CN117000913B - 一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置 - Google Patents

一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置,包括用于存储钢绞线的线缆架,还包括穿线器,所有的钢绞线均由所述穿线器运载并运梭于连续梁桥内,所述线缆架的数量为三个或三的倍数;还包括搭载有所述线缆架的运载车,所述运载车上设有用于剪断钢绞线的液压钳;一、预应力损失控制能力强:通过二次张拉和超声波检测技术的应用,可以及时调整或切割钢绞线的位置和长度,减小预应力损失。这有效地控制了预应力的损失,提高了连续梁桥的性能和寿命。二、预应力控制精度高:通过采用超声波检测技术,可以实时监测钢绞线的预应力状态,提供准确的预应力数值。这使得预应力控制更加精确和可靠,确保预应力的设计要求得到满足。

Description

一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置
技术领域
本发明涉及连续梁桥技术领域,特别涉及一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置。
背景技术
连续梁的预应力钢绞线是一种用于连续梁预应力构件的钢丝材料。连续梁是一种桥梁结构,由多个跨径组成,形成一个连续的横梁。为了增强梁的承载能力和减小变形,常常在梁的底部预先施加预应力。
预应力钢绞线是使用高强度钢丝制成的。它通常由多股钢丝捻合而成,每个钢绞线束由多股钢丝捻合而成。这种结构可以提供更高的强度和更好的耐久性,以满足预应力构件在使用中的要求。在施工过程中,预应力钢绞线会通过张拉设备进行拉伸,并固定在梁的两端。当钢绞线处于张拉状态时,它会施加预先计算好的预应力,使梁具有更好的承载能力。在梁的使用寿命中,预应力钢绞线将继续承担一部分负荷,以减轻梁的变形和应力。
在梁的两端或其他适当位置,安装钢绞线的锚固装置。锚固装置通常由预应力锚具和锚固座构成。预应力锚具是用于锚固钢绞线的特殊设备,能够固定钢绞线的端部。锚固座是安装在梁上的固定结构,用于支撑和固定预应力锚具。通过使用预应力钢绞线,可以增加梁的承载能力、延长使用寿命,并提高结构的整体性能。这种技术在桥梁和其他需要大跨度结构的工程中广泛应用。
《连续梁桥竖向预应力钢绞线二次张拉的应力损失分析》(中交一公局第三工程有限公司,北京 101102,2019年4月)所公开的实验数据指出,在连续梁施工的过程中,在同一侧腹板的3个竖向预应力张拉过程中,第1根张拉后的有效预应力在1,160~1,296 MPa之间变化,主要是由于张拉过程中的调整。第2根和第3根张拉后的有效预应力储备显著降低,这是因为3根预应力钢束距离很近,后续预应力张拉一方面会引起前面预应力钢束的锚固回缩,同时还会引起混凝土的压缩,导致预应力损失较多。这些结论有助于更好地了解新型竖向预应力锚固体系下的预应力损失特性和混凝土箱梁的受力特性,为预应力工程设计和实施提供了有益的指导。
具体来说,在第1号节段的竖向预应力锚固短束试验中,试验分析表明永存预应力约为1,200 MPa,相对于张拉控制应力预应力损失了180 MPa,损失率为13%。而根据理论分析,预应力损失预计为209 MPa,相当于15.2%的损失率。理论计算中对混凝土收缩徐变引起的损失估计偏高,约为20 MPa。综合来看,试验和理论分析结果相互验证,说明所提出的竖向短束二次张拉预应力体系具有良好的效果。
在第4号节段的竖向预应力锚固短束试验中,试验分析表明永存预应力约为1,260MPa,相对于张拉控制应力预应力损失了120 MPa,损失率为8.6%。根据理论分析,预应力损失预计为189 MPa,相当于13.7%的损失率。同样地,理论计算中对混凝土收缩徐变引起的损失估计偏高,约为56 MPa。
总结性的,可将传统的连续梁的预应力钢绞线布置技术和改进点总结为:
(1)传统技术中,每个钢绞线组通常使用较多数量的钢绞线来施加预应力。每根钢绞线的张拉和锚固过程都需要进行独立操作,并且彼此之间的影响较大。这增加了预应力控制的难度,容易导致预应力不均匀或超过设计要求,影响梁的性能和安全性。
(2)预应力控制不准确:传统技术中,预应力钢绞线的控制往往依赖于手工操作、简单的工具辅助和经验判断,存在人为误差的可能性。
(3)布置和调整困难:传统技术中,钢绞线的布置和调整需要人工操作,操作复杂且耗时。由于钢绞线的布置和调整较为复杂,操作受到空间限制,难以适应复杂的连续梁桥结构。
(3)预应力损失较大:传统技术中,由于无法实时监测和调整预应力状态,预应力损失较大,影响了结构的稳定性和耐久性。
为此,提出一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例希望提供一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置,以解决或缓解现有技术中存在的技术问题,即钢绞线预应力的控制与精度不准确、布置与调整也较为困难,并对此至少提供一种有益的选择;
本发明实施例的技术方案是这样实现的:一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置,包括用于存储钢绞线的线缆架,还包括穿线器,所有的钢绞线均由所述穿线器运载并运梭于连续梁桥内,所述线缆架的数量为三个;还包括搭载有所述线缆架的运载车,所述运载车上设有用于剪断钢绞线的液压钳;所述穿线器通过以超声波探测的形式的预应力检测组件检测钢绞线在连续梁桥内的预应力。
在上述的实施方式中:该连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置包括以下组件:线缆架、穿线器、运载车和液压钳。线缆架用于存储钢绞线,数量为三个。穿线器负责运载钢绞线并将其穿梭于连续梁桥内。运载车搭载线缆架,上面安装有用于剪断钢绞线的液压钳。穿线器通过预应力检测组件,采用超声波探测的方式对连续梁桥内的钢绞线预应力进行检测。
其中在一种实施方式中:所述运载车为履带车的形式,所述运载车上设有用于计算钢绞线伸出长度的钢绞线引伸计。在上述的实施方式中:运载车采用履带车的形式,并在其上安装了钢绞线引伸计,用于计算钢绞线的伸出长度。当运载车行驶到预设位置时,穿线器自走于连续梁桥内的预设孔中。在这个过程中,钢绞线由线缆架输出,并通过钢绞线引伸计计算伸出的长度,获得长度参数。如果需要进一步调整长度效果,工作人员可以驱动线缆架收放钢绞线并自锁,同时根据需要,可以进一步调整运载车的位置以实现钢绞线的调节。这样,可以进一步调节或预紧当前的钢绞线长度,以满足竖向短束二次张拉预应力作业的要求。当穿线器利用超声波探测的方式检测钢绞线在连续梁桥内的预应力达到要求后,工作人员会通过常规锚固的方式将钢绞线固定在连续梁桥内,并使用液压钳将钢绞线与线缆架脱离。
