预应力筋穿束装置及筒仓预应力筋快速施工方法

技术领域

本发明涉及一种预应力筒仓钢绞线施工技术，具体地说是一种预应力筋穿束装置及筒仓预应力筋快速施工方法。

背景技术

预应力筒仓为圆形筒仓钢筋混凝土结构，一般采用滑模施工，是一种连续施工成型的施工工艺，常见预应力筒仓直径约为40m~60m，其施工过程一般是首先进行测量放样，在地面上预先将滑模钢模板、提升架、爬升支撑杆、液压千斤顶、滑模平台以及液压提升装置等组件安装就位，其次随着筒仓仓壁预应力钢筋铺设，仓壁钢筋绑扎、混凝土每30cm分层浇筑，利用液压提升设备使其不断的向上滑升，循环作业施工，直至达到筒仓仓顶为止。预应力筒仓施工时比一般筒仓增加预应力筋穿设工序，现在预应力筋穿设一般采用人工穿设或机械穿设的方式。

人工穿束：在筒仓结构预应力筋施工过程中，通常施工作业人员采用手动穿设预应力筋并放置在采用光圆钢筋制作绑扎U形措施筋内。在预应力筋人工穿设过程中需要多名作业人员协同作业，预应力筋容易与筒仓主筋、提升架等其他部件发生摩擦，碰撞，预应力筋外壁保护封皮极易产生划伤破损；辅助穿设预应力筋作业人员较多、穿设时间较长，施工效率低。

机械穿束：在筒仓结构预应力筋施工采用机械穿束时，利用预应力筋穿束通道，以及牵引设备，将预应力筋牵引至指定位置后，作业人员将预应力筋取出，放置在U形措施筋内，作业人员还需将牵引设备钢丝绳手动牵引至预应力筋穿束起点位置与预应力筋连接，施工效率低。

而在施工过程中，如果不能及时完成预应力筋穿设、钢筋绑扎等诸多施工工序，在滑模提升时，可能会导致筒仓仓壁以及扶壁柱的混凝土拉裂，从而影响扶壁柱浇筑质量，甚至会影响滑模施工的连续性。

发明内容

本发明的目的就是提供一种预应力筋穿束装置及筒仓预应力筋快速施工方法，以解决现有筒仓结构预应力筋穿束施工中预应力筋穿束效率低问题。

本发明是这样实现的：一种预应力筋穿束装置，包括穿束通道和位于穿束通道内部的提拉式自锚连接机构，所述提拉式自锚连接机构包括自锚卡锁架，在所述自锚卡锁架上设置有钢丝绳自锁头，在所述自锚卡锁架上沿轴向设置有固定杆和提拉杆，所述固定杆一端固定在所述自锚卡锁架的内壁上，另一端设有固定自锚环，所述提拉杆穿过所述自锚卡锁架的侧壁，在所述提拉杆的内端设有提拉自锚环，在提拉自锚环与自锚卡锁架内壁之间的提拉杆上套接有弹簧。

在所述自锚卡锁架的外壁上设有两个凸块，所述凸块位于所述提拉杆的对侧，所述钢丝绳自锁头设置于所述凸块上。

所述固定杆和所述提拉杆交替设置，且所述固定杆和所述提拉杆分别至少有两个。

在所述提拉杆的外端设置有防脱端头。

所述穿束通道为半闭合结构，在所述穿束通道的开口处的内侧设置有内凸棱。

本发明还公开了一种筒仓预应力筋快速施工方法，基于前述的预应力筋穿束装置实现，包括以下步骤。

a.绑扎圆形筒仓底部的仓壁钢筋，并组装滑模平台。

b.在筒仓仓壁外侧的滑模门架上安装固定套管，在两个张拉端扶壁柱之间安装穿束通道，穿束通道由固定套管固定。

c.在两个张拉端扶壁柱处分别安装第一动力穿束设备和第二动力穿束设备。

d.将第一动力穿束设备的钢丝绳从穿束通道中人工传送到靠近第二动力穿束设备的扶壁柱处，将第一动力穿束设备的钢丝绳端头以及第二动力穿束设备的钢丝绳端头与提拉式自锚连接机构连接，提拉式自锚连接机构放置在穿束通道内。

