專利名稱：大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)和施工裝置領(lǐng)域，特別涉及一種大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后 期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng)力裝置。
背景技術(shù)：
連續(xù)鋼構(gòu)橋梁是目前大跨徑混凝土橋梁最常用的橋型之一，具有場地適應(yīng) 性強，跨越能力大，正常情況下后期維護(hù)費用低的優(yōu)勢。但由于設(shè)計理論欠完 善、工程質(zhì)量和控制變異等多種復(fù)雜原因，致使己建為數(shù)不少的大跨徑連續(xù)鋼 構(gòu)橋存在后期撓度過大的病害，為此，人們作了多種途徑的探索，認(rèn)為通過施 加體外預(yù)應(yīng)力來調(diào)節(jié)連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度是一種有效的方法。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)，作為橋梁加固有效的手段之一，被越來越廣泛的應(yīng)用于 橋梁建設(shè)和維修工程當(dāng)中。體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)與其他常見的加固方法相比具有減 小結(jié)構(gòu)過大的撓度，釋放構(gòu)件內(nèi)部過大的應(yīng)力，部分恢復(fù)結(jié)構(gòu)原有的幾何形狀和受力狀態(tài)等優(yōu)點；并且，體外預(yù)應(yīng)力體系是一種"看得見，摸得著"的預(yù)應(yīng) 力體系，可以在使用期內(nèi)方便地進(jìn)行檢測、調(diào)整甚至更換，從而確保了結(jié)構(gòu)預(yù) 應(yīng)力的可靠性。體外預(yù)應(yīng)力施工時，將拉索設(shè)置于相鄰橋墩之間，采用轉(zhuǎn)向塊將拉索的軸 向拉力轉(zhuǎn)換為向上的頂力，獲得加固效果。現(xiàn)有技術(shù)中，通過對拉索兩端施加 拉力，并對兩端錨固。這種縱向張拉技術(shù)，需要大噸位的張拉設(shè)備；預(yù)應(yīng)力束 與轉(zhuǎn)向塊之間的摩擦將導(dǎo)致較大的預(yù)應(yīng)力損失；對連續(xù)鋼構(gòu)橋只能在主梁箱內(nèi) 張拉，操作空間受限，施工工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高；隨著連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度 的逐漸增大，很難多次適時實施體外預(yù)應(yīng)力的相應(yīng)調(diào)控。因此，需要一種后期撓度調(diào)控的體外預(yù)應(yīng)力裝置，能夠適用于較大跨徑連 續(xù)鋼構(gòu)橋，僅需要便攜的較小噸位的張拉設(shè)備，就能根據(jù)連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度的逐漸增大狀況，多次適時實施體外預(yù)應(yīng)力的相應(yīng)調(diào)控；且施工工藝簡單；在 箱梁外的操作空間不受限制，避免分批張拉產(chǎn)生的彈性壓縮損失和拉索與轉(zhuǎn)向 塊之間摩擦產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體 外橫張預(yù)應(yīng)力裝置，能夠適用于較大跨徑的橋梁，進(jìn)行張拉施工時，僅需要較 小的外力，就能在體外預(yù)應(yīng)力束內(nèi)產(chǎn)生較大的軸向拉力，施工工藝簡單；施工 張拉操作不受主梁箱內(nèi)空間的限制，避免拉索與換向塊之間由摩擦產(chǎn)生的預(yù)應(yīng) 力損失，采用體外預(yù)應(yīng)力束整束張拉可避免多次單根張拉由彈性壓縮引起的預(yù) 應(yīng)力損失。本發(fā)明的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng)力裝置，包括錨 固在兩相鄰橋墩之間位于主梁箱內(nèi)的體外預(yù)應(yīng)力束，體外預(yù)應(yīng)力束端部施加初 張力，還包括至少兩個橫向張拉換向器和至少兩個轉(zhuǎn)向塊，所述橫向張拉換向 器設(shè)置于橋連續(xù)鋼構(gòu)橋箱梁的底板上，對體外預(yù)應(yīng)力束施加橫向拉力并在體外 預(yù)應(yīng)力束內(nèi)建立軸向預(yù)應(yīng)力；所述轉(zhuǎn)向塊位于橋墩與橫向張拉換向器之間固定 設(shè)置在箱梁的頂板與底板之間，體外預(yù)應(yīng)力束穿過轉(zhuǎn)向塊上的穿索孔與橫向張 拉換向器連接。