本申請涉及橋梁施工技術領域，特別涉及一種斜拉索單次同步張拉裝置。
背景技術：
目前，斜拉橋的應用越來越廣泛，斜拉橋為多次超靜定結構，梁、塔和索的受力情況比較復雜。斜拉索張拉過程中，對施工影響較大的一個因素即為不平衡力，不平衡力的產生主要是因為同一層或不同層后張拉到位的斜拉索對先張拉到位的斜拉索的索力產生的影響；不平衡力過大時會影響橋梁主體結構受力，并增加全橋線型控制的難度。不平衡力的產生在多索面多層斜拉索張拉的過程中，表現得尤為突出。
相關技術中，對多索面多層斜拉索的張拉還是采用常規的單根單層張拉的方式，即每次張拉一個鋼桁梁的一根斜拉索，每個鋼桁梁需要至少兩層斜拉索張拉。斜拉索張拉的過程中，先將斜拉索的一端掛扣在塔端，另一端掛扣于梁段，然后才進行張拉。在此過程中，兩層斜拉索分為兩次分開張拉，且張拉時，全橋處于“零狀態”(又稱靜止狀態或非施工狀態)，先進行線型測量以及臨時荷載統計等，根據下一步鋼桁梁的架設線型控制需要，確定索力張拉值后進行張拉。
但是，在上述張拉過程中，每張拉一層斜拉索均需要尋找“零狀態”，一層分為一個工序,工序轉移次數多,張拉施工效率低；在張拉過程中，受人工操作影響，索力張拉不均衡，張拉精度低；同一層不同斜拉索或不同層斜拉索的時候會產生過大的不平衡力，影響橋梁主體結構受力，帶來質量風險。
技術實現要素：
本申請實施例提供一種斜拉索單次同步張拉裝置，解決了現有技術多索面多層斜拉索張拉過程中，工序轉換次數多、施工效率低、索力張拉不均衡以及張拉精度差的技術問題。
第一方面，一種斜拉索單次同步張拉裝置，其安裝于塔柱內部空腔的錨梁，所述張拉裝置包含兩層以上相互間隔且水平設置的張拉組件，每層張拉組件連接一層斜拉索；
每層張拉組件包含多對用于牽引張拉斜拉索的穿心千斤頂、多個用于監測所述穿心千斤頂壓力的壓力傳感器、用于驅動所有所述穿心千斤頂的動力裝置，以及用于接收壓力傳感器的壓力信號且還用于控制動力裝置的plc控制器；每對所述穿心千斤頂對稱布置于所述錨梁的兩端；多個壓力傳感器一一安裝于所述穿心千斤頂；所述plc控制器分別與所有壓力傳感器和動力裝置連接。
一些實施例中，所述動力裝置為泵組，所述泵組包含與穿心千斤頂同等數目的泵站，所述泵站一一連接于所述穿心千斤頂；所述plc控制器分別與所有泵站相接。
一些實施例中，所述穿心千斤頂包含張拉油缸，所述壓力傳感器安裝于所述張拉油缸。
一些實施例中，所述plc控制器包含多個用于解析所述壓力信號的變頻器，所述變頻器與所述泵站數目相等，且與所述泵站一一連接。
一些實施例中，所述泵站包含用于驅動張拉油缸的電機，所述變頻器與所述電機連接。
一些實施例中，當所述張拉裝置啟動時，兩層以上張拉組件處于開啟狀態。
一些實施例中，所述plc控制器設置分階段張拉比例，所述分階段張拉比例對應的壓力值分別為斜拉索設計張拉力的20％、40％、60％、80％和100％。
一些實施例中，每對穿心千斤頂交叉設置，每層張拉組件的穿心千斤頂與錨梁上表面的夾角相等，所述夾角為銳角。
一些實施例中，所述錨梁中間設置便于操作通行的人洞。
一些實施例中，所述錨梁側端面通過多根牛腿固定于所述塔柱側壁。
申請提供的技術方案帶來的有益效果包括：
本申請實施例提供了一種斜拉索單次同步張拉裝置，張拉裝置包含兩層以上張拉組件，每層張拉組件連接一層斜拉索，用于一層斜拉索的張拉；相比于傳統單根單層的張拉方式，本申請同一層不同斜拉索和不同層的斜拉索同時一次性張拉，大量減少了工序，工序轉換次數少，提高了施工效率；每層斜拉索的張拉，均通過一個plc控制器統一調配控制，受人工操作影響小，索力張拉更加均衡，張拉精度高，每次張拉均能夠更好更快的達到理想張力效果，進一步提升了施工效率；張拉裝置能夠一次性完成兩層以上斜拉索的單次同步張拉，相對于傳統單根單層的張拉方式，避免了產生不平衡力以及由于不平衡力帶來的質量風險，整個過程只需要尋找一次“零狀態”，再次進一步提升了施工效率。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本申請實施例提供的張拉裝置的安裝示意圖；
圖2為圖1的俯視圖；
圖3為本申請實施例提供的張拉裝置的結構示意圖；
圖4為本申請實施例提供的張拉裝置連接示意圖；
附圖標記:1-塔柱、2-錨梁、3-穿心千斤頂、31-張拉油缸、4-泵組、5-壓力傳感器、6-plc控制器、7-變頻器、8-人洞、9-牛腿、10-斜拉索、100-張拉組件。
具體實施方式
為使本申請實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
