一种主缆预紧缆机及其使用方法

技术领域

本发明属于悬索桥主缆施工技术领域，特别涉及一种主缆预紧缆机及其使用方法。

背景技术

在悬索桥施工过程中，主缆施工时悬索桥最要的环节之一，主缆线形控制是否满足要求，将决定整个悬索桥在体系转换后的结构受力；当主缆架设完成后，为了控制主缆的线形，保证其满足设计及技术规范对其孔隙率的要求，在正式紧缆前需对主缆进行预紧缆。

现有技术中，一般采用钢丝绳加手拉葫芦通过人工来实现悬索桥主缆的预紧工作，预紧缆的空隙率目标一般为26%～28%。在预紧过程中为了减小钢丝之间的空隙，加快钢丝整形，需人工手持木锤或者橡胶锤对表面钢丝进行间断敲打。此种方法存在人员作业强度大、劳动力需求多、作业效率低等缺点，且主缆直径越大，人工预紧缆作业越难以达到要求的空隙率目标。中国发明 CN109338888A一种悬索桥主缆预紧缆装置及使用方法，通过限位块控制行走行车移动，通过圆形手柄的转动收紧预紧缆器，实现主缆的预紧缆作业。但该装置主缆安装需要拆卸结构，且预紧缆器为框架式结构，无法确保主缆的孔隙率及圆形度，进而无法做到对主缆全方位预紧。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种主缆预紧缆机及其使用方法，该主缆预紧缆机具有操作简单、劳动强度低、人员需求少、效率高的优点，通过紧固气缸调节紧固钢丝绳对主缆的紧固力，并采用冲击式气动锤代替人工敲打主缆，提高了主缆预紧速度及质量，特别对于大直径主缆，可大大提高预紧效率，降低施工成本。

本发明的技术方案在于：一种主缆预紧缆机，包括紧固机架，所述紧固机架顶部设有行走系统，所述紧固机架内部设有冲击系统和紧固系统，所述紧固系统位于所述紧固机架内侧下部，包括两个紧固气缸和两个拔叉杠杆，两个所述拔叉杠杆之间连接有两条紧固钢丝绳，两个所述紧固气缸分别固定在所述紧固机架两侧的外侧面，所述拨叉杠杆上端与所述紧固气缸相连接，中部与所述紧固机架内侧相连接，所述拨叉杠杆下端两侧分别设有钢丝绳连接孔，所述钢丝绳连接孔内固定连接有所述紧固钢丝绳，所述冲击系统位于所述紧固机架内侧上部，包括两个冲击式气动锤、振动板和多个弹簧缓冲器，所述弹簧缓冲器固定安装在所述紧固机架内侧顶部，所述弹簧缓冲器下端连接有所述振动板，所述振动板为圆环形，所述圆环形振动板两侧斜上方分别固定连接有所述冲击式气动锤，两条所述紧固钢丝绳位于所述圆环形振动板下方，且平行设置。

所述行走系统包括行走机架，所述行走机架固定连接在所述紧固机架顶部，所述行走机架位于所述紧固机架两侧端部分别设有前行走轮和后行走轮。

所述前行走轮一侧的行走机架上设有动力及控制单元，所述动力及控制单元包括空压机及高压气管，所述高压气管输出端分别连接有气动绞车、紧固气缸和冲击式气动锤，所述气动绞车与所述行走机架顶部下端固定连接，所述气动绞车的滚筒钢丝绳末端设有抱箍。

所述紧固机架包括两个并列的矩形框架，两个所述矩形框架的顶部和底部分别固定连接有联系梁。

所述弹簧缓冲器包括依次连接的固定导杆、缸体以及活动导杆，所述缸体内设有弹簧，所述弹簧一端与所述固定导杆连接，一端与所述活动导杆连接，所述固定导杆与所述紧固机架销轴连接，所述活动导杆与振动板销轴连接。