其中在一种实施方式中:所述穿线器的数量为一个,搭载三根钢绞线运梭于连续梁桥内。
在上述的实施方式中:穿线器的数量为一个,但它搭载着三根钢绞线,并能够将它们运梭于连续梁桥内。穿线器通过自走行驶,负责将这三根钢绞线穿梭至连续梁桥的预设孔中。
其中在一种实施方式中:所述穿线器包括作为主体的六棱柱形式的机架,在所述机架的三个互不相邻的棱面上均设有履带运载组件,所述履带运载组件用于带动所述机架运梭于连续梁桥内;所述机架的另三个互不相邻的棱面上均设有电动卡爪,每个所述电动卡爪钳固一根钢绞线的头部;所述机架面向于钢绞线配合于连续梁桥内的一侧设有所述预应力检测组件,所述预应力检测组件包括至少三个线性自由度,所述线性自由度以环形阵列的形式均匀排布于同一轴向,所述轴向与用于以超声波探测的形式的超声波传感器处于同一中轴线上。可实现万向角度调节以进行超声波探测。
在上述的实施方式中:穿线器采用六棱柱形式的机架作为主体。机架的三个互不相邻的棱面上均设有履带运载组件,用于驱动机架在连续梁桥内进行运梭操作。机架的另外三个互不相邻的棱面上设有电动卡爪,每个电动卡爪用于钳固一根钢绞线的头部。机架面向钢绞线与连续梁桥内的配合侧设有预应力检测组件,该预应力检测组件由至少三个线性自由度构成,以环形阵列的形式均匀排布在同一轴向上,且与用于超声波探测的超声波传感器处于同一中轴线上。这种设计实现了万向角度调节,以便进行超声波探测。
其中在一种实施方式中:所述预应力检测组件包括两个相互相对但不直接接触的盘体,两个所述盘体之间的中轴线为基准并环形阵列式排布有六个用于输出所述线性自由度的第三直线执行器;一个所述盘体由所述机架上安装的转动执行件支撑并旋转调节,另一个所述盘体安装有所述超声波传感器。
在上述的实施方式中:预应力检测组件由两个相互相对但不直接接触的盘体组成。这两个盘体之间的中轴线作为基准,并环形阵列式地排布有六个用于输出线性自由度的第三直线执行器。其中一个盘体由机架上安装的转动执行件支撑并旋转调节,而另一个盘体则安装有超声波传感器。
其中在一种实施方式中:所述第三直线执行器优选为伺服电缸,所述伺服电缸以的缸体和活塞杆分别均通过万向节联轴器万向铰接于两个所述盘体相互相对的各自一面上;所述转动执行件优选为伺服电机,所述伺服电机固定连接于所述机架,所述伺服电机的输出轴与一个所述盘体固定连接。
在上述的实施方式中:第三直线执行器优选为伺服电缸。该伺服电缸通过万向节联轴器和万向铰接的方式,使缸体和活塞杆分别连接到两个相互相对的盘体的各自一面上。转动执行件优选为伺服电机,该伺服电机固定连接于机架,而伺服电机的输出轴则与其中一个盘体固定连接。
其中在一种实施方式中:两两相邻的两个所述伺服电缸相互之间呈V形排布。用以扩大第三线性自由度的极限行程点位,并增加控制精度。
在上述的实施方式中:两两相邻的两个伺服电缸呈V形排布。这种排布方式旨在扩大第三线性自由度的极限行程点位,并增加控制精度。通过将两个相邻的伺服电缸以V形的方式布置,可以提供更大的行程范围和更高的控制精度。
其中在一种实施方式中:所述履带运载组件通过自适应调节组件与所述机架活动连接,所述机架通过三个所述自适应调节组件将所述履带运载组件贴合于连续梁桥的内壁,且所述机架位于中部。履带运载组件包括一个架体和安装于其内的主动轮、诱导轮、负重轮和阻尼履带组成,其中主动轮由一个电机驱动。通过自适应调节组件的设计,可以使得穿线器能够适配不同的连续梁桥的内壁结构特征。
在上述的实施方式中:履带运载组件通过自适应调节组件与机架活动连接。机架通过三个自适应调节组件将履带运载组件贴合于连续梁桥的内壁。机架位于连续梁桥的中部。履带运载组件包括一个架体,内部安装有主动轮、诱导轮、负重轮和阻尼履带。其中,主动轮由电机驱动。通过自适应调节组件的设计,穿线器能够适配不同连续梁桥的内壁结构特征。
其中在一种实施方式中:所述自适应调节组件包括滑动配合于所述机架上的滑块,第一直线执行器的一端固定于所述机架上,另一端铰接于所述履带运载组件的架体上,支撑铰臂的一端和另一端分别铰接于所述机架上和所述履带运载组件的架体上;第二直线执行器的一端和另一端分别铰接于所述滑块和所述履带运载组件的架体上。
在上述的实施方式中:自适应调节组件包括滑块和铰臂。滑块滑动配合于机架上,第一直线执行器的一端固定于机架上,另一端铰接于履带运载组件的架体上。铰臂的一端和另一端分别铰接于机架上和履带运载组件的架体上。第二直线执行器的一端和另一端分别铰接于滑块和履带运载组件的架体上。
其中在一种实施方式中:所述第一直线执行器优选为第一油压缓冲器,所述第一油压缓冲器的缸体和活塞杆分别固定连接、铰接于所述机架和所述履带运载组件的架体上,所述第二直线执行器优选为第二油压缓冲器,所述第二油压缓冲器的缸体和活塞杆分别铰接于所述滑块和所述履带运载组件的架体上。
在上述的实施方式中:第一直线执行器优选为第一油压缓冲器,其缸体和活塞杆分别固定连接、铰接于机架和履带运载组件的架体上。第二直线执行器优选为第二油压缓冲器,其缸体和活塞杆分别铰接于滑块和履带运载组件的架体上。这样的设计使得装置能够适应不同连续梁桥的内壁结构特征。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
一、预应力损失控制能力强:通过二次张拉和超声波检测技术的应用,可以及时调整或切割钢绞线的位置和长度,减小预应力损失。这有效地控制了预应力的损失,提高了连续梁桥的性能和寿命。
二、预应力控制精度高:通过采用超声波检测技术,可以实时监测钢绞线的预应力状态,提供准确的预应力数值。这使得预应力控制更加精确和可靠,确保预应力的设计要求得到满足。
三、操作便捷高效:采用了自动化装置和机器人化的操作方式,如穿线器、液压钳和运载车等。这些装置能够自主完成钢绞线的布置、调整和锚固等操作,减少了人工操作的复杂性和耗时,提高了工作效率。
四、适应性强:采用了自适应调节组件和履带运载组件,能够根据不同连续梁桥的内壁结构特征进行自适应调整。这使得钢绞线能够紧密贴合于连续梁桥的内壁,优化空间利用效率,并适应各种桥梁结构的要求。
五、安全性高:自动化装置的使用减少了人工操作的风险,减少了工人的劳动强度和潜在的安全风险。同时,超声波检测技术提供了无损检测方法,避免了破坏性检测对结构的影响,确保了施工过程的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的立体示意图;
图2为本发明的运载车、线缆架、液压钳和钢绞线引伸计立体示意图;
图3为本发明的穿线器及其自适应调节组件立体示意图;
图4为本发明的穿线器立体示意图;
图5为本发明的穿线器的预应力检测组件立体示意图;
