CN112962477A - 一种自适应转向器、自适应转向结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应转向器、自适应转向结构及施工方法，自适应转向器包括N个转向块、N‑1个定位块、M根柔性导向管，所述转向块上设有与柔性导向管相配合的管道，所述定位块至少设有一个与柔性导向管相配合的孔道，所述定位块通过柔性导向管安置于相邻转向块之间；其中N为大于1的正整数，M为大于0的正整数。本发明公开的一种自适应转向器、自适应转向结构及施工方法，采用模块化设计，通用性较强，可实现工厂制作，施工现场根据需求拼装；通过在相邻转向块之间增设用于定位转向块的定位块，能够使相邻转向块之间留有可供弯曲的空间，来实现整个转向结构的自适应性。

Description

一种自适应转向器、自适应转向结构及施工方法

技术领域

本发明涉及拉索转向器领域，尤其涉及一种自适应转向器、自适应转向结构及施工方法。

背景技术

拉索转向器常用于体外索体系结构中，预埋在混凝土中，是用于改变缆索方向的受力部件。现有技术中的转向器由导向板、外套管、隔板、隔离管、灌浆料等组成，整体结构是固定的、不可变的，由于需要在穿索之前预埋在混凝土中，所以在制作生产转向器时，需要根据体外索的弯曲方向、半径、角度及位置来确定转向器的各项参数，转向器与安装位置也需要精准对应，该类转向器是不可通用。因此转向器规格种类多、参数数据量大、预埋后无法检测、更换；难以实现标准化设计和生产，加工及质量管控困难；对施工安装精度要求高，其复杂繁琐的标识系统，易导致转向器预埋偏差，甚至反向预埋，造成索体外保护层损伤的不良影响。

目前，中国专利CN1458426A公开了一种转向器，该转向器的转向管内有2～120根相互平行的导向管，各根导向管之间通过2～5块连接板连成一体，两端的连接板通过点焊方式分别与导向管连接；所述的转向管为圆弧形或一头带喇叭形或两头为喇叭形或塔形，其横截面为圆形或方形或多边形，导向管与转向管之间的空隙可以灌水泥浆、环氧树脂或其他一些填充料，并保证充满、密实。该现有技术中的转向器为形状固定、不可变的，需要根据体外索的弯曲方向、半径、角度及位置来确定转向器的各项参数，并对转向器的预埋、安装精度要求较高，不能通用。

中国专利CN203684103U公开了一种系杆转向器，包括挡板和用于穿索体的N根对称分布且相互平行的导向管，所述导向管的两端分别穿过挡板上对应的孔与挡板连接，所述挡板之间的导向管上均布有M块支撑导向管的分丝板，所述分丝板由平板和围板构成，所述平板上开有N个供导向管穿过的导向管孔，N根导向管分别穿过M块平板的导向管孔与分丝板滑动连接；所述围板与平板垂直连接，从而构成一个横截面形状与平板形状一致的短筒体，所述平板位于短筒体轴向的中部位置；虽然该现有技术提及了能够根据索缆索走向随意控制转向器弯曲角度，但该现有技术的转向器在使用过程中也需要直接预埋在混凝土中，需要在穿索之前确定好缆索的弯曲方向、半径、角度及位置等来确定转向器弯曲形状，无法达到真正意义的自适应转向，此外，该结构中的分丝板稳定性较差，在高应力缆索的应用工况中，易造成索体外保护层损伤。

中国专利CN1664275A公开了一种体外预应力索转向结构，其主要是在混凝土构件中浇筑形成无内衬钢管的、适应索空间位置变化的转向孔，总体呈沙漏形。该现有技术采用沙漏形的混凝土转向孔，在拉索张拉过程中易出现混凝土开裂现象。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自适应转向器、自适应转向结构及施工方法，旨在解决现有转向器需要根据体外索的弯曲方向、半径、角度及位置来确定转向器的各项参数，转向器生产、安装施工的精准要求较高，转向器不能通用，且转向器的稳定性较差，易造成索体外保护层损伤等问题。

本发明采取以下技术方案实现上述目的：

一种自适应转向器，包括N个转向块、N-1个定位块、M根柔性导向管，所述转向块上设有与柔性导向管相配合的管道，所述定位块至少设有一个与柔性导向管相配合的孔道，所述定位块通过柔性导向管安置于相邻转向块之间；其中N为大于1的正整数，M为大于0的正整数。

