CN113356076A - 一种斜拉索施工方法以及斜拉索施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁施工领域，具体涉及一种钢绞线斜拉索施工方法，包括：从钢绞线上下料，将下料得到的钢绞线单元与索盘放出的钢绞线重新连接，之后牵引钢绞线单元至斜拉索套管的上端开口，从斜拉索套管的上端开口将钢绞线单元送入斜拉索套管，之后将钢绞线单元的两端分别锚固在索塔与梁段上，之后将下一根钢绞线单元送入斜拉索套管中，进行锚固，直至完成该根斜拉索的安装施工。组成的斜拉索的钢绞线单元能够连续地送入斜拉索套管的上端开口，大大提高了施工效率。本发明还提供了一种斜拉索施工装置；采用滚轮测量放索盘送出的钢绞线的长度，使得操作人员能够根据所需钢绞线单元的长度准确下料，避免因下料得到的钢绞线单元长度有误差而造成浪费。

Description

一种斜拉索施工方法以及斜拉索施工装置

技术领域

本发明涉及一种桥梁施工方法，特别是一种斜拉索施工方法以及斜拉索施工装置。

背景技术

斜拉桥是一种用斜拉索悬吊桥面的桥梁，又称斜张桥，是由索塔、斜拉索和梁体组合起来的一种结构体系，其中梁体由多个梁段组成，特定区段内每一梁段与索塔之间均连接有斜拉索。每根斜拉索由几十根至上百根带保护材料的

钢绞线依次锚固安装后组成，钢绞线由外部的保护材料与内部的多根钢丝组成，位于中心的钢丝为中心丝，呈直线状态。

目前安装斜拉索的方法步骤包括：先从整根钢绞线上下料得到多根组成斜拉索所需的钢绞线单元；将单根钢绞线单元从斜拉索套管的上端开口送入斜拉索套管，当钢绞线单元穿出斜拉索套管的下端后，将钢绞线单元的下端锚固在梁段上，此时钢绞线单元的上端位于斜拉索套管的上端开口外，斜拉索套管的上端开口与索塔内的预埋管管口相对，将钢绞线单元的上端送入索塔上的预埋管内并穿过设置在索塔上的锚具，对钢绞线单元的上端进行张拉之后锚固，以上仅为单根钢绞线单元的安装方式，将组成该段斜拉索的所有钢绞线单元按照上述方法进行安装后，则组成了斜拉索，完成了安装该段斜拉索的施工。

采用上述方法进行斜拉索的安装施工时，需要将所有钢绞线单元准备好之后放置在梁面上，占用了施工现场大量的区域，需人工与机械配合对钢绞线单元进行理顺、铺平、覆盖等，施工时间长、占用劳动力多，且容易造成安全隐患，安装时需要将每一根钢绞线均从地面吊至斜拉索套管的上端开口，施工效率低下。对于悬臂对称施工的斜拉桥梁体，已安装的第一节梁段的长度小于第一组斜拉索长度，梁面也无合适的区域进行钢绞线下料，施工场地受到极大限制。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术将下料得到的组成斜拉索的钢绞线单元平铺于梁面，占用大量区域，需人工与机械配合将钢绞线单元理顺、铺平、覆盖等，存在施工时间长、占用劳动力多、存在安全隐患的问题；安装时，需要将每根钢绞线单元从地面吊至斜拉索套管的上端开口，存在因具有大量重复施工步骤导致施工效率低下的问题，提供一种斜拉索施工方法，用于在索塔、梁段与斜拉索套管均安装好之后的斜拉索安装。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种斜拉索施工方法，在梁段上设置绕有钢绞线的放索盘；在索塔顶部设置牵引装置；安装斜拉索的步骤包括：

S1：对放索盘送出的钢绞线按照组成斜拉索所需的长度进行下料，得到多个钢绞线单元，下料得到的钢绞线单元依次为第一钢绞线单元、第二钢绞线单元……第N钢绞线单元，其中N为组成斜拉索所需的钢绞线单元的数量；其中，在每一次完成钢绞线单元的下料后，将下料得到的钢绞线单元与钢绞线连接，并从连接处重新计算放索盘送出的钢绞线长度；