附图标记:1、运载车;2、线缆架;3、液压钳;4、钢绞线引伸计;5、穿线器;501、机架;502、履带运载组件;503、自适应调节组件;5031、第一直线执行器;5032、滑块;5033、第二直线执行器;5034、支撑铰臂;504、电动卡爪;505、预应力检测组件;5051、盘体;5052、转动执行件;5053、第三直线执行器;5054、超声波传感器。
实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制;
需要注意的是,术语“第一”、“第二”、“对称”、“阵列”等仅用于区分描述与位置描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“对称”等特征的可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征;同样,对于未以“两个”、“三只”等文字形式对某些特征进行数量限制时,应注意到该特征同样属于明示或者隐含地包括一个或者更多个特征数量;
需要指出的是,“自由度”类的术语均指代至少一个部件的连接关系及施加作用力的关系,例如“线性自由度”指代某部件通过该线性自由度与另一个或多个部件相连并对其施加作用力,使得其能够在一个直线方向上滑动配合或施加力;“转动自由度”指代某个部件至少能够绕一个旋转轴自由旋转,并且可以施加扭矩或承受扭矩。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征;同时,所有的轴向描述例如X轴向、Y轴向、Z轴向、X轴向的一端、Y轴向的另一端或Z轴向的另一端等,均基于笛卡尔坐标系。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解;例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体成型;可以是机械连接,可以是直接相连,可以是焊接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据说明书附图结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
《连续梁桥竖向预应力钢绞线二次张拉的应力损失分析》(中交一公局第三工程有限公司,北京 101102,2019年4月)所公开的实验数据指出,在同一侧腹板的3个竖向预应力张拉过程中,第1根张拉后的有效预应力在1,160~1,296 MPa之间变化,主要是由于张拉过程中的调整。第2根和第3根张拉后的有效预应力储备显著降低,这是因为3根预应力钢束距离很近,后续预应力张拉一方面会引起前面预应力钢束的锚固回缩,同时还会引起混凝土的压缩,导致预应力损失较多。这表明在没有二次张拉工艺的情况下,竖向预应力钢束的永久预应力很低。在二次张拉完成后,经过预应力管道压浆和连续30天的观测,预应力损失量很少,约为20~40 MPa。这部分预应力损失主要是由混凝土的收缩徐变和摩擦损失引起的。根据理论计算,收缩徐变和摩擦损失应在60 MPa左右,考虑到所采用的C55聚丙烯纤维混凝土的优良性能,实际的收缩徐变损失应低于理论计算结果,验证了理论和试验分析的准确性。
在第1号节段的竖向预应力锚固短束试验中,试验分析表明永存预应力约为1,200MPa,相对于张拉控制应力预应力损失了180 MPa,损失率为13%。而根据理论分析,预应力损失预计为209 MPa,相当于15.2%的损失率。理论计算中对混凝土收缩徐变引起的损失估计偏高,约为20 MPa。综合来看,试验和理论分析结果相互验证,说明所提出的竖向短束二次张拉预应力体系具有良好的效果。在第4号节段的竖向预应力锚固短束试验中,试验分析表明永存预应力约为1,260 MPa,相对于张拉控制应力预应力损失了120 MPa,损失率为8.6%。根据理论分析,预应力损失预计为189 MPa,相当于13.7%的损失率。同样地,理论计算中对混凝土收缩徐变引起的损失估计偏高,约为56 MPa。
综上,试验和理论分析的结果相符,验证了所提出的竖向短束二次张拉预应力体系的有效性。这说明该预应力体系能够控制预应力损失,并提供稳定的永存预应力,为混凝土箱梁结构的受力特性提供了良好的支撑。
因此进一步的可将其总结为:
(1)张拉顺序对预应力损失影响较大:在同一侧腹板的三个竖向预应力钢绞线张拉过程中,第1根钢绞线张拉后的有效预应力存在变化,主要是由于调整过程中的影响;第2根和第3根钢绞线的有效预应力储备显著降低,这是由于三根钢绞线距离较近,后续的预应力张拉会引起前面钢绞线的锚固回缩和混凝土的压缩,导致预应力损失较多。
(2)不同侧腹板的预应力张拉对其他侧腹板的锚固预应力影响较小:在连续梁桥的预应力张拉过程中,不同侧腹板位置的预应力张拉并不会引起其他腹板位置的竖向预应力损失。这表明不同的张拉顺序对于预应力损失的影响较小。
(3)二次张拉对预应力损失的补偿效果显著:经过二次张拉后,钢绞线的有效预应力储备明显提高,达到较高的数值。二次张拉消除了锚具回缩引起的预应力损失,相对于二次张拉前的永久预应力,提高了220~270 MPa,有效补偿了部分预应力损失。
因此可以得到在连续梁桥中采用三根钢绞线以特定的张拉顺序进行预应力施加的结论。这些结论对于优化预应力控制、降低预应力损失以及提高连续梁桥的性能和寿命具有重要的参考价值。
为此,请参阅图1-5,本具体实施方式将提供相关技术方案以满足上述短束二次张拉及钢绞线的长度控制及一次切割成型的需求:一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置,包括用于存储钢绞线的线缆架2,还包括穿线器5,所有的钢绞线均由穿线器5运载并运梭于连续梁桥内,线缆架2的数量为三个;还包括搭载有线缆架2的运载车1,运载车1上设有用于剪断钢绞线的液压钳3;穿线器5通过以超声波探测的形式的预应力检测组件505检测钢绞线在连续梁桥内的预应力。
使用时,穿线器5自走于连续梁桥内的预设孔中,将三个钢绞线贯穿至连续梁桥的内壁上端与下端,当临时锚固钢绞线后,穿线器5返回至连续梁桥内,利用超声波探测的形式检测钢绞线在连续梁桥内的预应力,并进一步的通过工作人员解除锚固的钢绞线,由穿线器5进一步运输调节钢绞线的位置或长度于连续梁桥内。
在本方案中:该连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置包括以下组件:线缆架2、穿线器5、运载车1和液压钳3。线缆架2用于存储钢绞线,数量为三个。穿线器5负责运载钢绞线并将其穿梭于连续梁桥内。运载车1搭载线缆架2,上面安装有用于剪断钢绞线的液压钳3。穿线器5通过预应力检测组件505,采用超声波探测的方式对连续梁桥内的钢绞线预应力进行检测。
