CN110761186A - 一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,属于桥梁施工技术领域。包括以下步骤:在主缆索夹上利用张拉器同步张拉多根螺杆至施工设计载荷,并同时利用工具紧固螺母;张拉器同步张拉多根螺杆至施工设计载荷后进行稳压持荷,稳压持荷的时间为时间段Δt;在张拉器稳压持荷的时间达到时间段Δt时,利用扳手重新紧固螺母,并记录多根螺杆上螺母的转动角度θ;在张拉器稳压持荷N个时间段Δt后,第N个时间段螺母转动角度θ平均值在阈值a的范围内,停止稳压持荷,卸载张拉器完成张拉。本发明可以显著减小张拉器卸载后螺杆轴力的回缩损失,大幅度地提高主缆收紧速度,主缆收紧到一定程度就会趋于平缓,减小螺杆的轴力衰减程度。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁施工技术领域,具体是涉及一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法。
背景技术
悬索桥索夹是悬索桥上部结构的主要构件之一,在使用过程的主要病害是索夹在主缆上发生滑移,其原因是索夹螺杆紧固力不足导致的,我国公路桥涵养护规范(2004)3.3.9条要求检查“悬索桥吊杆上端与主缆索的索夹是否松动、移位和破损”,公路桥梁技术状况评定标准(2011)7.2.1条中也将索夹滑移大于10mm视为严重的缺损。
当前在进行索夹螺杆实际施工时,一般采用千斤顶将螺杆张拉至施工轴力持荷,再由工人用短扳手拨紧螺母,过程中采用分级操作,分为2~3级,每级张拉持荷拨紧螺母后千斤顶回油,最终完成施工。
在悬索桥施工过程中,进行螺杆紧固张拉后,索夹会因螺杆的预拉力(紧固力)而抱紧主缆,主缆钢丝受到索夹的抱紧而产生重新排列、镀锌层蠕变等现象,使得主缆钢丝空隙率逐渐减小,这是一个较为长期、非常缓慢的过程。因此,在悬索桥施工期间,需要多次(某桥在施工中螺杆张拉多达8~9次)进行全桥螺杆张拉,但依然存在螺杆轴力随时间大幅衰减的问题。成桥之后,随着通车运营,主缆受到活载的作用,会加速收紧,内部钢丝空隙率继续减小,使得螺杆轴力继续衰减。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术中悬索桥施工期间,需要多次进行全桥螺杆张拉,但依然存在螺杆轴力随时间大幅衰减的问题的不足,提供一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法。
本发明提供一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,包括以下步骤:
S101、在主缆索夹上利用张拉器同步张拉多根螺杆至施工设计载荷,并同时紧固连接在螺杆上位于张拉器端的螺母;
S102、张拉器同步张拉多根螺杆至施工设计载荷后进行稳压持荷,稳压持荷的时间为时间段Δt;
S103、在张拉器稳压持荷的时间达到时间段Δt时,重新紧固连接在螺杆上位于张拉器端的螺母,并记录多根螺杆上螺母的转动角度θ;
S104、在张拉器稳压持荷N个时间段Δt后,第N个时间段螺母转动角度θ平均值在阈值a的范围内,停止稳压持荷,卸载张拉器完成张拉,所述N为大于1的正整数。
优选方案:所述步骤S104后还包括以下步骤:
S105、采用超声测量出螺杆的紧固力F并记录,计算出多根螺杆(2)的紧固力F的平均轴力F平均。
优选方案:在超声测量出螺杆的紧固力F小于平均轴力F平均10%的螺杆,张拉器加载持荷在施工设计载荷基础上增加5%进行补张拉,并同时紧固螺母,卸载张拉器完成张拉,并采用超声重新测量补张拉的螺杆紧固力F。
优选方案:所述螺杆的紧固力F≥770KN,所述螺杆的型号为:M52×1380mm。
优选方案:所述步骤S102中,时间段Δt为5min、10min、15min、20min中的任意一种或多种。
