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专利号: 2021108961986
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 道路、铁路或桥梁的建筑
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节装置,其特征在于,包括吊索整形机构(1)、吊索柔性接长杆(2)、吊索导管(3)、吊索张拉机构(4)和吊索锚固机构(5);

所述的吊索整形机构(1)包括工作平台(101),工作平台(101)上沿着长轴方向固定设置有移动导轨(102),移动导轨(102)内安装有多个撑拉杆(103),多个撑拉杆(103)能够在移动导轨(102)内移动;

所述的撑拉杆(103)包括固定撑拉杆(10301)和活动撑拉杆(10302),活动撑拉杆(10302)的底端可伸缩式安装在固定撑拉杆(10301)的顶端内,活动撑拉杆(10302)的顶端固定安装有固定滑轮(10303),固定滑轮(10303)上安装有可拆卸滑轮(10304),可拆卸滑轮(10304)和固定滑轮(10304)之间的空腔为吊索穿过腔(10305);

所述的固定撑拉杆(10301)的底端可转动式安装在移动座(10306)上,移动座(10306)上安装有第一驱动电机(10307),第一驱动电机(10307)驱动安装在移动座(10306)底部的移动齿轮(10308)转动,移动导轨(102)内安装有齿条(104),移动齿轮(10308)与齿条(104)的配合使得多个撑拉杆(103)能够在移动导轨(102)内移动;

所述的固定撑拉杆(10301)的顶端外壁上设置有一对第二驱动电机(10309),第二驱动电机(10309)的转轴上安装有活动撑拉杆控制齿轮(10310),活动撑拉杆控制齿轮(10310)装配在活动撑拉杆(10302)侧壁上开设的齿条槽(10311)内,驱动活动撑拉杆(10302)的伸缩;

所述的固定撑拉杆(10301)的前端外壁上还设置有一对第三驱动电机(105),第三驱动电机(105)的转轴上安装有牵引钢丝绳收紧器(106),牵引钢丝绳收紧器(106)上缠绕有牵引钢丝绳(107)的一端,牵引钢丝绳(107)的另一端固定在移动导轨(102)的顶面上或者固定在移动导轨(102)端部的挑臂(108)上;

所述的移动导轨(102)两侧的工作平台(101)上均匀布设有多个压重水箱(109);所述的工作平台(101)底部设置有承重梁(110),承重梁(110)底部设置有承重托盘(111),承重梁(110)长轴方向的两端分别设置有固定钢丝绳拉紧器(112),固定钢丝绳拉紧器(112)缠绕有固定钢丝绳(113)的一端,固定钢丝绳(113)的另一端与能够安装在箱梁(6)的桥面板两侧上的固定拉钩(114)相连;

所述的吊索柔性接长杆(2)包括半刚半柔接长杆(201),所述的半刚半柔接长杆(201)包括多个螺纹钢杆节段(20101),相邻两个螺纹钢杆节段(20101)之间通过第一万向铰(20102)连接;半刚半柔接长杆(201)的一端通过第二万向铰(202)与吊索(7)的锚固端的水滴形锚杯(8)相连,半刚半柔接长杆(201)的另一端通过第三万向铰(203)与柔性钢丝绳接长杆(204)的一端相连;

所述的吊索张拉机构(4)包括千斤顶张拉台座(401),千斤顶张拉台座(401)的顶端上放置有吊索导管(3)的底端,千斤顶张拉台座(401)的底端安装有绞盘(402),柔性钢丝绳接长杆(204)的另一端穿过吊索导管(3)缠绕在绞盘(402)上;

所述的吊索锚固机构(5)包括用于临时锚固半刚半柔接长杆(201)的临时锚固螺母(501)和用于永久锚固水滴形锚杯(8)的永久锚固螺母(502)。

2.如权利要求1所述的用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节装置,其特征在于,所述的吊索导管(3)包括从顶端至底端减缩的变径管(301),变径管(301)的底端与等径管(302)的顶端相连通,等径管(302)的底端开放且设置有锚垫板(303)。

3.如权利要求1所述的用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节装置,其特征在于,所述的千斤顶张拉台座(401)包括一对垫板(40101),一对垫板(40101)之间通过撑杆(40102)固定相连,垫板(40101)上开设有能够使得半刚半柔接长杆(201)和水滴形锚杯(8)通过的第一通孔(40103)。