S2：将所述第一钢绞线单元牵引至索塔的顶端，之后由所述牵引装置改变所述第一钢绞线单元的运动方向，使所述第一钢绞线单元的锚固端从索塔顶部向下运动；

S3：当所述第一钢绞线单元的锚固端运动至已安装的斜拉索套管的上端开口时，将所述第一钢绞线单元的锚固端送入所述斜拉索套管；

S4：当所述第一钢绞线单元穿出斜拉索套管的下端开口后，暂停所述牵引装置，将所述第一钢绞线单元的锚固端锚固在梁段上；

S5：步骤S4结束后，所述第一钢绞线单元的张拉端位于所述斜拉索套管的上端开口外，解除所述第一钢绞线单元的张拉端与所述第二钢绞线单元之间的连接；将第一钢绞线单元的张拉端进行张拉后锚固在索塔上；

S6：启动牵引装置，按照步骤S3至S5中所采用的钢绞线单元的安装方法，将所述第二钢绞线单元……至所述第N钢绞线单元安装完毕，组成斜拉索，至此，斜拉索的安装施工完成。

采用上述技术方案所提供的斜拉索施工方法，未将下料得到的钢绞线单元放置在梁段上，而是将下料得到的钢绞线单元与钢绞线重新连接，之后继续由放索盘送出钢绞线进行下料，当第一钢绞线单元运送至斜拉索套管的上端开口时，并未完成组成斜拉索的所有钢绞线单元的下料，在进行钢绞线单元的安装过程时，仍能同时进行后续钢绞线单元的下料，节约了施工时间，且不会造成钢绞线单元的堆积，也不需要在使用前对钢绞线进行理顺、铺平等处理，节约了施工时间的同时解放了劳动力；当第一钢绞线单元完成安装后，第二钢绞线单元也处于斜拉索套管上端的位置，能够立即将第二钢绞线单元送入斜拉索套管进行安装，能够实现两根钢绞线单元安装的连续作业，避免了钢绞线单元从地面吊起，再送入斜拉索套管，大大节约了施工时间，提高了施工效率。

作为本发明的优选方案，在进行所述步骤S5时，可同时完成步骤S1中钢绞线单元的下料操作。

在安装钢绞线单元时，同时进行后续所需钢绞线单元的下料，提高了施工效率。

作为本发明的优选方案，所述步骤S1中连接钢绞线与下料得到的钢绞线单元的过程包括：将钢绞线单元待连接处的保护材料与钢绞线待连接处的保护材料一并剥除，切除钢绞线单元与钢绞线连接处除中心丝外的钢丝，并对钢绞线的中心丝及钢绞线单元的中心丝进行镦头处理，再进行连接。

去除保护材料能便于后续对钢绞线单元的锚固以及后续镦头操作，中心丝镦头后能实现钢绞线与钢绞线单元的端头相互连接。

作为本发明的优选方案，在牵引装置下方的梁段上设置导向轮，所述导向轮用于改变钢绞线单元的运动方向。

设置导向轮改变钢绞线单元的运动方向，避免钢绞线单元运动时与其它设备发生干涉。

作为本发明的优选方案，在所述索塔顶部设置两个牵引装置，在梁段上位于索塔两侧的区域均设置所述放索盘，同时进行索塔两侧的斜拉索的安装施工。

作为本发明的优选方案，采用斜拉索施工装置测量放索盘送出的钢绞线的长度；为所述斜拉索施工装置设置安全值以及待下料钢绞线单元的长度值，所述斜拉索施工装置包含有报警功能，当设置的待下料钢绞线单元的长度值与放索盘送出的钢绞线长度之差小于所述安全值时，所述斜拉索施工装置能够发出警报。

通过设置斜拉索施工装置能够方便知晓放索盘送出的钢绞线的长度，便于进行下料操作，同时通过设置安全值与警报还能使操作人员在即将进行下料操作前做好准备。

一种斜拉索施工装置，包括导向管、滚轮、数据收集装置与数据显示端组成；所述导向管用于穿过钢绞线；所述滚轮能够在钢绞线上做相对滚动；所述数据收集装置用于测量所述滚轮的旋转圈数并计算穿过导向管的钢绞线长度，所述数据显示端能够显示通过导向管的钢绞线长度且具有报警功能，所述数据显示端与所述数据收集装置电连接。