e.将预应力筋端头与提拉式自锚连接机构连接。

f.启动第一动力穿束设备正向牵引钢丝绳，第二动力穿束设备反向输送钢丝绳，从而将预应力筋穿过穿束通道。

g.预应力筋穿设到位后，停止第一动力穿束设备和第二动力穿束设备，将预应力筋端头与提拉式自锚连接机构断开连接，将预应力筋从穿束通道的开口处取出，放置在筒仓仓壁的措施筋上。

h.在靠近第二动力穿束设备的扶壁柱处，将另一根预应力筋的端头与提拉式自锚连接机构连接，启动第二动力穿束设备正向牵引钢丝绳，第一动力穿束设备反向输送钢丝绳，从而将预应力筋穿过穿束通道。

i.预应力筋穿设到位后，停止第一动力穿束设备和第二动力穿束设备，将预应力筋端头与提拉式自锚连接机构断开连接，将预应力筋从穿束通道的开口处取出，放置在筒仓仓壁的措施筋上，完成双向预应力穿设施工。

筒仓预应力筋快速施工方法还包括以下步骤。

j.在完成双向预应力穿设施工的仓壁部分浇筑混凝土。

k.滑模提升，并绑扎仓壁钢筋。

l.重复步骤e~k，直到完成整个仓壁的施工。

在步骤e中，拉动提拉杆使提拉自锚环与固定自锚环的中心位于同一条直线上，将预应力筋穿过所有的提拉自锚环与固定自锚环，松开提拉杆后，提拉自锚环与固定自锚环自动错开将预应力筋固定。

穿束通道由若干弧形分段组成，每一个弧形分段的端部固定在固定套管内。

在穿束通道的端部设置行程限位器，当提拉式自锚连接机构触发行程限位器时第一动力穿束设备和第二动力穿束设备停止运行。

本发明预应力筋穿束装置的提拉式自锚连接机构能够实现两端钢丝绳以及预应力筋的快速连接，且能够保证连接的可靠性，在一端钢丝绳的牵引下，提拉式自锚连接机构在穿束通道内沿着穿束通道移动，从而将预应力筋穿束在穿束通道内，实现预应力筋的快速穿束，由于两端的钢丝绳都可以作为牵引绳，所以能够实现双向的预应力筋快速穿束。

本发明的筒仓预应力筋快速施工方法将预应力筋穿束装置用于筒仓的滑模施工过程中。除了一开始需要人工将一个动力穿束设备的钢丝绳穿过穿束通道送至另一端外，剩下的钢丝绳牵引全部由动力穿束设备实现，节省了人力且大大提高了穿束的效率。由于预应力筋穿束装置的提拉式自锚连接机构能够快速连接或拆下预应力筋，所以能够快速地将另一端的预应力筋穿束至这一端以及将这一端的预应力筋穿束至另一端，通过双向的预应力筋快速穿束，配合滑模的提升，从而能够大大提高预应力筒仓的滑模施工效率。

附图说明

图1是本发明筒仓预应力筋快速施工方法的示意图。

图2是图1的A-A向视图。

图3是本发明预应力筋穿束示意图。

图4是本发明预应力筋穿束装置的结构图。

图5是本发明预应力筋穿束装置的端面视图。

图中：1、滑模平台；2、滑模门架；3、滑模爬杆；4、仓壁；5、预应力筋；6、第一动力穿束设备；7、钢丝绳；8、滑轮；9、第一扶壁柱；10、提拉式自锚连接机构；11、固定套管；12、套管固定装置；13、穿束通道；14、第二扶壁柱；15、第二动力穿束设备；10-1、自锚卡锁架；10-2、凸块；10-3、钢丝绳自锁头；10-4、固定杆；10-5、提拉杆；10-6、固定自锚环；10-7、提拉自锚环；10-8、弹簧；13-1、内凸棱。

