一种具有分层分丝支撑结构的钢绞线系杆索体系及安装方法

技术领域

本发明涉及一种拱桥体外预应力系杆拉索及安装方法，尤其是涉及一种具有分层分丝支撑结构的钢绞线系杆索体系及安装方法。

背景技术

拱桥作为跨越江河的一种桥型，在现代桥梁建设领域应用广泛，其中设置有体外预应力系杆的系杆拱桥通过拉索可平衡结构的水平推力，具有造型美观、跨越能力强的优点。

采用预应力钢绞线作为受力筋的系杆索往往设置有分丝板或分丝圈，使系杆索的各根钢绞线互相平行独立，因此具有可单根穿索、单根张拉、单根更换的轻量化施工的优点，使钢绞线系杆索得到广泛应用。但在实际施工中，存在以下缺点和不便：

1、在大跨径拱桥的系杆索穿索施工中，由于钢绞线需穿越分丝板或分丝圈一一对应的孔，需人工对孔，往复行走于拱桥两端。特别是在系杆索位于主梁箱式结构内部时，非常耗费人力和工时；

2、当系杆索采用大规格时，由于钢绞线根数多，穿索施工人力劳动强度大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种具有分层分丝支撑结构的钢绞线系杆索体系及安装方法，不仅能满足钢绞线单根穿索安装、张拉和更换的要求，且能实现机械化循环穿索的功能。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种具有分层分丝支撑结构的钢绞线系杆索体系，它包括左右两个锚固点工程结构物，所述锚固点工程结构物上设置有锚具，左右两个锚具之间穿装有钢绞线索体，所述锚具包括多个锥形锚固孔，所述钢绞线索体包括多根钢绞线，多根钢绞线与多个锥形锚固孔一一对应，所述锥形锚固孔内楔嵌有锚固夹片，所述钢绞线通过锚固夹片与锚具相固定，所述钢绞线索体上左右间隔设置有多个支撑架，多个支撑架位于左右两个锚固点工程结构物之间。

可选的，每一个锥形锚固孔均对应采用一副锚固夹片夹持固定一根钢绞线。

可选的，所述支撑架包括托架，所述托架上设置有多根分层分丝条，多根分层分丝条上下层叠布置。

可选的，所述分层分丝条的长边两侧设置有多个半圆孔，相邻两根分层分丝条的多个半圆孔能一一对应拼合成多个圆孔。

可选的，所述托架上设置有分层分丝条的安装定位槽。

可选的，所述支撑架包括底座，所述底座上设置有左右两个定位销栓，左右两个定位销栓上套装有多根分层分丝条，多根分层分丝条上下层叠布置，所述分层分丝条在定位销栓对应位置开设有定位孔，所述定位销栓分别穿装于定位孔内。

可选的，所述定位销栓上设置有螺母紧固件，多根分层分丝条通过螺母紧固件进行固定。

可选的，所述分层分丝条采用尼龙、聚乙烯、聚丙烯、ABS塑料或聚四氟乙烯材料制作。

一种具有分层分丝支撑结构的钢绞线系杆索体系的安装方法，包括以下步骤：

A.支撑架安装

1)按工程设计的间隔布置要求，将系杆索的支撑架安装到相应位置；

2)将处于最底层的一根分层分丝条安装于支撑架的托架上；

B.安装牵引系统

1)在系杆索的两端锚固点位置附近安装转向滑轮；

2)将一端锚固点作为放索侧，附近放置放索盘；

3)另一端锚固点作为牵引侧，设置卷扬机；

4)将卷扬机上的钢丝绳放出，引过牵引侧的转向滑轮，顺着系杆索长度方向间隔布置的支撑架上方，至放索侧的转向滑轮后，倒转方向再顺着系杆索长度方向间隔布置的支撑架上方至牵引侧的转向滑轮，最后与卷扬机上钢丝绳连接，形成闭环；