优选方案:所述步骤S104中,阈值a的范围为1°~20°。
优选方案:所述阈值a的范围为5°~15°。
优选方案:所述张拉器为液压张拉器,所述张拉器通过油管连接张拉设备,所述张拉器与螺杆端部的螺纹连接,在张拉器内部有嵌套的螺母套筒,螺母套筒上开设有圆孔,螺母套筒与螺杆上的螺母同步转动;张拉时,张拉器一端与螺杆端头螺纹相连,一端抵靠在索夹表面,张拉设备加载,螺杆被张拉器拉长,螺母与索夹表面出现间隙,采用手动拨杆插在螺母套筒的圆孔内,手动拨动套筒以旋拧螺母。
优选方案:所述步骤S104中,所述N为1~5。
优选方案:所述步骤S101中,施工设计载荷为1100KN。
在上述技术方案的基础上,与现有技术相比,本发明的优点如下:
本发明的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,该方法采用张拉器同步张拉多根螺杆至施工设计载荷,并同时利用工具紧固螺母,然后利用张拉器进行稳压持荷;在稳压持荷到设定时间段后利用扳手重新紧固螺母,并记录多根螺杆上螺母的转动角度;在转动角度平均值在阈值后,停止稳压持荷,卸载张拉器完成张拉。本方法可以显著减小张拉器卸载后螺杆轴力的回缩损失,大幅度地提高主缆收紧速度,主缆收紧到一定程度就会趋于平缓,减小螺杆的轴力衰减程度。
本发明一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,该方法可以减少悬索桥建设期间的索夹螺杆张拉次数,大大减少施工成本并节省大量施工时间,该种方法可以减少大桥施工中至少1/3以上的全桥张拉次数。同时可以降低成桥之后因索夹螺杆松弛造成的养护成本,保障大桥安全。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
附图标记:1-主缆索夹,2-螺杆,3-螺母,4-张拉器,5-油管,6-张拉设备。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
参见图1所示,本发明实施例提供一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,包括以下步骤:
S101、在主缆索夹1上利用张拉器4同步张拉多根螺杆2至施工设计载荷;张拉器4优选为液压张拉器,例如穿心液压千斤顶,本实施例使用的张拉器4的最大拉伸力为1661KN,满足对螺杆2张拉的施工设计载荷。张拉器4通过油管5连接张拉设备6,张拉器4与螺杆2端部的螺纹连接,在张拉器4内部有嵌套的螺母套筒,螺母套筒上开设有圆孔,螺母套筒与螺杆2上的螺母3同步转动。张拉时,张拉器4一端与螺杆2端头螺纹相连,一端抵靠在索夹1表面,张拉设备6加载,螺杆2被张拉器4拉长,螺母3与索夹1表面出现间隙,采用手动拨杆插在螺母套筒的圆孔内,手动拨动套筒以旋拧螺母3。
S102、张拉器4同步张拉多根螺杆2至施工设计载荷后进行稳压持荷,稳压持荷的时间为时间段Δt,时间段Δt为5min、10min、15min、20min中的任意一种,具体时间段Δt根据张拉的次数和施工设计载荷的大小具体设定。
S103、在张拉器4稳压持荷的时间达到时间段Δt时,由于主缆被压缩收紧,螺母3又可以被拨动,再次利用手动拨杆重新紧固螺母3,并记录多根螺杆2上螺母3的转动角度θ。
S104、在张拉器4稳压持荷N个时间段Δt后,N优选为1~5;第N个时间段螺母转动角度θ平均值在阈值a的范围内,阈值a为1°~20°(优选为5°~15°)停止稳压持荷,卸载张拉器4完成张拉。
S105、采用超声测量出螺杆2的紧固力F并记录,计算出多根螺杆2的紧固力F的平均轴力F平均。
S106、在超声测量出螺杆2的紧固力F小于平均轴力F平均10%的螺杆,张拉器4加载持荷在施工设计载荷基础上增加5%进行补张拉,并同时利用手动拨杆紧固螺母3,卸载张拉器4完成张拉,并采用超声重新测量补张拉的螺杆2的紧固力F。