4.如权利要求1所述的用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节装置,其特征在于,所述的绞盘(402)包括固定安装在千斤顶张拉台座(401)底部的张拉座(40201),张拉座(40201)上开设有能够使得柔性钢丝绳接长杆(204)通过的第二通孔(40202);张拉座(40201)底部竖向设置有一对支撑板(40203),一对支撑板(40203)上安装有一对在第四驱动电机驱动下能够转动的牵引杆(40204)。

5.如权利要求4所述的用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节装置,其特征在于,所述的牵引杆(40204)伸出支撑板(40203)外侧壁的端部安装有牵引齿轮(40205),支撑板(40203)外侧壁上还安装有与牵引齿轮(40205)相配套的单向锁定器(40206)。

6.如权利要求1所述的用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节装置,其特征在于,所述的临时锚固螺母(501)包括一体成型设置的主锚固螺母(50101)和次锚固螺母(50102)。

7.如权利要求1所述的用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节装置,其特征在于,所述的永久锚固螺母(502)包括第一固定瓣(50201)和第二固定瓣(50202),第一水固定瓣(50201)和第二固定瓣(50202)内侧分别设置有用于容纳水滴形锚杯(8)的水滴半腔(50203),第一固定瓣(50201)和第二固定瓣(50202)拼合后通过约束螺母(50204)实现锁定。

8.如权利要求1所述的用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节装置,其特征在于,所述的螺纹钢杆节段(20101)的端部开设有用于增大第一万向铰(20102)转动角度的矩形开口(20103)。

9.如权利要求1所述的用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节装置,其特征在于,所述的工作平台(101)上还设置有整形控制器(115),整形控制器(115)分别与第一驱动电机(10307)、第二驱动电机(10309)和第三驱动电机(105)相连。

10.一种用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节方法,其特征在于,该方法采用如权利要求1至9任一项所述的用于空间缆索悬索桥吊索张拉的大角度调节装置;

该方法按照以下步骤进行:

步骤一,在吊索(7)的锚固端的水滴形锚杯(8)处安装吊索柔性接长杆(2)用于吊索张拉;

步骤二,在吊索导管(3)的底端安装吊索张拉机构(4);

步骤三,吊索柔性接长杆(2)的柔性钢丝绳接长杆(204)的另一端穿过吊索导管(3)缠绕在吊索张拉机构(4)中的绞盘(402)上;启动绞盘(402),绞盘(402)缠绕柔性钢丝绳接长杆(204),柔性钢丝绳接长杆(204)收紧牵引吊索(7)向吊索导管(3)移动,直至柔性钢丝绳接长杆(204)完全被绞盘(402)缠绕完毕;

步骤四,安装吊索整形机构(1),定位吊索整形机构(1)在箱梁(6)的桥面板上的位置,调节承重托盘(111)高度使其紧密贴合桥面板,向压重水箱(109)注水,在箱梁(6)的桥面板两侧安装固定拉钩(114)并连接固定钢丝绳(113),转动固定钢丝绳拉紧器(112)将固定钢丝绳(113)拉紧,使得吊索整形机构(1)在整形过程中在箱梁(6)的横桥向不发生位移;

步骤五,启动吊索整形机构(1),通过控制第一驱动电机(10307)的转动实现撑拉杆(103)沿着移动导轨(102)的移动,通过控制第二驱动电机(10309)的转动实现活动撑拉杆(10302)的伸缩,通过控制第三驱动电机(105)的转动实现牵引钢丝绳(107)的收放,从而实现吊索(7)的下锚固端与撑拉杆(103)顶端的连线与吊索导管(3)轴线的夹角在吊索(7)张拉过程中始终保持在许可的夹角范围内;

步骤六,将张拉千斤顶安装在千斤顶张拉台座(401)内,启动张拉千斤顶,使得张拉千斤顶夹片夹住半刚半柔接长杆(201),移除柔性钢丝绳接长杆(204)和绞盘(402),将绞盘(402)安装于其它吊索张拉机构(4)对吊索(7)进行初期张拉;

步骤七,启动液压油泵向张拉千斤顶供油,张拉千斤顶拉动半刚半柔接长杆(201)对吊索(7)进行张拉直至设定的吊索索力;

步骤八,在半刚半柔接长杆(201)上安装临时锚固螺母(501)对吊索(7)进行临时锚固,移除吊索张拉机构(4)对其它吊索(7)进行张拉,如此反复直至吊索(7)张拉至成桥状态;

步骤九,在水滴形锚杯(8)上安装永久锚固螺母(502),移除半刚半柔接长杆(201)、吊索张拉机构(4)和吊索整形机构(1)。