5)在闭环钢丝绳的放索侧安装钢绞线牵引固定夹具，并与放索盘上的钢绞线端部连接，做好穿索准备；

C.系杆索一层钢绞线的穿索安装

1)开动卷扬机，钢丝绳开始从放索侧牵引钢绞线，沿着支撑架上方前行，直至牵引侧；

2)松开牵引固定夹具，放下牵引到位的钢绞线，使钢绞线放置于间隔布置分层分丝条的同一相应位置的半圆孔中；

3)反转开动卷扬机，使钢丝绳闭环系统逆向回转，使牵引夹具回程到放索侧初始位置，并再次与放索盘上的钢绞线端部连接，做好穿索准备；

4)重复步骤C中1)、2)、3)步骤，完成一层钢绞线的穿索安装；

D.安装分层分丝条

安装上一层的分层分丝条，并使上一层的分丝条半圆孔和已穿索安装的分丝条的半圆孔一一对应拼合；

E.重复上述的步骤C、D，完成整个系杆索各层钢绞线的穿索安装；

F.安装锚具和张拉

1)穿索安装完成后，安装系杆索的两端锚具，调整锚具位置角度，使锚具上锥形孔位排列和系杆支撑架上的分丝孔排列对应一致；

2)锚具上每一个锥形孔对应安装一副锚固夹片夹持固定一根钢绞线；

3)用千斤顶机具逐根张拉钢绞线，使系杆索上的每一根钢绞线均张拉达到设计索力要求。

可选的，上述C步骤按如下方式进行替代操作：

C.系杆索一层钢绞线的穿索安装

1)开动卷扬机，钢丝绳开始从放索侧牵引钢绞线，沿着支撑架上方前行，直至牵引侧；

2)松开卸除牵引固定夹具，放下牵引到位的钢绞线，使钢绞线放置于间隔布置分层分丝条的同一相应位置的半圆孔中；

3)在放索侧的钢丝绳上再次安装钢绞线牵引固定夹具，并与放索盘上的钢绞线端部连接，做好穿索准备；

4)重复步骤C中1)、2)、3)步骤，完成一层钢绞线的穿索安装。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明采用分层分丝的支撑结构，能满足钢绞线单根穿索安装、张拉和更换的要求；

2、本发明可实现机械化循环穿索的功能，极大的节约了人力和工时；

3、本发明在大跨径、大规格的系杆索工程项目中应用优势明显；

4、本发明不仅适用于拱桥系杆，在类似的预应力结构工程中也可适用。

附图说明

图1为本发明一种具有分层分丝支撑结构的钢绞线系杆索体系的方案示意图。

图2为图1中支撑架的主视图。

图3为图2的A向视图。

图4为图2的B向视图。

图5为图1中分层分丝条的结构示意图。

图6为图1中支撑架另一实施例的方案示意图。

图7为具有分层分丝支撑结构的钢绞线系杆索体系安装的总布置图。

图8为系杆索某一层钢绞线安装的支撑架状态示意图。

图9为支撑架的分层分丝条在穿索安装过程的安装示意图。

图10为锚具的安装示意图。

其中：

锚具1，锚固夹片2，锚固点工程结构物3，钢绞线4，支撑架5，分层分丝条501，托架502，底座503，螺母紧固件504，定位销栓505，第一滑轮6，钢丝绳7，第三滑轮8，第四滑轮9，牵引固定夹具10，第二滑轮11，放索盘12。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～图10所示，本实施例中的一种具有分层分丝支撑结构的钢绞线系杆索体系，它包括左右两个锚固点工程结构物3，所述锚固点工程结构物3上设置有锚具1，左右两个锚具1之间穿装有钢绞线索体，所述锚具1包括多个锥形锚固孔，所述钢绞线索体包括多根钢绞线4，多根钢绞线4与多个锥形锚固孔一一对应，所述锥形锚固孔内楔嵌有锚固夹片2，所述钢绞线4通过锚固夹片2与锚具1相固定，所述钢绞线索体上左右间隔设置有多个支撑架5，多个支撑架5位于左右两个锚固点工程结构物3之间；