工作原理
本发明的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,该方法采用张拉器4同步张拉多根螺杆2至施工设计载荷,并同时利用手动拨杆紧固螺母3,然后利用张拉器4进行稳压持荷;在稳压持荷到设定时间段后利用手动拨杆重新紧固螺母3,并记录多根螺杆2上螺母3的转动角度θ;在转动角度平均值在阈值a后,停止稳压持荷,卸载张拉器4完成张拉。主缆收紧是造成螺杆轴力损失的主要原因,主缆索夹1的抱紧力较大可以加速主缆收紧,比如单个张拉器4持荷为1100kN,24根螺杆2就是1100×24kN的抱紧力,单根螺杆2紧固力为800kN,这时的主缆收紧速度相当于24根螺杆2的800×24kN抱紧力产生的收紧速度的几十倍甚至一百倍以上。因此本方法可以显著减小张拉器4卸载后螺杆轴力的回缩损失,大幅度地提高主缆收紧速度,主缆收紧到一定程度就会趋于平缓,减小螺杆2的轴力衰减程度。
下面,通过一个具体实施例对发明进行详细说明。
本实施例中的螺杆2选用型号为M52×1380mm的8.8级高强度螺杆,设计施工荷载为1100kN,螺杆2的紧固力F≥770KN为合格张拉,螺杆2在主缆索夹1上分为左侧螺杆和右侧螺杆,其中左侧螺杆设有10根,编号为:L01~L10;右侧螺杆设有10根,编号为:R01~R10。
具体包括以下步骤:
A、在主缆索夹1上利用张拉器4同步张拉20根螺杆2至施工设计载荷,施工设计载荷为1100KN;并同时利用手动拨杆紧固螺母3,在螺母3人力难以紧固时,利用小锤以一定力度敲击手动拨杆以紧固螺母3。
B、张拉器4同步张拉20根螺杆2至施工设计载荷后进行第一阶段的稳压持荷,稳压持荷的时间为20min(首次张拉稳压持荷时间较长)。
C、在张拉器4稳压持荷的第一阶段的时间达到时间段20min时,由于主缆被压缩收紧,螺母3又可以被拨动,再次利用手动拨杆重新紧固螺母3,并记录20根螺杆2上螺母3在本阶段转动角度θ。具体数值如表1实桥索夹螺杆张拉试验数据。
D、在张拉器4稳压持荷的第二阶段的时间达到时间段15min时,由于主缆被压缩收紧,螺母3又可以被拨动,再次利用手动拨杆重新紧固螺母3,并记录20根螺杆2上螺母3在本阶段转动角度θ和累积转动角度。具体数值如表1实桥索夹螺杆张拉试验数据。
E、在张拉器4稳压持荷的第三阶段的时间达到时间段15min时,由于主缆被压缩收紧,螺母3又可以被拨动,再次利用手动拨杆重新紧固螺母3,并记录20根螺杆2上螺母3在本阶段转动角度θ和累积转动角度。具体数值如表1实桥索夹螺杆张拉试验数据。
F、在张拉器4稳压持荷的第四阶段的时间达到时间段10min时,由于主缆被压缩收紧,螺母3又可以被拨动,再次利用手动拨杆重新紧固螺母3,并记录20根螺杆2上螺母3在本阶段转动角度θ和累积转动角度。具体数值如表1实桥索夹螺杆张拉试验数据。
G、在张拉器4稳压持荷的第五阶段的时间达到时间段10min时,由于主缆被压缩收紧,螺母3又可以被拨动,再次利用手动拨杆重新紧固螺母3,并记录20根螺杆2上螺母3在本阶段转动角度θ和累积转动角度。具体数值如表1实桥索夹螺杆张拉试验数据。
H、在张拉器4稳压持荷5个时间段Δt后,第5个时间段20根螺杆2上的螺母3转动角度θ的平均值均在阈值a为5°~15°的范围内停止稳压持荷,卸载张拉器4完成张拉。
I、采用超声测量出螺杆2的紧固力F并记录,计算出20根螺杆2的紧固力F的平均轴力F平均。具体数值如表1实桥索夹螺杆张拉试验数据。
J、在超声测量出螺杆的紧固力F小于平均轴力F平均10%的螺杆,张拉器4加载持荷在施工设计载荷1100KN基础上增加5%进行补张拉,并同时利用手动拨杆紧固螺母3,卸载张拉器4完成张拉,并采用超声重新测量补张拉的螺杆紧固力F。
表1实桥索夹螺杆张拉试验数据