具体实施方式

本发明的预应力筋5穿束装置，如图4、图5所示，包括穿束通道13和位于穿束通道13内部的提拉式自锚连接机构10。

其中，提拉式自锚连接机构10包括自锚卡锁架10-1，在自锚卡锁架10-1上设置有钢丝绳自锁头10-3，在自锚卡锁架10-1上沿轴向设置有固定杆10-4和提拉杆10-5，固定杆10-4一端固定在自锚卡锁架10-1的内壁上，另一端设有固定自锚环10-6，提拉杆10-5穿过自锚卡锁架10-1的侧壁，在提拉杆10-5的内端设有提拉自锚环10-7，在提拉自锚环10-7与自锚卡锁架10-1内壁之间的提拉杆10-5上套接有弹簧10-8。

自锚卡锁架10-1具有一定的长度，用于安装固定杆10-4和提拉杆10-5。其可以为完全的圆筒状，也可以为侧面开口的圆筒状，当为侧面开口的圆筒状时其横截面为C字型。侧面开口的圆筒状便于观察提拉自锚环10-7的位置。

在自锚卡锁架10-1的外壁上设有两个凸块10-2，凸块10-2位于提拉杆10-5的对侧，钢丝绳自锁头10-3设置于凸块10-2上。

两个凸块10-2分别用于连接第一动力穿束设备6的钢丝绳7和第二动力穿束设备15的钢丝绳7，所以两个凸块10-2分别位于自锚卡锁架10-1的两端。

钢丝绳自锁头10-3采用现有的自锁结构，如在凸块10-2上开有锥形孔，在锥形孔内设置有多块瓣体，瓣体能够合围成锥台形，钢丝绳7端部位于多个瓣体中间，钢丝绳7受到牵引力时，瓣体向锥形孔直径较小的一端移动，从而使瓣体将钢丝绳7锁死。

固定杆10-4和提拉杆10-5都垂直于自锚卡锁架10-1的表面，且所有的固定杆10-4和提拉杆10-5都位于自锚卡锁架10-1的同一条母线上。

固定杆10-4和提拉杆10-5交替设置，且固定杆10-4和提拉杆10-5分别至少有两个。具体的，如图4所示，固定杆10-4有两个，提拉杆10-5有3个。当预应力筋5穿过前后交错的固定自锚环10-6以及提拉自锚环10-7后，在弹簧10-8的作用下，提拉自锚环10-7与固定自锚环10-6在高度方向上相互错开，通过提拉自锚环10-7与预应力筋5之间的摩擦力和固定自锚环10-6与预应力筋5之间的摩擦力将预应力筋5牢牢固定、固定锁死。

为了提高提拉自锚环10-7与预应力筋5之间的摩擦力和固定自锚环10-6与预应力筋5之间的摩擦力，在提拉自锚环10-7和固定自锚环10-6的内圈分别设有尖刺凸起。

在提拉杆10-5的外端设置有防脱端头，在不穿接预应力筋5时，能够防止其在弹簧10-8的作用下从自锚卡锁架10-1的侧壁上脱出。

其中，穿束通道13为半闭合结构，在穿束通道13的开口处的内侧设置有内凸棱13-1。开口处的内凸棱13-1能够防止提拉式自锚连接机构10从开口处脱出，且能够限制提拉式自锚连接机构10在穿束管道内的旋转，防止预应力筋5和钢丝绳7缠绕在一起。穿束通道13上的开口用于在预应力筋5穿束到位后，整体从穿束通道13的侧开口拿出。

提拉式自锚连接机构10能够实现两端钢丝绳7以及预应力筋5的快速连接，且能够保证连接的可靠性，在一端钢丝绳7的牵引下，提拉式自锚连接机构10在穿束通道13内沿着穿束通道13移动，从而将预应力筋5穿束在穿束通道13内，实现预应力筋5的快速穿束，由于两端的钢丝绳7都可以作为牵引绳，所以能够实现双向的预应力筋5快速穿束。