每一个锥形锚固孔均对应采用一副锚固夹片2夹持固定一根钢绞线4；

所述支撑架5包括托架501，所述托架501上设置有多根分层分丝条502，多根分层分丝条502上下层叠布置；

所述分层分丝条502的长边两侧设置有多个半圆孔，半圆孔的大小能容纳钢绞线4，钢绞线4和分层分丝条502之间能自由相对移动，相邻两根分层分丝条502的多个半圆孔能一一对应拼合成多个圆孔；

所述托架501上设置有分层分丝条502的安装定位槽，使分层分丝条502之间配合定位准确和紧密，并在钢绞线4穿索安装时，分层分丝条不会脱落；

所述支撑架5的另一实施例包括底座503，所述底座503上设置有左右两个定位销栓505，左右两个定位销栓505上套装有多根分层分丝条502，多根分层分丝条502上下层叠布置，所述分层分丝条502在定位销栓505对应位置开设有定位孔，所述定位销栓505分别穿装于定位孔内，使分层分丝条之间配合定位准确和紧密；

所述定位销栓505上设置有螺母紧固件504，多根分层分丝条502通过螺母紧固件504进行固定；

所述分层分丝条502采用尼龙、聚乙烯、聚丙烯、ABS塑料或聚四氟乙烯材料制作。

本发明提供一种具有分层分丝支撑结构的钢绞线系杆索体系的安装方法，包括以下步骤：

A.支撑架安装

1)按工程设计的间隔布置要求，将系杆索的支撑架安装到相应位置；

2)将处于最底层的一根分层分丝条安装于支撑架的托架上；

B.安装牵引系统

1)在系杆索的两端锚固点位置附近安装转向滑轮；

2)将一端锚固点作为放索侧，附近放置放索盘；

3)另一端锚固点作为牵引侧，设置卷扬机；

4)将卷扬机上的钢丝绳放出，引过牵引侧的转向滑轮，顺着系杆索长度方向间隔布置的支撑架上方，至放索侧的转向滑轮后，倒转方向再顺着系杆索长度方向间隔布置的支撑架上方至牵引侧的转向滑轮，最后与卷扬机上钢丝绳连接，形成闭环；

5)在闭环钢丝绳的放索侧安装钢绞线牵引固定夹具，并与放索盘上的钢绞线端部连接，做好穿索准备；

C.系杆索一层钢绞线的穿索安装

1)开动卷扬机，钢丝绳开始从放索侧牵引钢绞线，沿着支撑架上方前行，直至牵引侧；

2)松开牵引固定夹具，放下牵引到位的钢绞线，使钢绞线放置于间隔布置分层分丝条的同一相应位置的半圆孔中；

3)反转开动卷扬机，使钢丝绳闭环系统逆向回转，使牵引夹具回程到放索侧初始位置，并再次与放索盘上的钢绞线端部连接，做好穿索准备；

4)重复步骤C中1)、2)、3)步骤，完成一层钢绞线的穿索安装；

D.安装分层分丝条

安装上一层的分层分丝条，并使上一层的分丝条半圆孔和已穿索安装的分丝条的半圆孔一一对应拼合；

E.重复上述的步骤C、D，完成整个系杆索各层钢绞线的穿索安装；

F.安装锚具和张拉

1)穿索安装完成后，安装系杆索的两端锚具，调整锚具位置角度，使锚具上锥形孔位排列和系杆支撑架上的分丝孔排列对应一致；

2)锚具上每一个锥形孔对应安装一副锚固夹片夹持固定一根钢绞线；

3)用千斤顶机具逐根张拉钢绞线，使系杆索上的每一根钢绞线均张拉达到设计索力要求。

作为一种实施方案的变化，上述C步骤还可以按如下方式进行操作：

C.系杆索一层钢绞线的穿索安装

1)开动卷扬机，钢丝绳开始从放索侧牵引钢绞线，沿着支撑架上方前行，直至牵引侧；

2)松开卸除牵引固定夹具，放下牵引到位的钢绞线，使钢绞线放置于间隔布置分层分丝条的同一相应位置的半圆孔中；

3)在放索侧的钢丝绳上再次安装钢绞线牵引固定夹具，并与放索盘上的钢绞线端部连接，做好穿索准备；

4)重复步骤C中1)、2)、3)步骤，完成一层钢绞线的穿索安装。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。