所述拨叉杠杆上端与所述紧固气缸销轴连接，中部与所述紧固机架内侧销轴连接，下端与所述紧固钢丝绳销轴连接。

一种主缆预紧缆机的使用方法，使用如上所述任意一种主缆预紧缆机，包括以下步骤：

S1：在已架设完成主缆的预定位置依次安装紧固机架、行走系统、冲击系统、紧固系统；

S2：启动行走系统，主缆预紧缆机沿主缆行走至需紧缆位置处；

S3：启动冲击系统和紧固系统，对主缆冲击振动使钢丝排列更加密实，同时收紧主缆，在需紧缆位置两侧用钢带捆扎固定主缆索股，完成该位置处主缆预紧作业。

所述步骤S2中具体步骤如下：

S21：将抱箍设置在主缆预紧缆机前方设计距离处，并紧固安装在主缆上，将气动绞车钢丝绳与抱箍连接；

S22：启动气动绞车，牵引预紧缆机沿主缆行走至需紧缆位置处，关闭气动绞车。

所述步骤S3中具体步骤如下：

S31：启动紧固系统，启动紧固气缸，气缸活塞伸出带动拨叉杠杆转动，紧固钢丝绳两端随拨叉杠杆向外侧移动，带动振动板紧贴主缆，同时收紧主缆；

S32：启动冲击式气动锤，冲击振动通过振动板传递至主缆，使钢丝排列密实；

S33：紧固气缸活塞继续伸出收紧主缆，同时测量紧缆处主缆的周长，待主缆的周长满足设计要求后，关闭冲击式气动锤，停止紧固气缸活塞伸出；

S34：紧固气缸活塞缩回带动拨叉杠杆转动，紧固钢丝绳两端随拨叉杠杆向内侧移动，同时弹簧缓冲器活动导杆收缩，带动振动板及紧固钢丝绳完全脱离主缆,关闭紧固气缸。

本发明的技术效果在于：1.本发明通过采用紧固气缸调节紧固钢丝绳对主缆的紧固力，调节速度快，工作安全可靠；2.本发明采用冲击式气动锤代替人工敲打主缆，主缆预紧速度及质量大幅提升；3.本发明可根据需要对结构进行简单调整后用于各种直径的主缆，适用性较强，与人工预紧作业相比，具有操作简单、劳动强度低、人员需求少、效率高的优点。。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为本发明实施例一种主缆预紧缆机结构主视图。

图2为本发明实施例一种主缆预紧缆机结构侧视图。

图3为本发明实施例一种主缆预紧缆机的紧固机架三维示意图。

图4为本发明实施例一种主缆预紧缆机的弹簧缓冲器结构剖视图。

图5为本发明实施例一种主缆预紧缆机的拨叉杠杆结构示意图。

附图标记：1、主缆；2、行走系统；3、动力及控制单元；4、紧固机架；5、冲击系统；6、紧固系统；21、行走机架；22、气动绞车；23、抱箍；24、前行走轮；25、后行走轮；41、矩形框架；42、联系梁；51、弹簧缓冲器；52、冲击式气动锤；53、振动板；61、紧固气缸；62、拨叉杠杆；63、紧固钢丝绳；511、固定导杆；512、缸体；513、弹簧；514、活动导杆。

具体实施方式

实施例1

如图1~图3所示，一种主缆预紧缆机，包括紧固机架4，所述紧固机架4顶部设有行走系统2，所述紧固机架4内部设有冲击系统5和紧固系统6，所述紧固系统6位于所述紧固机架4内侧下部，包括两个紧固气缸61和两个拔叉杠杆62，两个所述拔叉杠杆62之间连接有两条紧固钢丝绳63，两个所述紧固气缸61分别固定在所述紧固机架4两侧的外侧面，所述拨叉杠杆62上端与所述紧固气缸61相连接，中部与所述紧固机架4内侧相连接，所述拨叉杠杆62下端两侧分别设有钢丝绳连接孔，所述钢丝绳连接孔内固定连接有所述紧固钢丝绳63，所述冲击系统5位于所述紧固机架4内侧上部，包括两个冲击式气动锤52、振动板53和多个弹簧缓冲器51，所述弹簧缓冲器51固定安装在所述紧固机架4内侧顶部，所述弹簧缓冲器51下端连接有所述振动板53，所述振动板53为圆环形，所述圆环形振动板53两侧斜上方分别固定连接有所述冲击式气动锤52，两条所述紧固钢丝绳63位于所述圆环形振动板53下方，且平行设置。

实际使用过程中，本发明在已架设完成主缆1的预定位置依次安装紧固机架4、行走系统2、冲击系统5、紧固系统6；通过所述紧固气缸61可将活塞伸出缩回实时调节紧固钢丝绳63对主缆1的紧固力；所述拨叉杠杆62同时与两组紧固钢丝绳63连接，预紧缆作业范围较大，同时两组紧固钢丝绳63受力一致，主缆1预紧效果较好；所述振动板53采用MC尼龙制成，强度高、耐磨性好，同时可降低振动产生的噪音；所述弹簧缓冲器51布置在振动板53两侧，紧固钢丝绳63拉紧时，振动板53密贴主缆，与现有预紧缆作业相比，本发明提供的预紧缆机具有操作简单、劳动强度低、人员需求少、效率高等优点；通过紧固气缸61调节紧固钢丝绳63对主缆的紧固力，调节速度快，工作安全可靠；采用冲击式气动锤52代替人工敲打主缆，主缆预紧速度及质量大幅提升；适用于各种直径的主缆预紧缆作业，尤其对于大直径主缆，在作业效果及质量方面有很大优势。

实施例2

优选的，在实施例1的基础上，本实施例中，所述行走系统2包括行走机架21，所述行走机架21固定连接在所述紧固机架4顶部，所述行走机架21位于所述紧固机架4两侧端部分别设有前行走轮24和后行走轮25。