具体的:穿线器5通过自走行驶,将钢绞线贯穿至连续梁桥的上端和下端,并临时锚固钢绞线。随后,穿线器5返回到连续梁桥内,并利用超声波探测的方式对钢绞线的预应力进行检测。超声波探测技术可以测量钢绞线的应力和应变,从而推导出预应力的大小。工作人员根据检测结果解除锚固的钢绞线,并通过穿线器5进一步调节钢绞线的位置或长度于连续梁桥内。
可以理解的是,在本具体实施方式中,该装置的主要功能是实现连续梁预应力钢绞线的切割长度控制。穿线器5负责将钢绞线贯穿于连续梁桥的内壁,并临时锚固钢绞线。通过超声波探测技术,装置能够对钢绞线的预应力进行检测,以确保预应力符合设计要求。通过工作人员的操作,锚固的钢绞线可以被解除,并通过穿线器5进行进一步的调节,以达到所需的位置或长度。这样,装置实现了对预应力钢绞线切割长度的控制,并确保预应力的准确性和可靠性。
在本申请一些具体实施方式中,请结合参阅图2~5:运载车1为履带车的形式,运载车1上设有用于计算钢绞线伸出长度的钢绞线引伸计4。使用时将运载车1行驶至预设位置后,由穿线器5自走于连续梁桥内的预设孔中时,钢绞线由线缆架2输出,在这个过程中由钢绞线引伸计4计算钢绞线的伸出长度,得到长度参数;当穿线器5利用超声波探测的形式检测钢绞线在连续梁桥内的预应力时,如果因长度效果需要进一步调整,由工作人员驱动线缆架2收放线后自锁(因此线缆架2需要选用带有行程自锁结构的型号,此为现有技术,不再赘述),在这个过程中如有必要,也可以进一步驱动运载车1的位置实现调节,即将当前的钢绞线长度进一步调节或预紧,履行竖向短束二次张拉预应力作业;直至穿线器5利用超声波探测的形式检测钢绞线在连续梁桥内的预应力达标后,工作人员通过常规锚固的形式将钢绞线固定于连续梁桥内,并由液压钳3将钢绞线与线缆架2脱离。
在本方案中:运载车1采用履带车的形式,并在其上安装了钢绞线引伸计4,用于计算钢绞线的伸出长度。当运载车1行驶到预设位置时,穿线器5自走于连续梁桥内的预设孔中。在这个过程中,钢绞线由线缆架2输出,并通过钢绞线引伸计4计算伸出的长度,获得长度参数。如果需要进一步调整长度效果,工作人员可以驱动线缆架2收放钢绞线并自锁,同时根据需要,可以进一步调整运载车1的位置以实现钢绞线的调节。这样,可以进一步调节或预紧当前的钢绞线长度,以满足竖向短束二次张拉预应力作业的要求。当穿线器5利用超声波探测的方式检测钢绞线在连续梁桥内的预应力达到要求后,工作人员会通过常规锚固的方式将钢绞线固定在连续梁桥内,并使用液压钳3将钢绞线与线缆架2脱离。
在本方案中,本装置整体的所有电器元件依靠运载车1内所安装的蓄电池进行供能;具体的,装置整体的电器元件与蓄电池输出端口处通过继电器、变压器和按钮面板等装置进行常规电性连接,以满足本装置的所有电器元件的供能需求。
具体的,运载车1还设有一控制器,该控制器用于连接并控制本装置整体的所有电器元件按照预先设置的程序作为预设值及驱动模式进行驱动;需要指出的是,上述驱动模式即对应了下文中的相关电器元件之间对应的启停时间间距、转速、功率等输出参数,即满足了下文所述的相关电器元件驱动相关机械装置按其所描述的功能进行运行的需求。
具体的:通过在运载车1上安装钢绞线引伸计4,可以实时计算钢绞线的伸出长度。穿线器5自走于预设孔中,将钢绞线引入连续梁桥内。钢绞线的伸出长度通过钢绞线引伸计4的测量和计算获得。工作人员可以根据需要通过驱动线缆架2的收放和运载车1的位置调节,进一步调整钢绞线的长度或预紧状态,以满足预应力作业的要求。一旦穿线器5通过超声波探测技术检测到钢绞线的预应力达标,工作人员将使用常规锚固方法将钢绞线固定在连续梁桥内,并使用液压钳3将其与线缆架2分离。
进一步的,钢绞线引伸计4的型号为YYU25一500。
可以理解的是,在本具体实施方式中,该装置的运载车1采用履带车形式,并配备钢绞线引伸计4,可实现对钢绞线伸出长度的实时计算。穿线器5的自走行驶能够将钢绞线引入预设孔中,并通过超声波探测技术检测钢绞线的预应力。通过工作人员的操作,可以根据长度效果进行进一步调整,包括线缆架2的收放和运载车1的位置调节,以满足竖向短束二次张拉预应力作业的要求。一旦钢绞线的预应力达标,工作人员会使用常规锚固方法将其固定在连续梁桥内,并使用液压钳3将钢绞线与线缆架2分离,完成预应力钢绞线的切割长度控制过程。
在本申请一些具体实施方式中,请结合参阅图2~5:穿线器5的数量为一个,搭载三根钢绞线运梭于连续梁桥内。
在本方案中:穿线器5的数量为一个,但它搭载着三根钢绞线,并能够将它们运梭于连续梁桥内。穿线器5通过自走行驶,负责将这三根钢绞线穿梭至连续梁桥的预设孔中。
具体的:穿线器5通过自走行驶将三根钢绞线贯穿于连续梁桥的预设孔中。它可以操纵这些钢绞线的位置和运动,确保它们的正确布置和锚固。穿线器5通过适当的机械结构和控制系统,使得三根钢绞线在运输过程中相对稳定,并且能够穿过连续梁桥内的孔洞。
需要指出的是,在本具体实施方式中,该装置仅能也必须使用三根钢绞线实施,而其他数目的钢绞线无法达到目标效果:
(1)预应力平衡性:通过所引证的研究数据可以得知,同一侧腹板的三个竖向预应力张拉过程中,第1根钢绞线的预应力储备在一定范围内变化,而第2根和第3根钢绞线的预应力储备显著降低。这是因为三根钢绞线的距离很近,后续预应力张拉会引起前面预应力钢束的锚固回缩和混凝土的压缩,导致预应力损失较多。通过使用三根钢绞线,可以在一定程度上平衡预应力损失,保持预应力的均匀分布。
(2)竖向短束二次张拉:通过所引证的研究数据可以得知,二次张拉可以显著提高钢绞线的有效预应力储备,相对于二次张拉前的永存预应力,可以提高220~270 MPa。这是通过二次张拉消除了锚具回缩引起的预应力损失。在本技术中,三根钢绞线的一体化切割和布置方式可以更好地实现竖向短束二次张拉的操作和控制,从而达到更高的预应力储备效果。
(3)技术协调性:三根钢绞线的布置和控制相对简化,各个部件的协调性更好。通过将三根钢绞线统一管理和控制,可以更好地实现钢绞线的切割、布置、张拉和锚固等工序的协调和一体化操作。这样可以提高施工效率,减少施工风险,并保证预应力的准确控制。
可以理解的是,在本具体实施方式中,该装置中的穿线器5以一个单元的形式存在,但它搭载着三根钢绞线,可以同时处理这些钢绞线的布置和运输。通过自走行驶,穿线器5能够将三根钢绞线准确地穿梭至连续梁桥的预设孔中。穿线器5具备适当的机械结构和控制系统,以确保钢绞线在运输过程中的稳定性和准确性。这种实施方式提供了高效且可靠的钢绞线布置和运输解决方案,适用于竖向短束二次张拉预应力作业中的连续梁桥结构。
