CN114541776B - 一种拉索提升张拉转换装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拉索提升张拉转换装置，包括：锚固点、提升组件、张拉组件、提升拉索以及支撑调节架，锚固点固定连接在锚固梁上；提升组件的两端分别与锚固点、提升拉索的索头可拆卸地连接，通过提升组件的提升千斤顶的运动对提升拉索进行提升；张拉组件包括张拉叉耳、反力架、导向杆、张拉千斤顶及承力架，张拉叉耳与锚固点连接，承力架安装在提升拉索上，导向杆固定在张拉叉耳上，并穿过承力架和反力架，张拉千斤顶设置在承力架和反力架之间，支撑调节架设置在提升拉索调节螺杆处，并分别与导向杆、承力架相连接。本发明先通过提升组件对提升拉索的销轴进行长距离提升，在索头距离耳板较近处，将提升装置改为张拉装置，对拉索进行短距离提升。

Description

一种拉索提升张拉转换装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及大跨空间结构中的索网结构施工技术领域，具体涉及一种拉索提升张拉转换装置及其施工方法。

背景技术

索结构是大跨度预应力钢结构体系之一，它是一种结构效率极高的全张力体系。其结构具有造型各异、别具一格的特点，但是很多颇具创意的结构设计给索网结构的施工带来了诸多困题。在索网结构施工过程中，对关键部位的拉索进行提升和施加预应力是索网成型最为关键的工序，其施工的精度直接影响整个索网结构是否能达到验收水平。

对拉索进行提升和施加预应力是对索网结构施工的两个阶段，目前常用的施工方式是用一套提升设备完成该拉索的两个阶段的施工。而这种设备具有以下缺点：

其一，提升设备一般利用柔性的绞线将安装在拉索索体上的承力架进行提升，这种结构由于索头重量较大，极难控制索头的形态，在索头安装的过程中，极容易出现过度提升，从而导致拉索无法安装的现象。

其二，由于提升和张拉设计为一套设备，而张拉力值一般为提升力值的3-5倍，这就导致提升设备需要使用多根绞线才能满足使用要求。因为提升距离较长，多根绞线容易发生缠绕现象，对绞线的有效使用力值极其不利，需要大大提升设备的安全系数才能满足使用要求，同时对绞线也有虚耗的现象。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉索提升张拉转换装置及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种拉索提升张拉转换装置，包括：锚固点、提升组件、张拉组件、提升拉索以及支撑调节架，锚固点固定连接在锚固梁上；提升组件的两端分别与锚固点、提升拉索的索头可拆卸地连接，通过提升组件的提升千斤顶的运动对提升拉索进行提升；张拉组件设置在提升拉索的两侧，张拉组件包括张拉叉耳、反力架、导向杆、张拉千斤顶以及承力架，张拉叉耳与锚固点连接，承力架安装在提升拉索上，导向杆固定在张拉叉耳上，并穿过承力架和反力架，张拉千斤顶设置在承力架和反力架之间，支撑调节架设置在提升拉索调节螺杆处，并分别与导向杆、承力架相连接。

在一优选实施方式中，提升组件还包括提升耳板、提升架和锚具-钢绞线，提升千斤顶固定在提升耳板上，提升耳板通过销轴与锚固点上的拉索安装孔可拆卸连接，提升耳板与提升架通过锚具-钢绞线连接，提升架通过拉索销轴与索头相连。

在一优选实施方式中，张拉叉耳、反力架、导向杆、张拉千斤顶的数量均为两组，两组张拉叉耳、反力架、导向杆、张拉千斤顶对称设置在提升拉索的两侧，张拉叉耳通过销轴与锚固点上的张拉安装孔可拆卸连接，每组导向杆的两侧均设置有螺纹杆，导向杆、螺纹杆分别通过螺母与张拉叉耳相连接。

在一优选实施方式中，支撑调节架包括调节螺杆、顶托和底座，调节螺杆两端分别与顶托、底座相连接，顶托为U形结构，顶托的开口朝向提升拉索，并安装在提升拉索调节螺杆处，底座与导向杆滑动连接，顶托通过连接板与承力架固定连接。