上述技术方案能够使操作人员清楚知晓通过导向管的钢绞线的长度，避免因下料获得的钢绞线单元长度过长而导致浪费或者长度过短不能使用而导致浪费，同时能够再即将进行下料操作前发出警报，无需操作人员一直监视应该何时下料，减轻操作人员的工作强度。

作为本发明的优选方案，所述导向管上开设有缺口，所述缺口用于使所述滚轮能够在所述导向管内的钢绞线表面滚动。

缺口内的钢绞线由于是在导向管内运动，因此运动相对稳定，将滚轮设在缺口处并与钢绞线相对滚动，能够使滚轮的转动更加连续、平稳，最终测得的通过的钢绞线的长度更加精准。

作为本发明的优选方案，所述导向管包括内管以及套在所述内管外的外管，所述外管为刚性材料构件，所述内管为柔性材料构件。

刚性材料制成的外管能够维持导向管的形状，使导向管不易变形，维持钢绞线在导向管内的形状稳定，使得滚轮在钢绞线表面的滚动更加连续，测得的已通过的钢绞线的长度更加精准；柔性材料制成得内管的能够确保在与钢绞线接触时，不对钢绞线以及钢绞线表面得保护材料造成损伤。

作为本发明的优选方案，所述外管为钢管，所述内管内PE材料构件。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、提供了一种斜拉索施工方法，在进行钢绞线单元的安装过程安装时能够同时完成后续所需钢绞线单元的下料，无需将组成斜拉索的钢绞线单元全部下料后堆在梁面，节约了施工区域；当安装完前一钢绞线单元后能够将位于斜拉索套管上端开口出的下一钢绞线单元立即送入斜拉索套管，能够实现所有钢绞线单元的连续安装，大大提高了施工效率。

2、提供了一种斜拉索施工装置，能够准确测量通过导向管的钢绞线长度且不对钢绞线及其保护材料造成损伤，并通过数据显示端方便操作人员观察通过的钢绞线的长度，还能通过设置参数，达到提醒操作人员的目的，避免因下料获得的钢绞线单元长度过长而导致浪费或者长度过短不能使用而导致浪费。

附图说明

图1是本发明的斜拉索安装过程中钢绞线单元的运动方向示意图；

图2是本斜拉索套管上端开口处的结构示意图；

图3是本发明中钢绞线单元运动方向的示意简图；

图4是图3中钢绞线单元的示意图之一；

图5是图3中钢绞线单元的示意图之二；

图6是图3中钢绞线的示意图；

图7是完成多根斜拉索施工后的示意图；

图8是本发明中斜拉索施工装置的主视图；

图9是本发明中斜拉索施工装置的俯视图。

图标：11-索塔；12-梁段；13-预埋管；2-牵引装置；3-钢绞线；30-钢绞线单元；31-第一钢绞线单元；32-第二钢绞线单元；4-斜拉索套管；41-第一斜拉索；42-第二斜拉索；43-第三斜拉索；5-导向轮；6-放索盘；7-长度测量装置；70-导向管；71-外管；72-内管；73-滚轮；74-数据收集装置；75-数据显示端；76-数据线；77-缺口。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种斜拉索施工装置，用于测量穿过导向管70的钢绞线3的长度，如图8与图9所示,图中箭头为钢绞线的运动方向，包括导向管70、滚轮73、数据收集装置74与数据显示端75，导向管70长度为50cm；其中导向管70包括内管72以及包裹于内管72外侧的外管71，内管72采用柔性材料制成，如PE(Polyethylene)材料，其目的是为了保护从导向管70穿过的钢绞线3，外管71采用刚性材料制成，如钢管，其目的是使导向管70具有一定刚性，在使用时不易变形，保证测量结果准确。导向管70上开设在有缺口77，所述缺口77长为15cm，所述滚轮73设置于缺口77处，当钢绞线3从导向管70穿过时，滚轮73在钢绞线3表面滚动，由数据收集装置74测量滚轮73的转动圈数数据，再通过数据线76实现数据收集装置74与数据显示端75的电连接，使得数据收集装置74收集的数据能够传递给数据显示端75，便于观察穿过导向管70的钢绞线3的长度。