進(jìn)一步，所述體外預(yù)應(yīng)力束端部施加初張力后實施錨固； 進(jìn)一步，所述體外預(yù)應(yīng)力束位于轉(zhuǎn)向塊與橋墩之間的部分靠近箱梁的頂板 并與頂板近似平行；進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)向塊和每條體外預(yù)應(yīng)力束的橫向張拉換向器為兩個；進(jìn)一步，所述橫向張拉換向器與體外預(yù)應(yīng)力束固定連接；進(jìn)一步，所述橫向張拉換向器包括固定卡、設(shè)置螺紋的張拉桿和鎖緊螺母，所述固定卡由兩半圓環(huán)組成，使用時兩半圓環(huán)合攏卡住體外預(yù)應(yīng)力束并固定；張拉桿一端與固定卡鉸鏈連接，設(shè)置螺紋的一端穿過底板上的張拉孔與鎖緊螺母配合；進(jìn)一步，所述張拉桿為可拆裝的多節(jié)段連續(xù)螺紋鋼桿，相鄰節(jié)段的端部通 過內(nèi)凹螺孔和外凸螺桿連結(jié)；進(jìn)一步，所述鎖緊螺母與底板之間設(shè)置錨墊板，錨墊板橫向尺寸大于鎖緊 螺母的橫向尺寸；進(jìn)一步，所述固定卡由兩半圓環(huán)通過螺栓組合而成并固定卡接在體外預(yù)應(yīng) 力束外圓；所述張拉桿和鎖緊螺母設(shè)置在保護(hù)罩內(nèi)，保護(hù)罩固定設(shè)置在箱梁的 底板上；進(jìn)一步，所述體外預(yù)應(yīng)力束上設(shè)置減震器。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫 張預(yù)應(yīng)力裝置，采用轉(zhuǎn)向塊與橫向張拉換向器相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，運用橫向張拉技 術(shù)，能夠適用于大跨徑的混凝土橋梁后期撓度的調(diào)控，在箱梁底部進(jìn)行張拉施 工時，僅需要較小的外力(通常橫向張拉力僅為常規(guī)縱向張拉力的1/5 1/7) 即可達(dá)到同等的預(yù)應(yīng)力效果，顯著降低了對張拉設(shè)備的要求，便于后期調(diào)控； 避免了常規(guī)體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)所必須的下轉(zhuǎn)向塊構(gòu)造，可明顯簡化施工、節(jié)省材 料、減輕結(jié)構(gòu)自重、提高負(fù)載能力；并避免了由預(yù)應(yīng)力束與下轉(zhuǎn)向塊間的摩擦 產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失，可使有效預(yù)應(yīng)力提高15°/。 20%，相應(yīng)的張拉控制應(yīng)力可降 低到0.6^以下，明顯提高了鋼束張拉的安全儲備；對主梁后期撓度的調(diào)控僅需用便攜的較小噸位張拉設(shè)備在梁下進(jìn)行張拉，操作簡單方便，避免了單根鋼 絞線分次張拉產(chǎn)生的彈性壓縮損失和非均勻性；可方便地根據(jù)橋梁實際下?lián)铣?度適時多次向下張拉體外預(yù)應(yīng)力束至期望程度來相應(yīng)調(diào)控主梁撓度和應(yīng)力狀 態(tài)；本發(fā)明優(yōu)先適用于連續(xù)鋼構(gòu)橋，應(yīng)用簡單方便；橫向張拉換向器采用固定 卡與拉索固定連接的結(jié)構(gòu)，配合以張拉桿和鎖緊螺母，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便， 便于隨時調(diào)整預(yù)應(yīng)力。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。圖1為本發(fā)明未張拉前狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1 I處施工過程中放大圖； 圖4為圖1 I張拉錨定后的放大圖； 圖5為圖1沿A—A向剖視圖； 圖6為橫向張拉換向器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為橫向張拉換向器側(cè)視圖。
具體實施方式
本實施例是本發(fā)明應(yīng)用于大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋具體實施方式
。 圖1為本發(fā)明未張拉前狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示本實施例的大跨徑連 續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng)力裝置，包括錨固在兩相鄰橋墩2之間 的預(yù)應(yīng)力體外預(yù)應(yīng)力束l，在體外預(yù)應(yīng)力束l端部施加初張力后實施錨固，沒有 實施橫向張拉時整個體外預(yù)應(yīng)力束1與箱梁3平行；與體外預(yù)應(yīng)力束1連接的兩個橫向張拉換向器5和兩個轉(zhuǎn)向塊4，橫向張拉換向器5設(shè)置于箱梁3的底板 31上，沒有進(jìn)行張拉。