在一优选实施方式中，锚固点为板状结构，锚固点沿锚固梁纵截面方向设置，锚固点的中部设置有拉索安装孔，拉索安装孔的两侧设置有张拉安装孔。

在一优选实施方式中，承力架的中部开设有通孔，用于穿过提升拉索，承力架还对称开设有螺杆孔，螺杆孔大于螺纹杆的外径，张拉千斤顶通过螺栓固定在承力架和反力架之间，利用张拉千斤顶出缸，承力架能够带动提升拉索沿着导向杆移动，锁紧螺纹杆的承力螺母，当张拉千斤顶回缸，反力架沿着导向杆移动。

本发明还提供了一种采用上述拉索提升张拉转换装置的施工方法，包括如下步骤：

S1、根据索网结构的受力特点，通过分析、比较各种施加钢拉索预应力的方法的优缺点和可行性，进行各个阶段施工仿真计算，提取提升组件和张拉组件的最大使用力值，并根据所提的最大使用力值，分别对装置进行结构设计，并进行三维模型放样和强度校核；

S2、在施工场地进行提升组件的拼装，具体包括：

S21、铺设待提升的索网结构；

S22、通过提升组件将提升拉索与锚固点连接；

S23、利用提升组件的提升千斤顶运动，将提升拉索的索头提离地面0.5m处，在索头处安装承力架，在提升拉索调节螺杆处安装支撑调节架，并将支撑调节架与承力架连接；

S24、组装完成张拉组件；

S3、通过提升组件将提升拉索提升至预设高度；

S4、将导向杆和螺纹杆连接在锚固点处；

S5、拆除提升组件；

S6、利用张拉组件将提升拉索提升至锚固点的安装销轴处；

S7、利用张拉组件对提升拉索施加预应力，通过拉索调节螺杆精确调整拉索的长度，并通过支撑调节架微调索头位置，将提升拉索通过安装销轴安装到锚固点处；

S8、完成索网施工，拆除张拉组件。

在一优选实施方式中，步骤S3中，通过提升组件将提升拉索提升至预设高度是根据步骤S1中的仿真计算结果,此步骤中的提升距离为长距离提升，提升距离大于20米；步骤S6中，通过张拉组件对提升拉索的提升为短距离提升，提升距离为1-3m。

在一优选实施方式中，步骤S6中，利用张拉组件将提升拉索提升至锚固点的安装销轴处，包括：张拉千斤顶出缸，承力架带动提升拉索沿着导向杆移动，锁紧螺纹杆的承力螺母，张拉千斤顶回缸，反力架沿导向杆移动，锁紧螺纹杆的反力螺母，如此反复操作，将索头提升至锚固点的安装销轴处。

在一优选实施方式中，步骤S7中，利用张拉组件对提升拉索进行多次索力和索长调整，并在索头安装的过程中，利用支撑调节架的调节螺杆来微调索头位置，使索头上的销轴孔与锚固点的拉索安装孔重合，并完成安装销轴的安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明先通过提升组件对提升拉索的销轴进行长距离提升，保证了拉索的索头始终沿提升轴线的位置，不会产生下垂现象，而由于提升力较小，本发明仅用两根绞线便满足提升力值的需要。当索头距离锚固点较近处时，将提升组件改为张拉组件，利用张拉组件对提升拉索进行短距离提升，并可以根据张拉组件设置的导向杆，使索头的形态比较容易控制，同时该张拉组件还可以对拉索施加较大的张拉力，同时还可以对拉索的索力进行检测。此外，该张拉组件相比传统的提升设备具有易于拆卸的特点。