在本申请一些具体实施方式中,请结合参阅图2~5:穿线器5包括作为主体的六棱柱形式的机架501,在机架501的三个互不相邻的棱面上均设有履带运载组件502,履带运载组件502用于带动机架501运梭于连续梁桥内;机架501的另三个互不相邻的棱面上均设有电动卡爪504,每个电动卡爪504钳固一根钢绞线的头部;机架501面向于钢绞线配合于连续梁桥内的一侧设有预应力检测组件505,预应力检测组件505包括至少三个线性自由度,线性自由度以环形阵列的形式均匀排布于同一轴向,轴向与用于以超声波探测的形式的超声波传感器5054处于同一中轴线上。可实现万向角度调节以进行超声波探测。上述的履带运载组件502、电动卡爪504实质上是以环形阵列的形式均匀排布于机架501的棱面上,及每单个履带运载组件502、电动卡爪504之间相互支持与配合。
在本方案中:穿线器5采用六棱柱形式的机架501作为主体。机架501的三个互不相邻的棱面上均设有履带运载组件502,用于驱动机架501在连续梁桥内进行运梭操作。机架501的另外三个互不相邻的棱面上设有电动卡爪504,每个电动卡爪504用于钳固一根钢绞线的头部。机架501面向钢绞线与连续梁桥内的配合侧设有预应力检测组件505,该预应力检测组件505由至少三个线性自由度构成,以环形阵列的形式均匀排布在同一轴向上,且与用于超声波探测的超声波传感器5054处于同一中轴线上。这种设计实现了万向角度调节,以便进行超声波探测。
进一步的,请参阅图3:图中的A区可进一步设计安置一个伺服电缸b,用于调节每个电动卡爪504相对之间的间距,进而实现前文中的“张拉顺序调节”的功能。
具体的:穿线器5的主体机架501采用六棱柱形式,并在不同的棱面上安装履带运载组件502和电动卡爪504。履带运载组件502通过驱动机架501的运动,使其能够在连续梁桥内进行运梭操作。电动卡爪504用于钳固钢绞线的头部,以确保其固定和稳定。机架501的一侧面向钢绞线与连续梁桥内的配合位置,设有预应力检测组件505。该预应力检测组件505由至少三个线性自由度组成,通过环形阵列的形式均匀排布在同一轴向上。超声波传感器5054位于中轴线上,使得穿线器5可以进行万向角度调节以进行超声波探测。
可以理解的是,在本具体实施方式中,该穿线器5的设计具有六棱柱形式的机架501,其中履带运载组件502和电动卡爪504以环形阵列的形式均匀排布在机架501的棱面上,并相互支持与配合。履带运载组件502驱动机架501在连续梁桥内进行运梭操作,而电动卡爪504用于钳固钢绞线的头部,确保其固定性。机架501的预应力检测组件505通过至少三个线性自由度的环形阵列排布,与超声波传感器5054在同一轴向上,实现了超声波探测的万向角度调节。这样,穿线器5能够准确地操作钢绞线并进行超声波预应力检测,为连续梁预应力作业提供了高效、精确的支持。
在本申请一些具体实施方式中,请结合参阅图2~5:预应力检测组件505包括两个相互相对但不直接接触的盘体5051,两个盘体5051之间的中轴线为基准并环形阵列式排布有六个用于输出线性自由度的第三直线执行器5053;一个盘体5051由机架501上安装的转动执行件5052支撑并旋转调节,另一个盘体5051安装有超声波传感器5054。
在本方案中:预应力检测组件505由两个相互相对但不直接接触的盘体5051组成。这两个盘体5051之间的中轴线作为基准,并环形阵列式地排布有六个用于输出线性自由度的第三直线执行器5053。其中一个盘体5051由机架501上安装的转动执行件5052支撑并旋转调节,而另一个盘体5051则安装有超声波传感器5054。
具体的:预应力检测组件505的核心部分是两个相对的盘体5051和环形排布的第三直线执行器5053。两个盘体5051通过转动执行件5052和机架501的支撑,实现相对旋转和调节的功能。通过调整盘体5051的相对位置和角度,可以达到对钢绞线的预应力进行检测的目的。超声波传感器5054安装在一个盘体5051上,用于检测钢绞线的预应力。
需要指出的是,在本具体实施方式中,超声波传感器5054用于检测钢绞线的预应力,其工作原理基于超声波的传播和反射特性。下面是对其工作原理的详细解释:
(1)发射超声波:超声波传感器5054内部包含一个发射器,它会发出一个高频的超声波信号。
(2)超声波传播:发射的超声波信号会沿着钢绞线传播,并与钢绞线相互作用。
(3)超声波反射:当超声波信号遇到钢绞线的表面或内部的预应力应变时,一部分超声波会被反射回传感器。
(4)接收超声波:超声波传感器5054同时具有接收器,它能够接收和记录反射回来的超声波信号。
(5)信号分析:接收到的超声波信号会经过信号处理和分析,通过测量超声波的时间延迟、强度变化等参数来推断钢绞线的预应力情况。
基于以上原理,超声波传感器5054能够通过检测超声波信号的反射情况来获取钢绞线的预应力信息。当钢绞线的预应力发生变化时,超声波传感器5054能够感知到反射信号的变化,并通过信号处理来量化预应力的变化程度。这样,工作人员可以根据传感器的输出来判断钢绞线的预应力状态,进而采取相应的措施进行调整和控制。
再进一步的,还可以采用或参照如下现有技术文件实施:《基于超声导波纵向模态的钢绞线单轴应力识别方法研究》(DOI:10.27061/d.cnki.ghgdu.2020.002882;分类号:TU37;U441;年期:2021年第01期)。
可以理解的是,在本具体实施方式中,预应力检测组件505采用了两个相对但不直接接触的盘体5051和环形排布的第三直线执行器5053。这种设计允许盘体5051通过转动执行件5052和机架501的支撑进行相对旋转和调节。通过调整盘体5051的位置和角度,可以对钢绞线的预应力进行检测。超声波传感器5054安装在其中一个盘体5051上,用于进行超声波检测。通过这种方式,预应力检测组件505可以实现对钢绞线的预应力进行准确、可靠的检测。
在本申请一些具体实施方式中,请结合参阅图2~5:第三直线执行器5053优选为伺服电缸,伺服电缸以的缸体和活塞杆分别均通过万向节联轴器万向铰接于两个盘体5051相互相对的各自一面上;转动执行件5052优选为伺服电机,伺服电机固定连接于机架501,伺服电机的输出轴与一个盘体5051固定连接。
在本方案中:第三直线执行器5053优选为伺服电缸。该伺服电缸通过万向节联轴器和万向铰接的方式,使缸体和活塞杆分别连接到两个相互相对的盘体5051的各自一面上。转动执行件5052优选为伺服电机,该伺服电机固定连接于机架501,而伺服电机的输出轴则与其中一个盘体5051固定连接。
具体的:伺服电缸作为第三直线执行器5053的一种优选形式,通过万向节联轴器和万向铰接的方式将缸体和活塞杆分别连接到两个相互相对的盘体5051的各自一面上。这样,通过控制伺服电缸的运动,可以实现盘体5051的线性自由度的输出。转动执行件5052采用伺服电机的形式,固定连接于机架501,并通过输出轴与其中一个盘体5051固定连接。通过控制伺服电机的旋转,可以实现盘体5051的旋转调节功能。