圖2為本發(fā)明使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖1I處施工過程中放大圖，圖 4為圖ll張拉錨定后的放大圖，圖5為圖1沿A—A向剖視圖，如圖所示本 實施例的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng)力裝置，包括錨固在 兩相鄰橋墩2之間的預(yù)應(yīng)力體外預(yù)應(yīng)力束1，在體外預(yù)應(yīng)力束1端部施加初張力 后實施錨固，與體外預(yù)應(yīng)力束1連接的兩個橫向張拉換向器5和兩個轉(zhuǎn)向塊4， 橫向張拉換向器5設(shè)置于箱梁3的底板31上，對體外預(yù)應(yīng)力束1施加向下拉力 并在體外預(yù)應(yīng)力束1內(nèi)建立軸向力；所述轉(zhuǎn)向塊4位于橋墩2與橫向張拉換向器5之間固定設(shè)置在箱梁3的頂板32與底板31之間，體外預(yù)應(yīng)力束1穿過轉(zhuǎn) 向塊4上的穿索孔41與橫向張拉換向器5固定連接，可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向塊4與相 鄰橫向張拉換向器5之間的位置距離來調(diào)節(jié)體外預(yù)應(yīng)力束1的張拉角a ，達(dá)到 增大橫向張拉換向器5對箱梁3的底板31向上的力；體外預(yù)應(yīng)力束l位于轉(zhuǎn)向 塊4與橋墩2之間的部分靠近箱梁3的頂板32并與箱梁3平行，有利于減小張 拉角a，增大體外預(yù)應(yīng)力束1軸向力產(chǎn)生向上的分力，橫向張拉力僅為常規(guī)縱 向張拉力的1/5 1/7即可達(dá)到同等的預(yù)應(yīng)力效果。橫向張拉換向器5包括固定卡52、設(shè)置螺紋的張拉桿51和鎖緊螺母54， 所述固定卡52由兩半圓環(huán)組成，使用時兩半圓環(huán)合攏卡住體外預(yù)應(yīng)力束1并通 過螺栓55組合固定卡接在體外預(yù)應(yīng)力束1外圓，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，成本低；張拉 桿51為多節(jié)段鋼桿，各節(jié)段間通過同徑螺紋連結(jié)，以便可根據(jù)需要增長或減短 張拉桿；張拉桿51—端與固定卡52鉸鏈連接，設(shè)置螺紋的一端穿過底板31上 的張拉孔6與鎖緊螺母54配合。鎖緊螺母54與底板31之間設(shè)置錨墊板53，錨 墊板53橫向尺寸大于鎖緊螺母54的橫向尺寸，保證橫向張拉換向器5的安全 可靠。述張拉桿51和鎖緊螺母54設(shè)置在保護(hù)罩8內(nèi)，起到防塵防腐作用，保護(hù) 罩8固定設(shè)置在箱梁3的底板31上。本實施例的橫向張拉裝置在施工時施加張拉力的設(shè)備為千斤頂7，千斤頂7 施加在體外預(yù)應(yīng)力束1上的拉力至設(shè)計要求的索力時，旋緊鎖緊螺母54，并拆 除千斤頂7，圖4為拆除千斤頂7后的放大圖。當(dāng)張拉體外索至設(shè)計要求的索力 后，通過轉(zhuǎn)向塊構(gòu)造中的鎖緊螺母將轉(zhuǎn)向塊固定在所需的位置，此后，轉(zhuǎn)向塊 的功能就變?yōu)閷?dǎo)向、定位和傳力。本發(fā)明在施工過程中，將體外預(yù)應(yīng)力束1通過連續(xù)鋼構(gòu)橋主梁箱3內(nèi)的轉(zhuǎn) 向塊4和墩頂橫隔板相應(yīng)預(yù)留孔與箱梁3頂板32近似平行安裝于靠近頂板32 的下方，在體外預(yù)應(yīng)力束1的端部用張拉千斤頂沿縱向施加初張力并錨固，在 體外預(yù)應(yīng)力束跨中區(qū)段的位置安裝橫向張拉換向器5的固定卡52，將張拉桿51通過底板31預(yù)留張拉孔穿入與固定卡52相連，在底板31下面安裝千斤頂7通 過張拉桿51沿豎向張拉體外預(yù)應(yīng)力束1至設(shè)定噸位，擰緊張拉桿51的鎖緊螺 母54錨固，撤除外露多余的張拉桿節(jié)段，在體外預(yù)應(yīng)力束1適當(dāng)位置安裝減震 器9，對體外預(yù)應(yīng)力體系作防護(hù)和保護(hù)處置。隨著連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度的逐漸增 大，可方便地多次適時在箱梁3底板32下面安裝千斤頂7通過張拉桿51沿豎 向張拉體外預(yù)應(yīng)力束1至設(shè)定噸位來相應(yīng)調(diào)控主梁撓度和應(yīng)力狀態(tài)。圖6為橫向張拉換向器結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為橫向張拉換向器側(cè)視圖，如圖 所示橫向張拉換向器5的固定卡52由兩半圓環(huán)組成，使用時兩半圓環(huán)合攏卡 住體外預(yù)應(yīng)力束1并通過螺栓55組合而成并固定卡接在體外預(yù)應(yīng)力束1外圓； 張拉桿51—端與固定卡52鉸鏈連接，張拉桿51為三節(jié)段鋼桿，各節(jié)段間通過 同徑螺紋連結(jié)，以便可根據(jù)需要增長或減短張拉桿。當(dāng)然，張拉桿51的鋼桿并 不局限于三節(jié)，也可以是其他數(shù)量，都能達(dá)到發(fā)明目的。