附图说明

图1为本发明的优选实施方式的拉索提升张拉转换装置的立体结构示意图；

图2为本发明的优选实施方式的锚固点立体结构示意图；

图3为本发明的优选实施方式的提升组件与锚固点、索头连接示意图；

图4为本发明的优选实施方式的张拉组件与锚固点、提升拉索及支撑调节架连接示意图；

图5为本发明的优选实施方式的张拉组件的导向杆和螺纹杆设置示意图；

图6为本发明的优选实施方式的支撑调节架结构示意图；

图7为本发明的优选实施方式的导向杆结构示意图；

图8为本发明的优选实施方式的螺纹杆结构示意图。

附图标记说明：

1-锚固点，11-拉索安装孔，12-张拉安装孔，2-提升组件，21-提升千斤顶，22-提升耳板，23-提升架，24-锚具-钢绞线，3-张拉组件，31-张拉叉耳，32-反力架，33-导向杆，34-张拉千斤顶，35-承力架，36-螺纹杆，37-螺母，38-承力螺母，39-反力螺母，40-安全螺母，4-提升拉索，41-索头，42-拉索销轴，5-支撑调节架，51-调节螺杆，52-顶托，53-底座，6-连接板，7-锚固梁。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-8所示，本发明优选实施方式的拉索提升张拉转换装置，包括：锚固点1、提升组件2、张拉组件3、提升拉索4以及支撑调节架5，锚固点1固定连接在锚固梁7上，提升组件2的两端分别与锚固点1、提升拉索4的索头41可拆卸地连接，通过提升组件2的提升千斤顶21的运动对提升拉索4进行提升。先通过提升组件对提升拉索的销轴进行长距离提升，保证了拉索的索头始终沿提升轴线的位置，不会产生下垂现象。张拉组件3设置在提升拉索4的两侧，张拉组件3包括张拉叉耳31、反力架32、导向杆33、张拉千斤顶34以及承力架35。张拉叉耳31与锚固点1连接，承力架35安装在提升拉索4上，导向杆33固定在张拉叉耳31上，并穿过承力架35和反力架32，张拉千斤顶34设置在承力架35和反力架32之间，支撑调节架5设置在提升拉索调节螺杆处，并分别与导向杆33、承力架35相连接。

进一步的，提升组件2还包括提升耳板22、提升架23和锚具-钢绞线24，提升千斤顶21固定在提升耳板22上，提升耳板22通过销轴与锚固点1上的拉索安装孔11可拆卸连接，提升耳板22与提升架23通过锚具-钢绞线24连接，提升架23通过拉索销轴42与索头41相连。优选的，锚具-钢绞线24为两根对称设置，由于提升力较小，本发明仅用两根绞线便满足提升力值的需要。

进一步的，张拉叉耳31、反力架32、导向杆33、张拉千斤顶34的数量均为两组，两组张拉叉耳31、反力架32、导向杆33、张拉千斤顶34对称设置在提升拉索4的两侧，张拉叉耳31通过销轴与锚固点1上的张拉安装孔12可拆卸连接。每组导向杆33的两侧均设置有螺纹杆36，导向杆33、螺纹杆36分别通过螺母37与张拉叉耳31相连接。

进一步的，支撑调节架5包括调节螺杆51、顶托52和底座53，调节螺杆51两端分别与顶托52、底座53相连接。顶托52为U形结构，顶托52的开口朝向提升拉索4，并安装在提升拉索调节螺杆处，底座53与导向杆33滑动连接，且顶托52通过连接板6与承力架35固定连接，通过旋转调节螺杆51可以对索头41进行微调。

实施例2

在一优选实施方式中，锚固点1为板状结构，锚固点1沿锚固梁7纵截面方向设置，锚固点1的中部设置有拉索安装孔11，拉索安装孔11的两侧设置有张拉安装孔12。

进一步的，承力架35的中部开设有通孔，用于穿过提升拉索4，承力架35还对称开设有螺杆孔，螺杆孔大于螺纹杆36的外径，保证螺纹杆的螺纹不会被损伤。张拉千斤顶34通过螺栓固定在承力架35和反力架32之间，利用张拉千斤顶34出缸，承力架35能够带动提升拉索4沿着导向杆33移动，锁紧螺纹杆36的承力螺母38，当张拉千斤顶34回缸，反力架32沿着导向杆33移动，锁紧螺纹杆36的反力螺母39，通过如此反复操作，能够将索头41提升至锚固点1的安装销轴处。

实施例3

本发明还提供了一种采用上述拉索提升张拉转换装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤S1、根据索网结构的受力特点，通过分析、比较各种施加钢拉索预应力的方法的优缺点和可行性，进行各个阶段施工仿真计算，提取提升组件2和张拉组件3的最大使用力值，并根据所提的最大使用力值，分别对装置进行结构设计，并进行三维模型放样和强度校核。