本申請實施例提供了一種斜拉索單次同步張拉裝置，其能解決現有技術多索面多層斜拉索張拉過程中，工序轉換次數多、施工效率低、索力張拉不均衡以及張拉精度差的技術問題。本申請的多索面指代兩個索面或三個索面。
如圖1、圖2和圖3所示，一種斜拉索單次同步張拉裝置，其安裝于塔柱1內部空腔的錨梁2，張拉裝置包含兩層以上張拉組件100，張拉組件100水平設置，且任意兩相鄰的張拉組件100相互間隔，每層張拉組件100連接一層斜拉索10，每層張拉組件100用于張拉一層斜拉索10。
每層張拉組件100包含plc控制器6、動力裝置、多對用于牽引張拉斜拉索10的穿心千斤頂3以及多個壓力傳感器5。每對穿心千斤頂3對稱布置于錨梁2的兩端；動力裝置用于驅動所有穿心千斤頂3，進行伸縮；多個壓力傳感器5一一安裝于穿心千斤頂3，用于監測穿心千斤頂3的壓力。每對穿心千斤頂3對稱布置于錨梁2的兩端；plc控制器6分別與所有壓力傳感器5和動力裝置連接；plc控制器6用于接收壓力傳感器5的壓力信號且還用于控制動力裝置。plc控制器6根據接收的壓力傳感器5的壓力信號，通過動力裝置分別控制所述穿心千斤頂3同步張拉不同設計張拉力的斜拉索10。
在本實施例中，每層張拉組件100共有三對穿心千斤頂3，針對三索面橋梁結構進行張拉，錨梁2的兩端均布置有三個穿心千斤頂3；斜拉索10的頂端均位于穿心千斤頂3內，斜拉索10的底端均連接于鋼桁梁。
plc(programmablelogiccontroller，可編程邏輯控制)控制器6根據接收的壓力傳感器5的壓力信號，通過動力裝置分別控制穿心千斤頂3同步張拉不同設計張拉力的斜拉索10。具體地，每一層斜拉索10包含多根斜拉索10，多根斜拉索10的設計張拉力不完全相同。
在張拉裝置實際使用的過程中，可直接控制兩層以上或全部plc控制器6工作，實現多層斜拉索10的單次同步張拉。
如圖3所示，在本實施例中，動力裝置為泵組4，泵組4包含與穿心千斤頂3同等數目的泵站，泵站一一連接于穿心千斤頂3；plc控制器6與所有泵站分別連接，plc控制器6通過控制泵站，分別控制穿心千斤頂3，控制穿心千斤頂3伸縮，進而控制施加于斜拉索10的張拉力。在其余實施例中，動力裝置還可以是其他設備。
進一步地，每個穿心千斤頂3包含一個張拉油缸31，泵站通過控制張拉油缸31的伸縮控制穿心千斤頂3；壓力傳感器5安裝于張拉油缸31上，具體監測張拉油缸31的壓力，并將監測的壓力信號反映給plc控制器6，進而完成實時的壓力控制。
在本實施例中，plc控制器6包含變頻器7，變頻器7與泵站數目相等，且與泵站一一連接，變頻器7用于解析壓力信號。具體地，泵站包含電機，變頻器7與電機連接，電機接受變頻器7發出的信號，控制張拉油缸31的伸縮。
在本實施例中，當張拉裝置啟動時，兩層以上張拉組件100處于開啟狀態，開始多層斜拉索10單次同步張拉。
優選地，plc控制器6設置分階段張拉比例，分階段張拉比例對應的壓力值分別為斜拉索10設計張拉力的20％、40％、60％、80％和100％。
優選地，每對穿心千斤頂3交叉設置，且每層張拉組件100的穿心千斤頂3與錨梁2上表面的夾角相等，所述夾角為銳角。
優選地，錨梁2中間設置便于操作通行的人洞8；錨梁2側端面通過多根牛腿9固定于塔柱1側壁。
本申請的斜拉索單次同步張拉裝置的具體工作步驟如下：
每層張拉組件100均通過其plc控制器6啟動動力裝置；在實際張拉的過程中，張拉裝置可以同時控制所有張拉組件100進行張拉，也可以控制兩層以上張拉組件100進行張拉；
動力裝置對需要張拉的斜拉索10對應的穿心千斤頂3進行低壓找平；使得所有穿心千斤頂3的壓力齊平，便于后續調節；
plc控制器6對所有不同設計張拉力的斜拉索10分階段設置張拉比例，通過動力裝置控制穿心千斤頂3對各自的斜拉索10分階段進行張拉(在達到最終設計要求的平衡狀態之前，需要分為多步慢慢靠近設計要求的平衡狀態，避免產生過大的不平衡力，引發施工事故或者造成部件結構損傷)，直到將所有斜拉索張拉至各自的設計張拉力。
進一步地，動力裝置為泵組4，泵組4包含與穿心千斤頂3同等數目的泵站，泵站一一連接于穿心千斤頂3。在張拉裝置張拉的過程中，plc控制器6啟動需要張拉的斜拉索10對應的泵站，控制對應的穿心千斤頂3伸縮，進行低壓找平以及分階段張拉的工作。
具體地，低壓找平的壓力值小于設計張拉力最小的斜拉索10對應穿心千斤頂3的壓力值。例如，在12個待張拉的斜拉索10的設計張拉力的最小值為20kn，則低壓找平的壓力值的壓力值小于20kn。低壓找平的過程使得后續張拉啟動更快，能夠高效達到初始平衡狀態。