可以理解的是,在本具体实施方式中,第三直线执行器5053采用伺服电缸作为优选形式。通过万向节联轴器和万向铰接的方式,将伺服电缸的缸体和活塞杆分别连接到两个相互相对的盘体5051的各自一面上。这样,通过控制伺服电缸的运动,可以实现盘体5051的线性自由度的输出,从而对钢绞线的位置和长度进行调节。转动执行件5052采用伺服电机的形式,固定连接于机架501,并通过输出轴与其中一个盘体5051固定连接。通过控制伺服电机的旋转,可以实现盘体5051的旋转调节功能,确保钢绞线在连续梁桥内的正确布置和预应力的控制。这样的实施方式提供了稳定且精确的调节手段,以支持连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置的功能性操作。
在本申请一些具体实施方式中,请结合参阅图2~5:两两相邻的两个伺服电缸相互之间呈V形排布。用以扩大第三线性自由度的极限行程点位,并增加控制精度。
在本方案中:两两相邻的两个伺服电缸呈V形排布。这种排布方式旨在扩大第三线性自由度的极限行程点位,并增加控制精度。通过将两个相邻的伺服电缸以V形的方式布置,可以提供更大的行程范围和更高的控制精度。
具体的:两两相邻的伺服电缸相互之间呈V形排布的目的是扩大第三线性自由度的极限行程点位,并增加控制精度。这种排布方式可以增加伺服电缸的工作空间,使其能够覆盖更大范围的线性移动。通过合理控制每个伺服电缸的运动,可以实现更精确的钢绞线位置和长度调节。同时,V形排布还可以提高系统的稳定性和刚性,确保装置在运行过程中的可靠性和准确性。
进一步的,通过将两个相邻的伺服电缸呈V形排布,可以增加钢绞线调节长度的行程范围。由于每个伺服电缸都可以控制钢绞线的长度,通过合理的排布方式可以将它们的行程叠加,从而实现更大的调节范围。这样可以适应不同长度的钢绞线,满足不同工程需求。V形排布的伺服电缸可以独立控制每个伺服电缸的行程长度,从而实现对钢绞线长度的精确调节。通过精细调节每个电缸的运动,可以实现更高的控制精度。这样可以确保钢绞线长度的准确控制,以满足预应力设计要求,并保证预应力的均匀分布。通过将两个伺服电缸呈V形排布,使得伺服电缸之间形成一种相互支撑和平衡的关系。这种布局可以提高系统的稳定性,减少因钢绞线长度调节而引起的系统不稳定性。通过相互协调和平衡的运动,可以保持整个系统的稳定性和准确性。
可以理解的是,在本具体实施方式中,两两相邻的伺服电缸以V形排布的方式,为装置提供了更大的行程范围和更高的控制精度。这种排布方式扩大了第三线性自由度的极限行程点位,使得钢绞线的调节范围更广。通过合理控制各个伺服电缸的运动,可以实现对钢绞线位置和长度的更精确控制。此外,V形排布还增加了系统的稳定性和刚性,确保装置在工作过程中的可靠性和准确性。这种实施方式使得连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置能够更好地满足实际需求,并提供更高的操作精度。
在本申请一些具体实施方式中,请结合参阅图2~5:履带运载组件502通过自适应调节组件503与机架501活动连接,机架501通过三个自适应调节组件503将履带运载组件502贴合于连续梁桥的内壁,且机架501位于中部。履带运载组件502包括一个架体和安装于其内的主动轮、诱导轮、负重轮和阻尼履带组成,其中主动轮由一个电机驱动。通过自适应调节组件503的设计,可以使得穿线器5能够适配不同的连续梁桥的内壁结构特征。
在本方案中:履带运载组件502通过自适应调节组件503与机架501活动连接。机架501通过三个自适应调节组件503将履带运载组件502贴合于连续梁桥的内壁。机架501位于连续梁桥的中部。履带运载组件502包括一个架体,内部安装有主动轮、诱导轮、负重轮和阻尼履带。其中,主动轮由电机驱动。通过自适应调节组件503的设计,穿线器5能够适配不同连续梁桥的内壁结构特征。
具体的:履带运载组件502通过自适应调节组件503与机架501活动连接,使得机架501能够根据连续梁桥的内壁结构特征进行调节。自适应调节组件503通过其设计的灵活性和可调节性,实现对履带运载组件502的贴合和适应。机架501位于连续梁桥的中部,确保穿线器5能够在连续梁桥内自由移动并完成钢绞线的布置工作。履带运载组件502的构成包括主动轮、诱导轮、负重轮和阻尼履带,其中主动轮由电机驱动,提供推动力和控制运动的能力。
可以理解的是,在本具体实施方式中,履带运载组件502通过自适应调节组件503与机架501连接,使得装置能够适应不同连续梁桥的内壁结构特征。自适应调节组件503的设计提供了灵活性和可调节性,可以根据实际情况对履带运载组件502进行贴合和适应。机架501位于连续梁桥的中部,确保穿线器5在连续梁桥内的自由移动,并能够完成钢绞线的布置工作。履带运载组件502包括主动轮、诱导轮、负重轮和阻尼履带,其中主动轮由电机驱动,提供推动力和控制运动的能力。通过这种方式,装置能够灵活、准确地适应不同连续梁桥的内部结构,实现钢绞线的布置和预应力的控制。
在本申请一些具体实施方式中,请结合参阅图2~5:自适应调节组件503包括滑动配合于机架501上的滑块5032,第一直线执行器5031的一端固定于机架501上,另一端铰接于履带运载组件502的架体上,支撑铰臂5034的一端和另一端分别铰接于机架501上和履带运载组件502的架体上;第二直线执行器5033的一端和另一端分别铰接于滑块5032和履带运载组件502的架体上。
在本方案中:自适应调节组件503包括滑块5032和铰臂5034。滑块5032滑动配合于机架501上,第一直线执行器5031的一端固定于机架501上,另一端铰接于履带运载组件502的架体上。铰臂5034的一端和另一端分别铰接于机架501上和履带运载组件502的架体上。第二直线执行器5033的一端和另一端分别铰接于滑块5032和履带运载组件502的架体上。
具体的:自适应调节组件503通过滑块5032和铰臂5034的设计,实现机架501与履带运载组件502之间的活动连接。滑块5032滑动配合于机架501上,通过第一直线执行器5031的固定和铰接点的设计,使得机架501能够在垂直方向上进行运动。铰臂5034通过铰接点的设计,连接机架501和履带运载组件502的架体,实现机架501和履带运载组件502之间的相对运动。第二直线执行器5033的铰接点连接滑块5032和履带运载组件502的架体,使得滑块5032能够在水平方向上进行运动。
可以理解的是,在本具体实施方式中,自适应调节组件503的设计包括滑块5032和铰臂5034,实现机架501和履带运载组件502之间的活动连接。滑块5032与机架501配合滑动,通过第一直线执行器5031的固定和铰接点的设计,使得机架501能够在垂直方向上进行运动。铰臂5034连接机架501和履带运载组件502的架体,通过铰接点的设计,实现机架501和履带运载组件502之间的相对运动。第二直线执行器5033的铰接点连接滑块5032和履带运载组件502的架体,使得滑块5032能够在水平方向上进行运动。这样的设计使得装置能够根据实际情况自适应地调节和适应连续梁桥的内壁结构,确保钢绞线的布置和预应力的控制的精度和稳定性。