本技术方案中，柔性导向管具有一定的柔韧性并可弯曲，用于穿设索体，通过转向块的管道及定位块的孔道贯穿转向块和定位块、把转向块及定位块串联，转向块利用定位块间隔布置，使转向块之间留有可供弯曲的空间；其中，柔性导向管的数量与索体的数量相同，转向块的管道数量与柔性导向管的数量相同，定位块的布设于柔性导向管的穿设路径上，定位块至少设有一个与柔性导向管相配合的孔道，可根据定位块的实际大小或索体的数量等参数设定定位块孔道的数量，在此不做限定；

本技术方案采用模块化结构设计，转向体在工厂制作安装好后，在施工现场安装；能够根据索体弯曲角度进行转向块、定位块的增减，并且采用能够随着索体弯曲的柔性导向管，整体结构是可弯曲的，相对于现有技术中固定结构的转向器，不需要根据索体预设的弯曲参数而特制转向器，生产精度要求较低，通用性较好，可实现标准化设计，能够降低设计量、提高生产效率及产品质量。

进一步的技术方案为，转向块为整体式结构。本技术方案中，整体式转向块可以为由钢材、高强混凝土等材料一体成型制作。

进一步的技术方案为，转向块的横截面为圆形、椭圆形或多边形中的一种。转向块可根据安装需求来设定形状，例如安装在下述技术方案中转向钢管中，则需要根据转向钢管的横截面形状来确定转向块的形状。

进一步的技术方案为，定位块的两端分别与相邻的转向块抵接。本技术方案能够进一步的提高转向器的稳定性。

进一步的技术方案为，定位块两端的宽度不大于200mm。本技术方案中，定位块靠近相邻转向块的两端不大于200mm的尺寸即能够满足一般工况中索体的弯曲空间，又能定位相邻的转向块。

进一步的技术方案为，柔性导向管的两端呈喇叭口形状。本技术方案通过采用喇叭口形状的柔性导向管对两端的转向块起到一定的限位作用，能够进一步的提高转向器的稳定性。

一种自适应转向结构，包括上述的转向器、及与转向器相配合的转向钢管，所述转向钢管的形状为至少一端的外径逐渐增大；完成缆索张拉后，所述转向块外壁与所述转向钢管的内壁密贴。

本技术方案中，转向块可根据索体位于转向器中的转向线性，在转向钢管中自动形成所需要的弯曲角度、转向半径及方向；具体过程为，在穿索时索体穿过转向块的各导向管，索体张拉时各导向管受到径向力的作用，带动转向块向一侧弯曲，并紧贴转向钢管内径逐渐增大的内壁，从而形成索体所需要的弯曲方向、半径及角度，实现转向器的自适应性，此外，转向器在生产、安装施工过程中的精准要求较低，能保证体外索曲线的精度，不需要将转向器预埋在混凝土中，能够避免施工的预埋错误，提高施工效率及质量。

进一步的技术方案为，转向钢管横截面的形状与转向块的横截面形状相适配。

一种自适应转向结构的施工方法，包括上述的自适应转向结构，其施工步骤为：

A将预先制作好的转向钢管按要求预埋安装至混凝土中；

B混凝土达到转向块符合的安装条件后，将制作好的自适应转向器装入转向钢管中；

C穿索时将索体依次穿过柔性导向管，穿索完毕后进行张拉，转向块由于受到径向力的作用，与转向钢管的内壁密贴，自动形成索体所需要的弯曲方向、半径及角度。

本发明的有益效果是：

1、采用能够随着索体弯曲的柔性导向管，不需要根据索体预设的弯曲参数而特制转向器，生产精度要求较低，具有通用性，可实现标准化设计，能够降低设计量、提高生产效率及产品质量；

2、采用模块化结构设计，能够根据实际需要进行转向块、定位块的增减，通用性较强，并且转向块、定位块、柔性导向管等部件可以在工厂制作，施工现场拼装，其中，能够使相邻转向块之间留有可供弯曲的空间，在张拉过程中与转向块、转向钢管配合，来实现整个转向结构的自适应性；定位块还能够提高转向器在运输和施工过程中的稳定性，即在运输和施工过程中不发生相对滑移，提高转向器和转向结构的稳定性；

3、转向器与转向钢管的配合，使得转向块可根据索体位于转向器中的转向线性，在转向钢管中自动形成所需要的弯曲角度、转向半径及方向，自动适应索体的转向需求；转向器在生产、安装施工过程中的精准要求较低，能保证体外索曲线的精度，不需要将转向器预埋在混凝土中，能够避免施工的预埋错误，提高施工效率及质量。