具体实现方式可以是使用传感器与单片机的组合作为数据收集装置74，用于记录滚轮73转动的圈数，并根据滚轮73的半径即可求得滚轮73在钢绞线3上滚动的距离，即穿过导向管70的钢绞线3长度，而数据显示端75则可采用具有报警功能的电子数显表，由数据收集装置74通过数据线76将穿过导向管70的钢绞线3长度数值传递给电子数显表，并将该数值通过电子数显表展示；同时，可通过电子数显表设置待下料钢绞线单元3的长度值以及安全值，当设置的待下料钢绞线3的长度值与显示屏上显示的已经穿过导向管70的钢绞线3长度值之差小于安全值时，电子数显表发出警报，当显示屏上的数值与设置的待下料钢绞线3的长度值相等时，显示屏上的数值变为0，并开始重新记录穿过导向管70的钢绞线3的长度。以上实施方式已是该领域的成熟技术，也可采用该领域的其他现有技术实现上述功能。

实施例2

一种斜拉索施工方法，用于安装连接梁段12与索塔11的斜拉索。本方法需要从绕有钢绞线3的放索盘6上下料，得到多根用于组成斜拉索的钢绞线单元30；每次下料完成后均将得到的钢绞线单元30与钢绞线3连接，并且从连接处开始重新计算放索盘6所送出的钢绞线3的长度。为方便解释本方法，仅参照图1中位于索塔11右侧的结构对本方法进行说明；为方便区分，按照下料的顺序将钢绞线单元30区分为第一钢绞线单元31、第二钢绞线单元32……至第N钢绞线单元，其中，N为组成斜拉索所需的钢绞线单元30的数量。图3至图6为本方法中钢绞线单元30与钢绞线之间的连接关系示意图，其中所展示的钢绞线单元30为第一钢绞线单元31与第二钢绞线单元32。

本方法将钢绞线单元30从斜拉索套管4的上端开口送入斜拉索套管4，最后到达梁段12上用于锚固钢绞线单元30的位置，因此，钢绞线单元30进入斜拉索套管4上端开口的一端为锚固端；钢绞线单元30的另一端需要在索塔上张拉，因此为张拉端；进而，即需要将下料得到的钢绞线单元30的张拉端与下一次下料得到的钢绞线单元30的锚固端连接，即第一钢绞线单元31的张拉端与第二钢绞线单元32的锚固端连接。

本方法中的斜拉索单元的运动方向如图1至图6所示，本方法具体包括如下步骤：

S1：对放索盘6送出的钢绞线3按照组成斜拉索所需的钢绞线单元30的长度进行下料，依次得到第一钢绞线单元31、第二钢绞线单元32至第N钢绞线单元；其中，在每一次完成钢绞线单元30的下料后，将下料得到的钢绞线30与钢绞线3连接，并从连接处重新计算放索盘6送出的钢绞线3的长度，并以此长度进行下一次下料。

为了方便计算放索盘6送出的钢绞线3的长度，可采用实施例1中技术方案所提供的斜拉索施工装置7，将实际需要的钢绞线单元30的长度输入斜拉索施工装置7，并将安全值设为10m，便于操作人员及时进行下料操作，在进行下料操作时，可停止牵引装置2，以便进行下料操作。

目前连接两根钢绞线已是十分成熟的技术。在连接前需要一并清除钢绞线单元30与钢绞线3在连接处的保护材料，即清除下料得到的钢绞线单元30的张拉端以及钢绞线3的端头的保护材料，再一并切除钢绞线单元30的张拉端与钢绞线3的端头处除中心丝外的钢丝，并对钢绞线单元30的中心丝以及钢绞线3的中心丝进行镦头处理，之后再通过现有的连接装置连接钢绞线单元30与钢绞线3的中心丝。