步骤S2、在施工场地进行提升组件2的拼装，具体包括：

步骤S21、铺设待提升的索网结构；

步骤S22、通过提升组件2将提升拉索4与锚固点1连接；

步骤S23、利用提升组件2的提升千斤顶21运动，将提升拉索4的索头41提离地面0.5m处，在索头41处安装承力架35，在提升拉索调节螺杆处安装支撑调节架，并将支撑调节架与承力架35连接；

步骤S24、组装完成张拉组件3。

步骤S3、通过提升组件2将提升拉索4提升至预设高度。通过提升组件2将提升拉索4提升至预设高度是根据步骤S1中的仿真计算结果,此步骤中的提升距离为长距离提升，提升距离大于20米。

步骤S4、将导向杆33和螺纹杆36连接在锚固点1处。

步骤S5、拆除提升组件2。

步骤S6、利用张拉组件3将提升拉索4提升至锚固点1的安装销轴处。步骤S6中，通过张拉组件3对提升拉索4的提升为短距离提升，提升距离为1-3m。

具体的，利用张拉组件3将提升拉索4提升至锚固点1的安装销轴处，包括：张拉千斤顶34出缸，承力架35带动提升拉索4沿着导向杆33移动，锁紧螺纹杆36的承力螺母38，张拉千斤顶34回缸，反力架32沿导向杆33移动，锁紧螺纹杆36的反力螺母39，如此反复操作，将索头41提升至锚固点1的安装销轴处。

步骤S7、利用张拉组件3对提升拉索4施加预应力，通过拉索调节螺杆精确调整拉索的长度，并通过支撑调节架微调索头位置，将提升拉索4通过安装销轴安装到锚固点1处。

具体的，步骤S7中，利用张拉组件3对提升拉索4进行多次索力和索长调整，并在索头41安装的过程中，利用支撑调节架的调节螺杆51来微调索头41位置，使索头41上的销轴孔与锚固点1的拉索安装孔11重合，并完成安装销轴的安装。同时，利用张拉组件3的张拉千斤顶的油压读数监测可以实时对提升拉索的索力进行监测，使其尽量减少与设计力值的误差。

步骤S8、完成索网施工，拆除张拉组件3。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种拉索提升张拉转换装置，其特征在于：所述拉索提升张拉转换装置包括：锚固点（1）、提升组件（2）、张拉组件（3）、提升拉索（4）以及支撑调节架，所述锚固点（1）固定连接在锚固梁（7）上；

所述提升组件（2）的两端分别与所述锚固点（1）、提升拉索（4）的索头（41）可拆卸地连接，通过所述提升组件（2）的提升千斤顶（21）的运动对所述提升拉索（4）进行提升；

所述张拉组件（3）设置在提升拉索（4）的两侧，所述张拉组件（3）包括张拉叉耳（31）、反力架（32）、导向杆（33）、张拉千斤顶（34）以及承力架（35），所述张拉叉耳（31）与所述锚固点（1）连接，所述承力架（35）安装在所述提升拉索（4）上，所述导向杆（33）固定在张拉叉耳（31）上，并穿过承力架（35）和反力架（32），张拉千斤顶（34）设置在承力架（35）和反力架（32）之间，所述支撑调节架设置在提升拉索调节螺杆处，并分别与所述导向杆（33）、承力架（35）相连接，每组所述导向杆（33）的两侧均设置有螺纹杆（36）；

其中，所述支撑调节架包括调节螺杆（51）、顶托（52）和底座（53），所述调节螺杆（51）两端分别与顶托（52）、底座（53）相连接，所述顶托（52）为U形结构，所述顶托（52）的开口朝向提升拉索（4），并安装在提升拉索调节螺杆处，所述底座（53）与所述导向杆（33）滑动连接，所述顶托（52）通过连接板（6）与所述承力架（35）固定连接。

2.根据权利要求1所述的拉索提升张拉转换装置，其特征在于：所述提升组件（2）还包括提升耳板（22）、提升架（23）和锚具-钢绞线（24），所述提升千斤顶（21）固定在提升耳板（22）上，所述提升耳板（22）通过销轴与锚固点（1）上的拉索安装孔（11）可拆卸连接，所述提升耳板（22）与提升架（23）通过锚具-钢绞线（24）连接，所述提升架（23）通过拉索销轴（42）与索头（41）相连。