实际使用过程中，本发明所述行走机架21位于所述紧固机架4两侧端部分别设有前行走轮24和后行走轮25，便于行走系统2在主缆1行走，通过启动行走系统2，主缆预紧缆机沿主缆1行走至需紧缆位置处。

实施例3

优选的，在实施例1或实施例2的基础上，本实施例中，所述前行走轮24一侧的行走机架21上设有动力及控制单元3，所述动力及控制单元3包括空压机及高压气管，所述高压气管输出端分别连接有气动绞车22、紧固气缸61和冲击式气动锤52，所述气动绞车22与所述行走机架21顶部下端固定连接，所述气动绞车22的滚筒钢丝绳末端设有抱箍23。

实际使用过程中，本发明所述动力及控制单元3连接有气动绞车22，所述气动绞车22与所述行走机架21顶部下端固定连接，所述气动绞车22的滚筒钢丝绳末端设有抱箍23，使用时将抱箍23设置在主缆预紧缆机前方设计距离处，并紧固安装在主缆1上，将气动绞车22钢丝绳与抱箍23连接，启动气动绞车22，牵引预紧缆机沿主缆1行走至需紧缆位置处，关闭气动绞车2。

实施例4

优选的，在实施例1或实施例3的基础上，本实施例中，所述紧固机架4包括两个并列的矩形框架41，两个所述矩形框架41的顶部和底部分别固定连接有联系梁42。

实际使用过程中，本发明所述紧固机架4包括两个并列的矩形框架41，两个所述矩形框架41的顶部和底部分别固定连接有联系梁42，采用框架式结构，结构简单，便于拆卸。

实施例5

优选的，在实施例1或实施例4的基础上，本实施例中，如图4所示，所述弹簧缓冲器51包括依次连接的固定导杆511、缸体512以及活动导杆514，所述缸体512内设有弹簧513，所述弹簧513一端与所述固定导杆511连接，一端与所述活动导杆514连接，所述固定导杆511与所述紧固机架4销轴连接，所述活动导杆514与振动板53销轴连接。

实际使用过程中，本发明通过活动导杆514伸出、弹簧513伸长，紧固钢丝绳63拉紧完成预紧缆作业；预紧缆作业完成后钢丝绳63松弛时弹簧513收缩、活动导杆514缩回，带动振动板53及紧固钢丝绳63脱离主缆1。

实施例6

优选的，在实施例1或实施例5的基础上，本实施例中，如图5所示，所述拨叉杠杆62上端与所述紧固气缸61销轴连接，中部与所述紧固机架4内侧销轴连接，下端与所述紧固钢丝绳63销轴连接。

实际使用过程中，本发明所述拨叉杠杆62上端与所述紧固气缸61销轴连接，中部与所述紧固机架4内侧销轴连接，下端与所述紧固钢丝绳63销轴连接，采用销轴连接，便于预紧过程中受力调节。

实施例7

一种主缆预紧缆机的使用方法，使用如上所述任意一种主缆预紧缆机，包括以下步骤：

S1：在已架设完成主缆1的预定位置依次安装紧固机架4、行走系统2、冲击系统5、紧固系统6；

S2：启动行走系统2，主缆预紧缆机沿主缆1行走至需紧缆位置处；

S3：启动冲击系统5和紧固系统6，对主缆1冲击振动使钢丝排列更加密实，同时收紧主缆1，在需紧缆位置两侧用钢带捆扎固定主缆索股，完成该位置处主缆预紧作业。

所述步骤S2中具体步骤如下：

S21：将抱箍23设置在主缆预紧缆机前方设计距离处，并紧固安装在主缆1上，将气动绞车22钢丝绳与抱箍23连接；

S22：启动气动绞车22，牵引预紧缆机沿主缆1行走至需紧缆位置处，关闭气动绞车22。

所述步骤S3中具体步骤如下：

S31：启动紧固系统6，启动紧固气缸61，气缸活塞伸出带动拨叉杠杆62转动，紧固钢丝绳63两端随拨叉杠杆62向外侧移动，带动振动板53紧贴主缆1，同时收紧主缆1；

S32：启动冲击式气动锤52，冲击振动通过振动板53传递至主缆1，使钢丝排列密实；

S33：紧固气缸61活塞继续伸出收紧主缆1，同时测量紧缆处主缆1的周长，待主缆1的周长满足设计要求后，关闭冲击式气动锤52，停止紧固气缸61活塞伸出；

S34：紧固气缸61活塞缩回带动拨叉杠杆62转动，紧固钢丝绳63两端随拨叉杠杆62向内侧移动，同时弹簧缓冲器活动导杆514收缩，带动振动板53及紧固钢丝绳63完全脱离主缆1,关闭紧固气缸61。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。