之间索段的延伸量时，限制活动架（13）与预应力筋（A）的相对位移，活动架（13）与固定架二（12）之间的索段构成限位段三（a3）；

步骤36：驱使活动架（13）带动预应力筋（A）向固定架一（11）所在侧位移至限位段三（a3）上的载荷与卸载装置所承受的载荷相等；

步骤37：解除固定架二（12）与预应力筋（A）的限位；

步骤38：重复步骤31-37直至卸去预应力筋（A）上的所有载荷；

步骤4：解除固定架一（11）、固定架二（12）、活动架（13）与预应力筋（A）的限位，将卸载装置从预应力筋（A）上移除，完成卸载作业。

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