進一步地，穿心千斤頂3包含張拉油缸31，壓力傳感器5安裝于張拉油缸31；plc控制器6包含變頻器7，變頻器7與泵站數目相等，且與泵站一一連接；泵站包含電機，變頻器7與電機連接。
對穿心千斤頂3進行分階段張拉的步驟如下：
plc控制器6接收張拉油缸31的壓力傳感器5的壓力信號；
對比計算每個張拉油缸31的壓力信號與分階段張拉比例對應的壓力值之差，并進行比例換算，得到頻率信號差值；
將頻率信號差值通過變頻器7發送給電機，并通過電機控制穿心千斤頂3的張拉油缸31伸縮；
當變頻器7發現某個張拉油缸31對應的頻率信號差值為零時，plc控制器6控制相應的電機停止，直到所有張拉油缸31對應的頻率信號差值為零，開始下一階段張拉；
直至所有穿心千斤頂3完成各自斜拉索10的最后一階段的張拉工作，所有斜拉索10張拉至各自的設計張拉力，達到設計要求的平衡狀態。
在本實施例中，分階段張拉比例對應的壓力值分別為設計張拉力的20％、40％、60％、80％和100％；
當任意一個張拉油缸31張拉至某一個階段張拉比例對應的壓力值時，自動鎖緊該張拉油缸31的位置，直至所有張拉油缸31張拉至同一個張拉比例對應的壓力值，才開始下一階段的張拉。
具體地，如圖1所示，張拉裝置包含兩層張拉組件100，每層張拉組件100包含六個穿心千斤頂3，對穿心千斤頂3進行編號，左端第一層的三個穿心千斤頂3依次編號1、3和5，右端第一層的三個穿心千斤頂3編號2、4和6；左端第二層的三個穿心千斤頂3依次編號7、9和11，右端第二層的三個穿心千斤頂3的編號8、10和12。
設置1～12號斜拉索的設計張拉力依次為100kn、100kn、80kn、80kn、60kn、60kn、90kn、90kn、75kn、75kn、70kn和70kn；在進行低壓找平時，找平壓力值不大于60kn。在張拉過程中，為了避免產生較大的不平衡力，進行五個階段張拉分別為20％、40％、60％、80％和100％，第一級即12個穿心千斤頂張拉斜拉索10都達到了設計張拉力的20％；具體地，先將某一根斜拉索10張拉至自身設計張拉力的20％，鎖緊自身張拉油缸31；繼續將下一根斜拉索10張拉至自身設計張拉力的20％，直到所有斜拉索10均張拉至設計張拉力的20％。之后，才進行第二階段的張拉，方法同第一階段，直到達到最終設計要求的平衡狀態。
本申請提供的一種斜拉索單次同步張拉裝置，張拉裝置包含兩層以上張拉組件，每層張拉組件能夠用于張拉一層斜拉索；張拉裝置能夠完成多層斜拉索的單次同步張拉，結構簡單，相對于傳統的張拉裝置，主要增加了plc控制器、壓力傳感器和泵組，適應面廣；
本申請兩層以上同步張拉的方式，相比于傳統單根單層的張拉方式，本申請同一層不同斜拉索和不同層的斜拉索同時一次性張拉，大量減少了工序，工序轉換次數少，提高了施工效率。
每層斜拉索的張拉，均通過一個plc控制器統一調配控制，受人工操作影響小，索力張拉更加均衡，張拉精度高，每次張拉均能夠更好更快的達到理想張力效果，進一步提升了施工效率。
張拉裝置能夠一次性完成兩層以上斜拉索的單次同步張拉，相對于傳統單根單層的張拉方式，避免了產生不平衡力以及由于不平衡力帶來的質量風險，減小了全橋線型的控制難度，提高了張拉到設計平衡狀態的效率，能夠使得帶有橋梁主體結構的多層斜拉索快速達到理想的平衡狀態，整個過程只需要尋找一次“零狀態”，再次大幅提升了提升了張拉施工效率。
同時，將張拉斜拉索至設計張拉力的過程分為多個階段，相對于傳統的張拉方式，進一步避免了張拉過程中不平衡力的積累，減小了后期調索的工作量。
在本申請的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本申請和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請的限制。除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本申請中的具體含義。
需要說明的是，在本申請中，諸如“第一”和“第二”等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上所述僅是本申請的具體實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而要符合與本文所申請的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。