在本申请一些具体实施方式中,请结合参阅图2~5:第一直线执行器5031优选为第一油压缓冲器,第一油压缓冲器的缸体和活塞杆分别固定连接、铰接于机架501和履带运载组件502的架体上,第二直线执行器5033优选为第二油压缓冲器,第二油压缓冲器的缸体和活塞杆分别铰接于滑块5032和履带运载组件502的架体上。
其中,第一油压缓冲器可以使得滑块5032始终位于极限行程点,但当履带运载组件502设于连续梁桥的内壁时,因外力的作用其会缓冲回缩,并抵顶履带运载组件502始终紧密贴合于连续梁桥的内壁;进一步的,第二油压缓冲器可以使履带运载组件502获得一个倾斜配合的自由度,其传动原理同上。上述第一、第二油压缓冲器使得履带运载组件502适配不同的连续梁桥的内壁结构特征。
在本方案中:第一直线执行器5031优选为第一油压缓冲器,其缸体和活塞杆分别固定连接、铰接于机架501和履带运载组件502的架体上。第二直线执行器5033优选为第二油压缓冲器,其缸体和活塞杆分别铰接于滑块5032和履带运载组件502的架体上。这样的设计使得装置能够适应不同连续梁桥的内壁结构特征。
具体的: 第一油压缓冲器作为第一直线执行器5031,通过其缸体和活塞杆的固定和铰接,实现了机架501和履带运载组件502之间的垂直运动。当履带运载组件502贴合于连续梁桥的内壁时,第一油压缓冲器可以通过缓冲回缩的作用,使得滑块5032始终位于极限行程点,并确保履带运载组件502始终紧密贴合于连续梁桥的内壁。第二油压缓冲器作为第二直线执行器5033,通过其缸体和活塞杆的铰接,实现了滑块5032和履带运载组件502之间的水平运动。第二油压缓冲器可以使履带运载组件502获得一个倾斜配合的自由度,以适应连续梁桥的内壁结构。
可以理解的是,在本具体实施方式中, 第一油压缓冲器和第二油压缓冲器的应用使得履带运载组件502能够适应不同连续梁桥的内壁结构特征。第一油压缓冲器通过缓冲回缩的作用,确保滑块5032始终位于极限行程点,并使履带运载组件502始终紧密贴合于连续梁桥的内壁。第二油压缓冲器通过倾斜配合的自由度,使履带运载组件502能够适应连续梁桥内壁的倾斜情况。这样的设计确保了装置在钢绞线切割长度控制过程中的准确性和稳定性,提高了预应力钢绞线布置的精度和效率。同时,通过调节和控制油压缓冲器的工作状态,装置能够灵活适应不同连续梁桥的内壁结构特征,满足实际工程的需求。
总结性的,针对传统技术中的相关问题,本具体实施方式基于上述所提供的一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置,采用了如下的技术手段或特征实现了解决:
(1)预应力控制准确性提高:本申请的技术中采用了超声波检测技术,通过超声波传感器5054对钢绞线的预应力进行实时监测。超声波可以测量材料的声波传播速度,从而推断出钢绞线的预应力状态。这种无损检测方法可以提供准确的预应力数值,使得预应力控制更加准确和可靠。
(2)操作便捷性提高:本申请的技术中采用了自动化装置,如穿线器5和液压钳3等。这些装置能够自主完成钢绞线的布置、调整和锚固等操作,减少了人工操作的复杂性和耗时。此外,通过运载车1和线缆架2等设备的配合,钢绞线的运输和调节也更加便捷和高效。
(3)空间利用效率提高:本申请的技术中使用了自适应调节组件503和履带运载组件502,能够根据连续梁桥的内壁结构特征进行自适应调整。这种设计可以使钢绞线紧密贴合于连续梁桥的内壁,优化空间利用效率,同时适应不同连续梁桥的结构要求。
(4)预应力损失控制提高:本申请的技术中采用了二次张拉的方法,即在预应力张拉完成后进行二次张拉,消除锚具回缩引起的预应力损失。此外,超声波检测技术也能够实时监测预应力状态,及时调整钢绞线的位置和长度,减小预应力损失,提高连续梁桥的性能和寿命。
以上所述具体实施方式的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述具体实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
实施例
为使本发明的上述具体实施方式更加明显易懂,接下来将采用实施例的形式对本发明做详细的应用性的说明。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的实施例的限制。
本实施例将展示上述具体实施方式的使用流程及其逻辑:
S1、准备阶段:在进行连续梁预应力钢绞线的布置和切割长度控制之前,需要进行必要的准备工作。包括检查和准备所需的设备、工具和材料,确保其正常运行和可用性。
S2、钢绞线布置:首先,将钢绞线装载到线缆架2上,并将线缆架2固定在运载车1上。运载车1上还配备有用于剪断钢绞线的液压钳3。然后,将穿线器5放置在连续梁桥的预设孔中,并操作穿线器5将钢绞线从一侧穿过连续梁桥的内壁,直至贯穿整个桥段。钢绞线在布置过程中会通过预设的孔洞进行引导和定位。
S2.1、使用时,穿线器5自走于连续梁桥内的预设孔中,将三个钢绞线贯穿至连续梁桥的内壁上端与下端,当临时锚固钢绞线后,穿线器5返回至连续梁桥内,利用超声波探测的形式检测钢绞线在连续梁桥内的预应力,并进一步的通过工作人员解除锚固的钢绞线,由穿线器5进一步运输调节钢绞线的位置或长度于连续梁桥内。
S3、钢绞线长度调整:在穿线器5完成钢绞线布置后,需要对钢绞线的长度进行调整。通过运载车1上的控制系统和液压钳3,可以对钢绞线进行剪断和调整,以满足设计要求和预应力控制的需要。
S3.1、将运载车1行驶至预设位置后,由穿线器5自走于连续梁桥内的预设孔中时,钢绞线由线缆架2输出,在这个过程中由钢绞线引伸计4计算钢绞线的伸出长度,得到长度参数;当穿线器5利用超声波探测的形式检测钢绞线在连续梁桥内的预应力时,如果因长度效果需要进一步调整,由工作人员驱动线缆架2收放线后自锁,在这个过程中如有必要,也可以进一步驱动运载车1的位置实现调节,即将当前的钢绞线长度进一步调节或预紧,履行竖向短束二次张拉预应力作业;
S4、预应力检测:在钢绞线长度调整完成后,穿线器5返回到连续梁桥内,利用超声波传感器5054对钢绞线的预应力进行检测。超声波传感器5054通过发射和接收超声波信号来分析钢绞线的预应力情况。根据传感器的输出结果,工作人员可以判断钢绞线的预应力是否符合设计要求,并做出相应的调整和决策。
S4.1、直至穿线器5利用超声波探测的形式检测钢绞线在连续梁桥内的预应力达标后,工作人员通过常规锚固的形式将钢绞线固定于连续梁桥内,并由液压钳3将钢绞线与线缆架2脱离。
S5、预应力锚固:当钢绞线的预应力达到设计要求后,工作人员通过常规的锚固方式将钢绞线固定在连续梁桥内,确保预应力的持久性和稳定性。