S2：将第一钢绞线单元31牵引至索塔11的顶端，具体方式可采用塔吊将第一钢绞线单元31的锚固端吊至塔顶，之后将第一钢绞线单元31送入牵引装置2；再由牵引装置2改变第一钢绞线单元31的运动方向，使第一钢绞线单元31的锚固端从索塔11顶部向下运动。

牵引装置2可采用穿束机，当然也可采用其他设备，只要能够起到牵引、改变钢绞线单元30的运动方向即可。

为了使操作过程中放索盘6与牵引装置2之间的钢绞线单元30与钢绞线3不影响其他施工设备的正常工作，可在梁段12上设置位于牵引装置2下方的导向轮5，所述导向轮5用于改变钢绞线单元30的运动方向，使放索盘6送出的钢绞线3先由水平方向运动至导向轮5，再在导向轮5处沿竖直方向朝牵引装置2运动。

S3：当所述第一钢绞线单元31的锚固端运动至斜拉索套管的上端开口时，将第一钢绞线单元31的锚固端送入斜拉索套管。其中附图2为斜拉索套管4上端开口处示意图，与斜拉索套管4上端开口相对的为索塔11上的预埋管13。

S4：当所述第一钢绞线单元31穿出斜拉索套管的下端开口后，暂停所述牵引装置2，将所述第一钢绞线单元31的锚固端锚固在梁段12上。

S5：步骤S4结束时，所述第一钢绞线单元31的张拉端位于斜拉索套管的上端开口外，解除第一钢绞线单元31的张拉端与第二钢绞线单元32的锚固端之间的连接；将第一钢绞线单元31的张拉端送入索塔11上的预埋管13内，并穿过索塔11上的锚具，对第一钢绞线单元31进行张拉后将其锚固在索塔11上。附图2中，位于预埋管13内的钢绞线单元30即为已锚固安装好之后的钢绞线单元30。

在进行本步骤时，若放索盘6所送出的钢绞线3的长度与下一段待下料的钢绞线单元30长度接近，如，放索盘6所送出的钢绞线3的长度与下一段待下料的钢绞线单元30长度之差小于设置的安全值，可启动牵引装置2，使放索盘6继续送出钢绞线3，再一次从放索盘6所送出的钢绞线3上进行下料，并将下料得到的钢绞线单元30与钢绞线3按照步骤S1中的方法进行连接。

上述方法为安装单根钢绞线单元30的方法，重复上述方法，直至用于组成斜拉索的全部钢绞线单元30安装完成，便可得到斜拉索，完成斜拉索的安装。图7为完成多根斜拉索的安装后的示意图，图中第一斜拉索41、第二斜拉索42、第三斜拉索43分别表示连接不同梁段的不同斜拉索。

附图2为钢绞线单元30的运动方向轨迹示意图，其中箭头表示钢绞线单元30的运动方向。

为了使施工效率更高，斜拉索的安装效率更高，可如图1所示，采用上述方案，同时安装索塔11左右两侧的斜拉索。

虽然上述方法均只对图1中索塔11右侧的斜拉索施工做出了解释，但是不难将其运用到索塔11左侧斜拉索的施工，只需在索塔11左右两侧对称地设置牵引装置2、绕有钢绞线3的放索盘6、导向轮5和长度测量装置7即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种斜拉索施工方法，其特征在于，在梁段(12)上设置绕有钢绞线(3)的放索盘(6)；在索塔(11)顶部设置牵引装置(2)；安装斜拉索的步骤包括：

S1：对放索盘(6)送出的钢绞线(3)按照组成斜拉索所需的长度进行下料，得到多个钢绞线单元(30)，下料得到的钢绞线单元(30)依次为第一钢绞线单元(31)、第二钢绞线单元(32)……第N钢绞线单元，其中N为组成斜拉索所需的钢绞线单元(30)的数量；其中，在每一次完成钢绞线单元(30)的下料后，将下料得到的钢绞线单元(30)与钢绞线(3)连接，并从连接处重新计算放索盘(6)送出的钢绞线(3)长度；