如图1、图2以及图3所示，本发明还公开了一种筒仓预应力筋5快速施工方法，基于前述的预应力筋5穿束装置实现，包括以下步骤。

a.绑扎圆形筒仓底部的仓壁4钢筋，并组装滑模平台1。

b.在筒仓仓壁4外侧的每个滑模门架2上安装固定套管11，固定套管11通过套管固定装置12固定在滑模门架2的下方，在两个张拉端扶壁柱（第一扶壁柱9和第二扶壁柱14）之间安装穿束通道13，穿束通道13由固定套管11固定。

c.在两个张拉端扶壁柱处分别安装第一动力穿束设备6和第二动力穿束设备15。

第一动力穿束设备6位于第一扶壁柱9一侧，第二动力穿束设备15位于第二扶壁柱14一侧。

d.将第一动力穿束设备6的钢丝绳7从穿束通道13中人工传送到靠近第二动力穿束设备15的第二扶壁柱14处，将第一动力穿束设备6的钢丝绳7端头以及第二动力穿束设备15的钢丝绳7端头与提拉式自锚连接机构10连接，提拉式自锚连接机构10放置在穿束通道13内。

此时提拉式自锚连接机构10位于第二扶壁柱14处的穿束通道13端口内。

e.从第二扶壁柱14处，将预应力筋5的端头与提拉式自锚连接机构10连接。

f.启动第一动力穿束设备6正向牵引钢丝绳7，第二动力穿束设备15反向输送钢丝绳7，从而将预应力筋5穿过穿束通道13，将该条预应力筋5端头输送到第二扶壁柱14处。

g.预应力筋5穿设到位后，停止第一动力穿束设备6和第二动力穿束设备15，将预应力筋5端头与提拉式自锚连接机构10断开连接，将预应力筋5从穿束通道13的开口处取出，放置在筒仓仓壁4的措施筋上。

h.在靠近第二动力穿束设备15的第二扶壁柱14处，将另一根预应力筋5的端头与提拉式自锚连接机构10连接，启动第二动力穿束设备15正向牵引钢丝绳7，第一动力穿束设备6反向输送钢丝绳7，从而将预应力筋5穿过穿束通道13，将该条预应力筋5端头输送到第一扶壁柱9处。

i.预应力筋5穿设到位后，停止第一动力穿束设备6和第二动力穿束设备15，将预应力筋5端头与提拉式自锚连接机构10断开连接，将预应力筋5从穿束通道13的开口处取出，放置在筒仓仓壁4的措施筋上，完成双向预应力穿设施工。

以上为本发明预应力筋5的穿设步骤。筒仓预应力筋5快速施工方法还包括以下步骤。

j.在完成双向预应力穿设施工的仓壁4部分浇筑混凝土。完成一层筒仓的施工，然后需要将滑模提升，从而进行后续的筒仓施工。

k.滑模平台1沿着滑模爬杆3提升到下一个高度，滑模平台1固定后，绑扎仓壁4钢筋。

l.重复步骤e~k，直到完成整个仓壁4的施工。

在步骤e中，拉动提拉杆10-5使提拉自锚环10-7与固定自锚环10-6的中心位于同一条直线上，将预应力筋5穿过所有的，提拉自锚环10-7与固定自锚环10-6，松开提拉杆10-5后，拉自锚环与固定自锚环10-6自动错开将预应力筋5固定。

在将预应力筋5从提拉式自锚连接机构10拆下时，拉动提拉杆10-5使提拉自锚环10-7与固定自锚环10-6的中心位于同一直线上，提拉自锚环10-7与固定自锚环10-6将预应力筋5松开，将预应力筋5从提拉式自锚连接机构10内抽出即可。

在靠近动力穿束设备的位置设置滑轮8，动力穿束设备通过滑轮8后进入到穿束通道13内。

其中动力穿束设备可以为卷扬机。

穿束通道13由若干弧形分段组成，每一个弧形分段的端部固定在固定套管11内。

在穿束通道13的端部设置行程限位器，当提拉式自锚连接机构10触发行程限位器时第一动力穿束设备6和第二动力穿束设备15停止运行。然后人工控制动力穿束设备运行，调整预应力筋5的穿设长度。

采用该方法进行预应力筋5穿束施工，除了一开始需要人工将一个动力穿束设备的钢丝绳7穿过穿束通道13送至另一端外，剩下的钢丝绳7牵引全部由动力穿束设备实现，节省了人力且大大提高了穿束的效率。

随着滑模平台1上升，能够连续完成预应力筋5的双向穿束，大大提高了筒仓的滑模施工效率和连续性，从而保障了筒仓施工的质量。