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型,倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,其特征在于,包括以下步骤:
S101、在主缆索夹(1)上利用张拉器(4)同步张拉多根螺杆(2)至施工设计载荷,并同时紧固连接在螺杆(2)上位于张拉器(4)端的螺母(3);
S102、张拉器(4)同步张拉多根螺杆(2)至施工设计载荷后进行稳压持荷,稳压持荷的时间为时间段Δt;
S103、在张拉器(4)稳压持荷的时间达到时间段Δt时,重新紧固连接在螺杆(2)上位于张拉器(4)端的螺母(3),并记录多根螺杆(2)上螺母(3)的转动角度θ;
S104、在张拉器(4)稳压持荷N个时间段Δt后,第N个时间段螺母(3)转动角度θ平均值在阈值a的范围内,停止稳压持荷,卸载张拉器(4)完成张拉,所述N为大于1的正整数。
2.如权利要求1所述的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,其特征在于:
所述步骤S104后还包括以下步骤:
S105、采用超声测量出螺杆(2)的紧固力F并记录,计算出多根螺杆(2)的紧固力F的平均轴力F平均。
3.如权利要求2所述的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,其特征在于:
在超声测量出螺杆(2)的紧固力F小于平均轴力F平均10%的螺杆(2),张拉器(4)加载持荷在施工设计载荷基础上增加5%进行补张拉,并同时紧固螺母(3),卸载张拉器(4)完成张拉,并采用超声重新测量补张拉的螺杆(2)紧固力F。
4.如权利要求3所述的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,其特征在于:
所述螺杆(2)的紧固力F≥770KN,所述螺杆(2)的型号为:M52×1380mm。
5.如权利要求1所述的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,其特征在于:
所述步骤S102中,时间段Δt为5min、10min、15min、20min中的任意一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,其特征在于:
所述步骤S104中,阈值a的范围为1°~20°。
7.如权利要求6所述的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,其特征在于:
所述阈值a的范围为5°~15°。
8.如权利要求1所述的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,其特征在于:
所述张拉器(4)为液压张拉器,所述张拉器(4)通过油管(5)连接张拉设备(6),所述张拉器(4)与螺杆(2)端部的螺纹连接,在张拉器(4)内部有嵌套的螺母套筒,螺母套筒上开设有圆孔,螺母套筒与螺杆(2)上的螺母(3)同步转动;张拉时,张拉器(4)一端与螺杆(2)端头螺纹相连,一端抵靠在索夹(1)表面,张拉设备(6)加载,螺杆(2)被张拉器(4)拉长,螺母(3)与索夹(1)表面出现间隙,采用手动拨杆插在螺母套筒的圆孔内,手动拨动套筒以旋拧螺母(3)。
9.如权利要求1所述的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,其特征在于:
所述步骤S104中,所述N为1~5。
10.如权利要求1所述的一种悬索桥主缆索夹螺杆高效紧固方法,其特征在于:
所述步骤S101中,施工设计载荷为1100KN。
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