S2：将所述第一钢绞线单元(31)牵引至索塔(11)的顶端，之后由所述牵引装置(2)改变所述第一钢绞线单元(31)的运动方向，使所述第一钢绞线单元(31)的锚固端从索塔(11)顶部向下运动；

S3：当所述第一钢绞线单元(31)的锚固端运动至已安装的斜拉索套管的上端开口时，将所述第一钢绞线单元(31)的锚固端送入所述斜拉索套管；

S4：当所述第一钢绞线单元(31)穿出斜拉索套管的下端开口后，暂停所述牵引装置(2)，将所述第一钢绞线单元(31)的锚固端锚固在梁段(12)上；

S5：步骤S4结束后，所述第一钢绞线单元(31)的张拉端位于所述斜拉索套管的上端开口外，解除所述第一钢绞线单元(31)的张拉端与所述第二钢绞线单元(32)之间的连接；将第一钢绞线单元(31)的张拉端进行张拉后锚固在索塔(11)上；

S6：启动牵引装置，按照步骤S3至S5中所采用的钢绞线单元(30)的安装方法，将所述第二钢绞线单元(32)至所述第N钢绞线单元安装完毕，组成斜拉索，至此，斜拉索的安装施工完成。

2.根据权利要求1所述的一种斜拉索施工方法，其特征在于，在进行所述步骤S5时，可同时完成步骤S1中钢绞线单元(30)的下料操作。

3.根据权利要求1所述的一种斜拉索施工方法，其特征在于，所述步骤S1中连接钢绞线(3)与下料得到的钢绞线单元(30)的过程包括：将钢绞线单元(30)待连接处的保护材料与钢绞线(3)待连接处的保护材料一并剥除，切除钢绞线单元(30)与钢绞线(3)连接处除中心丝外的钢丝，并对钢绞线(3)的中心丝及钢绞线单元(30)的中心丝进行镦头处理，之后再进行连接。

4.根据权利要求1所述的一种斜拉索施工方法，其特征在于，在牵引装置(2)下方的梁段(12)上设置导向轮(5)，所述导向轮(5)用于改变钢绞线单元(30)的运动方向。

5.根据权利要求1所述的一种斜拉索施工方法，其特征在于，在所述索塔(11)顶部设置两个牵引装置(2)，在梁段(12)上位于索塔(11)两侧的区域均设置所述放索盘(6)，同时进行索塔(11)两侧的斜拉索的安装施工。

6.根据权利要求1所述的一种斜拉索施工方法，其特征在于，采用斜拉索施工装置(7)测量放索盘(6)送出的钢绞线(3)的长度；为所述斜拉索施工装置设置安全值以及待下料钢绞线单元(30)的长度值，所述斜拉索施工装置包含有报警功能，当设置的待下料钢绞线单元(30)的长度值与放索盘(6)送出的钢绞线(3)长度之差小于所述安全值时，所述斜拉索施工装置能够发出警报。

7.一种斜拉索施工装置，其特征在于，包括导向管(70)、滚轮(73)、数据收集装置(74)与数据显示端(75)组成；所述导向管(70)用于穿过钢绞线；所述滚轮(73)能够在钢绞线(3)上做相对滚动；所述数据收集装置(74)用于测量所述滚轮(73)的旋转圈数并计算穿过导向管(70)的钢绞线(3)的长度，所述数据显示端(75)能够显示通过导向管(70)的钢绞线(3)长度且具有报警功能，所述数据显示端(75)与所述数据收集装置(74)电连接。

8.根据权利要求7所述的一种斜拉索施工装置，其特征在于，所述导向管(70)上开设有缺口(77)，所述缺口(77)用于使所述滚轮(73)能够在所述导向管(70)内的钢绞线(3)表面滚动。

9.根据权利要求7所述的一种斜拉索施工装置，其特征在于，所述导向管(70)包括内管(72)以及套在所述内管(72)外的外管(71)，所述外管(71)为刚性材料构件，所述内管(72)为柔性材料构件。

10.根据权利要求9所述的一种斜拉索施工装置，其特征在于，所述外管(71)为钢管，所述内管(72)为PE材料构件。

Images