3.根据权利要求2所述的拉索提升张拉转换装置，其特征在于：所述张拉叉耳（31）、反力架（32）、导向杆（33）、张拉千斤顶（34）的数量均为两组，两组所述张拉叉耳（31）、反力架（32）、导向杆（33）、张拉千斤顶（34）对称设置在提升拉索（4）的两侧，所述张拉叉耳（31）通过销轴与所述锚固点（1）上的张拉安装孔（12）可拆卸连接，所述导向杆（33）、螺纹杆（36）分别通过螺母（37）与张拉叉耳（31）相连接。

4.根据权利要求3所述的拉索提升张拉转换装置，其特征在于：所述锚固点（1）为板状结构，所述锚固点（1）沿所述锚固梁（7）纵截面方向设置，所述锚固点（1）的中部设置有所述拉索安装孔（11），所述拉索安装孔（11）的两侧设置有所述张拉安装孔（12）。

5.根据权利要求1所述的拉索提升张拉转换装置，其特征在于：所述承力架（35）的中部开设有通孔，用于穿过所述提升拉索（4），所述承力架（35）还对称开设有螺杆孔，所述螺杆孔大于螺纹杆（36）的外径，所述张拉千斤顶（34）通过螺栓固定在所述承力架（35）和反力架（32）之间，利用张拉千斤顶（34）出缸，承力架（35）能够带动提升拉索（4）沿着所述导向杆（33）移动，锁紧螺纹杆（36）的承力螺母（38），当所述张拉千斤顶（34）回缸，所述反力架（32）沿着所述导向杆（33）移动。

6.一种采用如权利要求1-5中任一项所述的拉索提升张拉转换装置的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、根据索网结构的受力特点，通过分析、比较各种施加钢拉索预应力的方法的优缺点和可行性，进行各个阶段施工仿真计算，提取提升组件（2）和张拉组件（3）的最大使用力值，并根据所提的最大使用力值，分别对装置进行结构设计，并进行三维模型放样和强度校核；

S2、在施工场地进行所述提升组件（2）的拼装，具体包括：

S21、铺设待提升的索网结构；

S22、通过提升组件（2）将提升拉索（4）与锚固点（1）连接；

S23、利用所述提升组件（2）的提升千斤顶（21）运动，将所述提升拉索（4）的索头（41）提离地面0.5m处，在索头（41）处安装承力架（35），在提升拉索调节螺杆处安装支撑调节架，并将支撑调节架与承力架（35）连接；

S24、组装完成张拉组件（3）；

S3、通过提升组件（2）将提升拉索（4）提升至预设高度；

S4、将导向杆（33）和螺纹杆（36）连接在锚固点（1）处；

S5、拆除所述提升组件（2）；

S6、利用张拉组件（3）将提升拉索（4）提升至锚固点（1）的安装销轴处；

S7、利用张拉组件（3）对提升拉索（4）施加预应力，通过拉索调节螺杆精确调整拉索的长度，并通过支撑调节架微调索头位置，将提升拉索（4）通过安装销轴安装到锚固点（1）处；

S8、完成索网施工，拆除张拉组件（3）。

7.如权利要求6所述的施工方法，其特征在于：步骤S3中，通过提升组件（2）将提升拉索（4）提升至预设高度是根据步骤S1中的仿真计算结果,此步骤中的提升距离为长距离提升，提升距离大于20米；步骤S6中，通过张拉组件（3）对提升拉索（4）的提升为短距离提升，提升距离为1-3m。

8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于：步骤S6中，利用张拉组件（3）将提升拉索（4）提升至锚固点（1）的安装销轴处，包括：张拉千斤顶（34）出缸，承力架（35）带动提升拉索（4）沿着导向杆（33）移动，锁紧螺纹杆（36）的承力螺母（38），张拉千斤顶（34）回缸，反力架（32）沿导向杆（33）移动，锁紧螺纹杆（36）的反力螺母（39），如此反复操作，将索头（41）提升至所述锚固点（1）的安装销轴处。

9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于：步骤S7中，利用张拉组件（3）对提升拉索（4）进行多次索力和索长调整，并在索头（41）安装的过程中，利用支撑调节架的调节螺杆（51）来微调索头（41）位置，使所述索头（41）上的销轴孔与锚固点（1）的拉索安装孔（11）重合，并完成安装销轴的安装。

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