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管 參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的 宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng)力裝置，包括錨固在兩相鄰橋墩(2)之間位于主梁箱內(nèi)的體外預(yù)應(yīng)力束(1)，其特征在于還包括至少兩個橫向張拉換向器(5)和至少兩個轉(zhuǎn)向塊(4)，所述橫向張拉換向器(5)設(shè)置于橋連續(xù)鋼構(gòu)橋箱梁(3)的底板(31)上，對體外預(yù)應(yīng)力束(1)施加橫向拉力并在體外預(yù)應(yīng)力束(1)內(nèi)建立軸向預(yù)應(yīng)力；所述轉(zhuǎn)向塊(4)位于橋墩(2)與橫向張拉換向器(5)之間固定設(shè)置在箱梁(3)的頂板(32)與底板(31)之間，體外預(yù)應(yīng)力束(1)穿過轉(zhuǎn)向塊(4)上的穿索孔(41)與橫向張拉換向器(5)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng) 力裝置，其特征在于所述體外預(yù)應(yīng)力束(1)端部施加初張力后實施錨固。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng) 力裝置，其特征在于所述體外預(yù)應(yīng)力束(1)位于轉(zhuǎn)向塊(4)與橋墩(2)之 間的部分靠近箱梁(3)的頂板(32)并與頂板(32)近似平行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng) 力裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)向塊(4)和每條體外預(yù)應(yīng)力束(1)的橫向張拉 換向器(5)為兩個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào) 控的體外橫張預(yù)應(yīng)力裝置，其特征在于所述橫向張拉換向器(5)與體外預(yù)應(yīng) 力束(1)固定連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng) 力裝置，其特征在于所述橫向張拉換向器(5)包括固定卡(52)、設(shè)置螺紋 的張拉桿(51)和鎖緊螺母(54)，所述固定卡(52)由兩半圓環(huán)組成，使用時 兩半圓環(huán)合攏卡住體外預(yù)應(yīng)力束(1)并固定；張拉桿(51) —端與固定卡(52) 鉸鏈連接，設(shè)置螺紋的一端穿過底板(31)上的張拉孔(6)與鎖緊螺母(54)配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng)力裝置，其特征在于所述張拉桿(51)為可拆裝的多節(jié)段連續(xù)螺紋鋼桿，相 鄰節(jié)段的端部通過內(nèi)凹螺孔和外凸螺桿連結(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng)力 裝置，其特征在于所述鎖緊螺母(54)與底板(31)之間設(shè)置錨墊板(53)， 錨墊板(53)橫向尺寸大于鎖緊螺母(54)的橫向尺寸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng) 力裝置，其特征在于所述固定卡(52)由兩半圓環(huán)通過螺栓(55)組合而成 并固定卡接在體外預(yù)應(yīng)力束(1)外圓；所述張拉桿(51)和鎖緊螺母(54)設(shè) 置在保護(hù)罩(8)內(nèi)，保護(hù)罩(8)固定設(shè)置在箱梁(3)的底板(31)上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù) 應(yīng)力裝置，其特征在于所述體外預(yù)應(yīng)力束(1)上設(shè)置減震器(9)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋后期撓度調(diào)控的體外橫張預(yù)應(yīng)力裝置，包括錨固在兩相鄰橋墩之間位于主梁箱內(nèi)的體外預(yù)應(yīng)力束，還包括至少兩個橫向張拉換向器和兩個轉(zhuǎn)向塊，所述橫向張拉換向器設(shè)置于箱梁的底板上，對體外預(yù)應(yīng)力束施加向下拉力并在體外預(yù)應(yīng)力束內(nèi)建立軸向預(yù)應(yīng)力，所述轉(zhuǎn)向塊位于所述橫向張拉換向器兩側(cè)固定設(shè)置在箱梁的頂板與底板之間，體外預(yù)應(yīng)力束穿過轉(zhuǎn)向塊上的穿索孔與橫向張拉換向器連接，本發(fā)明能夠適用于較大跨徑的混凝土橋梁后期撓度的調(diào)控，僅需要較小的豎向張拉力即可達(dá)到同等的縱向預(yù)應(yīng)力效果，簡化了工藝及張拉設(shè)備，減小了預(yù)應(yīng)力損失，易于根據(jù)橋梁后期撓度變化實施多次調(diào)控，且操作簡便。
文檔編號E01D22/00GK101215824SQ200810069210
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月7日
發(fā)明者周志祥 申請人:重慶交通大學(xué)