S6、装配完成:完成钢绞线的布置、长度调整和预应力控制后,整个装配过程结束。此时,连续梁桥的预应力钢绞线已经按照设计要求布置并锚固在合适的位置,准备进行后续的施工和使用。
以上所述实施例仅表达了本发明的相关实际应用的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
实施例
为使本发明的上述具体实施方式更加明显易懂,接下来将采用实施例的形式对本发明做详细的应用性的说明。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的实施例的限制。
在同一侧腹板的3个竖向预应力张拉过程中,三个钢绞线的长度可以用符号L来表示。设钢绞线的初始长度为L0,经过预应力张拉后,钢绞线会发生一定的伸长。根据研究数据中的永存预应力和预应力损失的情况,可以得到如下的逻辑公式进行定义:
其中,ΔL表示钢绞线在预应力张拉过程中的伸长量,可以根据预应力损失计算得到。
混凝土结构设计规范GB50010-2010中,钢铰线的弹性模量值取1.95×10^5N/mm^2,三个钢绞线的长度相等,设为L0。根据引证文件中的预应力损失情况:
第一次迭代:根据研究数据,每个钢绞线的预应力损失为180 MPa,即ΔP = 180MPa。根据钢绞线的应变-应力关系,可以得到伸长量的计算公式:
其中,E为钢绞线的弹性模量。根据具体材料的参数,可以计算得到ΔL的值。
第一次迭代后,钢绞线的长度更新为:
第二次迭代: 根据研究数据,每个钢绞线的预应力损失为120 MPa,即ΔP = 120MPa。根据钢绞线的应变-应力关系,可以计算得到ΔL的值。
第二次迭代后,钢绞线的长度更新为:
根据研究数据,预应力损失分别为180 MPa和120 MPa。
第一次迭代:
根据钢绞线的应变-应力关系,基于数据指出:
ΔP1 = 180 MPa,E = 1.95×10^5 N/mm^2,代入计算得到 ΔL1 的值。
第一次迭代后,钢绞线的长度更新为:
第二次迭代:根据钢绞线的应变-应力关系,计算每个钢绞线的伸长量:
ΔP2 = 120 MPa,E = 1.95×10^5 N/mm^2,代入计算得到 ΔL2 的值。
第二次迭代后,钢绞线的长度更新为:
继续进行迭代,直到钢绞线的长度收敛于一个稳定值。这个稳定值就是优选的钢绞线长度。
以上所述实施例仅表达了本发明的相关实际应用的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置,包括用于存储钢绞线的线缆架(2),其特征在于:还包括穿线器(5),所有的钢绞线均由所述穿线器(5)运载并运梭于连续梁桥内,所述线缆架(2)的数量为三个;
还包括搭载有所述线缆架(2)的运载车(1),所述运载车(1)上设有用于剪断钢绞线的液压钳(3);
所述穿线器(5)通过以超声波探测的形式的预应力检测组件(505)检测钢绞线在连续梁桥内的预应力;
所述穿线器(5)包括六棱柱形式的机架(501)和预应力检测组件(505),在所述机架(501)的三个互不相邻的棱面上均设有履带运载组件(502),所述机架(501)的另三个互不相邻的棱面上均设有电动卡爪(504),所述机架(501)面向于钢绞线配合于连续梁桥内的一侧设有所述预应力检测组件(505),所述预应力检测组件(505)包括至少三个线性自由度,所述线性自由度以环形阵列的形式均匀排布于同一轴向;
所述轴向与用于以超声波探测的形式的超声波传感器(5054)处于同一中轴线上,所述穿线器(5)的数量为一个,搭载三根钢绞线运梭于连续梁桥内;所述穿线器(5)中,所述履带运载组件(502)用于带动所述机架(501)运梭于连续梁桥内;每个所述电动卡爪(504)钳固一根钢绞线的头部;
所述机架(501)上设有用于调节所述电动卡爪(504)实现张拉顺序调节的伺服电缸b;
所述线性自由度由第三直线执行器(5053)执行和输出,所述第三直线执行器(5053)为伺服电缸,两两相邻的两个所述伺服电缸相互之间呈V形排布;
所述履带运载组件(502)通过自适应调节组件(503)与所述机架(501)活动连接;
所述自适应调节组件(503)包括滑动配合于所述机架(501)上的滑块(5032),第一直线执行器(5031)的一端固定于所述机架(501)上;
所述第一直线执行器(5031)为第一油压缓冲器;
还包括控制器,所述控制器用于执行所述连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置中的所有电器元件;当所述控制器执行时,使得所述连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置执行短束二次张拉及钢绞线的长度控制及一次切割成型;
所述预应力检测组件(505)包括两个相互相对但不直接接触的盘体(5051),两个所述盘体(5051)之间的中轴线为基准并环形阵列式排布有六个用于输出所述线性自由度的所述第三直线执行器(5053);
一个所述盘体(5051)由所述机架(501)上安装的转动执行件(5052)支撑并旋转调节,另一个所述盘体(5051)安装有所述超声波传感器(5054);
所述伺服电缸以的缸体和活塞杆分别均通过万向节联轴器万向铰接于两个所述盘体(5051)相互相对的各自一面上;
所述转动执行件(5052)为伺服电机,所述伺服电机的输出轴与一个所述盘体(5051)固定连接;
所述第一直线执行器(5031)另一端铰接于所述履带运载组件(502),支撑铰臂(5034)的一端和另一端分别铰接于所述机架(501)上和所述履带运载组件(502);
第二直线执行器(5033)的一端和另一端分别铰接于所述滑块(5032)和所述履带运载组件(502)。
2.根据权利要求1所述的连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置,其特征在于:所述运载车(1)上设有用于计算钢绞线伸出长度的钢绞线引伸计(4)。
3.根据权利要求2所述的连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置,其特征在于:所述机架(501)通过三个所述自适应调节组件(503)将所述履带运载组件(502)贴合于连续梁桥的内壁,且所述机架(501)位于中部。
4.根据权利要求3所述的连续梁预应力钢绞线切割长度控制装置,其特征在于:所述第一油压缓冲器的缸体和活塞杆分别固定连接、铰接于所述机架(501)和所述履带运载组件(502),所述第二直线执行器(5033)为第二油压缓冲器,所述第二油压缓冲器的缸体和活塞杆分别铰接于所述滑块(5032)和所述履带运载组件(502)。
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