附图说明

图1为：本发明所述自适应转向器的结构示意图。

图2为：本发明所述截面为圆形的转向块结构示意图。

图3为：本发明所述截面为方形的转向块结构示意图。

图4为：本发明所述整体结构的转向块剖视图。

图5为：本发明所述定位块的结构示意图。

图6为：本发明所述自适应转向结构的示意图。

图7为：本发明所述自适应转向结构索体张拉过程的示意图。

图8为：本发明所述转向钢管的第一种实施例示意图。

图9为：本发明所述转向钢管的第二种实施例示意图。

图10为：本发明所述转向钢管的第三种实施例示意图。

图11为：本发明所述转向钢管的第四种实施例示意图。

图中：

1、转向块；10、管道；2、定位块；20、孔道；3、柔性导向管；4、转向钢管；41、转向钢管第一端；42、转向钢管第二端；5、索体；6、混凝土。

具体实施方式

下面结合附图1至图11对本发明进行详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图5所示，本实施方式提供一种自适应转向器，包括转向块1、定位块2、柔性导向管3，所述转向块1上设有与柔性导向管3相配合的管道10，所述定位块2安置于相邻转向块1之间；

具体的，本实施方式中转向块1的数量为8个，定位块2的数量为7个，索体钢束为12根，柔性导向管3的数量与索体5的数量相同，转向块1的管道10数量与柔性导向管3的数量相同，定位块2位于中间一根柔性导向管3的穿设路径上，且定位块2设有1个用于贯穿该根柔性导向管3的孔道20，柔性导向管3通过转向块1的管道10和定位块2的孔道20贯穿8个转向块1、7个定位块，并把上述转向块1和定位块2间隔串联，在其他实施方式中，具体的转向块1个数可根据索体的转向半径、转向角度等参数及转向块1和定位块2的尺寸确定，转向块1管道10的数量、柔性导向管3的数量可根据具体的索体5数量进行定制，上述部件及结构的数量在此不做限定；

本实施方式的转向块1为整体式结构，截面为圆形结构，采用钢材制作，转向器采用模块化设计的转向块1，能够根据实际需要进行增减；转向块1利用定位块2间隔布置，转向块1之间即留有了可供弯曲的空间，其中，定位块2采用塑料制作；本实施方式采用能够随着索体5弯曲的柔性导向管3，柔性导向管3具体采用橡胶材料制备而成，具有一定的柔韧性并可弯曲，用于穿设索体5，实现索体5张拉过程中，转向器能够适应索体5的转向角度、半径、方向，不需要根据体外索体系预设的弯曲参数而特制转向器，生产精度要求较低，通用性较好，可实现标准化设计，能够降低设计量、提高生产效率及产品质量；还通过在相邻转向块1之间增设定位块2，用于转向块1之间的定位，能够使相邻转向块之间留有可供弯曲的空间，相对于现有技术中导向管与连接板(或分丝板)焊接的方案，能够保证转向管的完整性，进一步保护索体。

上述实施方式的自适应转向器可以安装至下述实施方式中的转向钢管4内，也可以根据索体5的转向参数直接预埋在混凝土6内，实现索体5的转向。

上述实施方式示例性的示出了转向块1的材质及具体结构、柔性导向管3的材质、定位块2的材质及形状等，在其他实施方式或实际应用中，还可以通过以下方案替代，例如：

1、转向块1的材质还可以为高强混凝土材料一体成型制成；

2、转向块1的具体截面还可以为椭圆形或多边形的结构；

3、柔性导向管3还可以采用薄壁钢材、软质塑料及柔性复合材料等制作；

4、在一些优选的实施方式中，柔性导向管3还可以采用两端为喇叭状的结构，能够对两端的转向块1起到一定的限位作用，进一步的提高转向器的稳定性；

5、定位块2还可以采用橡胶、金属等材料制成。

上述实施方式的示例性的示出了定位块2的孔道20个数及其安装为，也可以根据定位块2的具体大小、及其安装位置来确定其孔道20的个数。

另一实施方式，在上述实施方式基础上，定位块2的两端分别为平面结构，并分别与相邻的转向块1抵接，定位块2与相邻转向块1抵接的两端的间距为200mm，不大于200mm的尺寸能够满足一般工况中索体5的弯曲空间，又能定位相邻的转向块1。

另一实施方式，如图6至11所示，在上述实施方式基础上，提供一种包括上述实施方式所述自适应转向器的自适应转向结构，还包括与转向器相配合的转向钢管4，具体的，转向钢管4的形状如图7至图8所示，转向钢管第一端41的外径逐渐增大，整体呈喇叭状，用于满足索体5的转向方向、转向角度和转向半径等参数；完成索体5张拉后，所述转向块1外壁与所述转向钢管4的内壁密贴。具体的施工过程为：

A转向钢管4和自适应转向器在工厂制作，转向钢管4在箱梁预制时预埋安装至混凝土6中；

B预埋时将转向钢管第一端41(即喇叭状的一端)布置在转向侧，另一端布置时需符合坐标要求以及保证轴心与转向块1处箱梁中心线平行；

C转向块1符合安装条件后，将转向钢管4内壁清理干净，然后将自适应转向器对好孔后装入转向钢管4中；

D穿索时将索体5依次穿过柔性导向管3，穿索完毕后进行张拉，转向块1由于受到径向力的作用，会与转向钢管4的喇叭状内壁密贴，自动形成索体5所需要的弯曲方向、半径及角度。

如后期出现需要换索的情况，可将索力卸载后，单根将索体5从锚头及转向器中抽出，重新穿入新的索体进行张拉以及进行锚头防腐处理；也可将整束索力卸载，将索体5全部拆除后更换转向器，然后穿入新索进行张拉；相对于现有技术中直接将转向器预埋至混凝土6中的转向结构，可以实现索体5及转向器的更换。

在其他实施方式中，还可以根据具体工况、索体5转向方向、角度、半径等，将转向钢管4设置成转向钢管第二端42也为喇叭状的结构，用于满足索体5的转向需求，如图9至图11所示；在一些转向块1的横截面为椭圆形或多边形的实施方式中，转向钢管4的横截面形状还可以为与转向块1横截面相适配的形状。

本发明提供的一种自适应转向器及自适应转向结构，通过采用能够随着索体弯曲的柔性导向管，不需要根据索体预设的弯曲参数而特制转向器，生产精度要求较低，具有通用性，可实现标准化设计，能够降低设计量、提高生产效率及产品质量；采用模块化结构设计，能够根据实际需要进行转向块1、定位块2的增减，通用性较强，转向器与转向钢管4的配合，使得转向块1可根据索体5位于转向器中的转向线性，在转向钢管4中自动形成所需要的弯曲角度、转向半径及方向，自动适应索体5的转向需求；转向器在生产、安装施工过程中的精准要求较低，能保证体外索曲线的精度，不需要将转向器预埋在混凝土中，能够避免施工的预埋错误，提高施工效率及质量。

Claims (9)

1.一种自适应转向器，其特征在于，包括N个转向块(1)、N-1个定位块(2)、M根柔性导向管(3)，所述转向块(1)上设有与柔性导向管(3)相配合的管道(10)，所述定位块(2)至少设有一个与柔性导向管(3)相配合的孔道(20)，所述定位块(2)通过柔性导向管(3)安置于相邻转向块(1)之间；其中N为大于1的正整数，M为大于0的正整数。

2.根据权利要求1所述的一种自适应转向器，其特征在于，所述转向块(1)为整体式结构。

3.根据权利要求1所述的一种自适应转向器，其特征在于，所述转向块(1)的横截面为圆形、椭圆形或多边形中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种自适应转向器，其特征在于，所述定位块(2)的两端分别与相邻的转向块(1)抵接。

5.根据权利要求1所述的一种自适应转向器，其特征在于，所述定位块(2)两端的宽度不大于200mm。

6.根据权利要求1所述的一种自适应转向器，其特征在于，所述柔性导向管(3)的两端呈喇叭口形状。

7.一种自适应转向结构，其特征在于，包括权利要求1至6中任意一项所述的转向器、及与转向器相配合的转向钢管(4)，所述转向钢管(4)的形状为至少一端的外径逐渐增大；完成索体张拉后，所述转向块外壁与所述转向钢管的内壁密贴。

8.根据权利要求7所述的一种自适应转向结构，其特征在于，所述转向钢管(4)横截面的形状与转向块(1)的横截面形状相适配。

9.一种自适应转向结构的施工方法，其特征在于包括权利要求9所述的自适应转向结构，其施工步骤为：

A将预先制作好的转向钢管(4)按要求预埋安装至混凝土(6)中；

B混凝土(6)达到转向块(1)符合的安装条件后，将制作好的自适应转向器装入转向钢管(4)中；

C穿索时将索体依次穿过柔性导向管(3)，穿索完毕后进行张拉，转向块(1)由于受到径向力的作用，与转向钢管(4)的内壁密贴，自动形成索体所需要的弯曲方向、半径及角度。

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