本发明涉及土木工程领域，涉及待松放、拆卸或更换的结构元件或张紧元件，例如，钢筋束。另外，根据本发明的松放系统和方法适用于以例如4000kn或8000kn或更大的张拉力松放预张紧的松放结构元件和/或张紧元件。
背景技术：
1、土木工程结构(如桥梁或立柱)的松放结构元件或张紧元件需要不时进行维护或更换，以确保其安全性。这些预张紧的松放结构元件或张紧元件在完全拆卸和更换之前需要以受控的方式松放。
2、专利文献de102017201907 a1公开了一种用于用其结构中的塔架更换悬索桥等大型土建结构的张紧元件的方法。许多移动式临时吊杆放置在待更换的上部缆索上，待更换的缆索位于这些吊杆的下部，并且由于连接到上部缆索的移动式临时吊杆，缆索从锚固件上移除。可以将这些吊杆移向桥面，以便拆除待更换的缆索。这个解决方案设置起来很复杂。此外，这个解决方案仅适用于松放某些类型的松放结构元件或张紧元件，例如本文中描述的松放结构元件或张紧元件。
3、本领域还已知一种用于土木结构的松放结构元件或张紧元件的松放的“窗口切割方法”。这种松放方法由以下步骤组成：沿钢筋束(张力元件)设置几个窗口，在这些窗口中，围绕绞线的护套和灰浆被去除。然后，在一个或两个窗口中用气焊炬或遥控金刚线逐股切割钢筋束(张力元件)。当绞线被切割时，剩余绞线中的力增加，并最终因过应力而断裂。剩余绞线的突然断裂导致无法完全受控的高残余力释放，并且可能在突然释放的过程中对周围结构造成冲击。通过提供额外的阻尼，可以减少突然的残余力释放的影响。然而，力的释放并未得到完全控制，对周围结构的影响仍存在一定程度的不确定性。以上描述涵盖了由一组单根绞线形成的钢筋束(张力构件)的通常情况，但它也适用于其他类型的钢筋束(张力构件)，例如，由缆线或绳索组成的钢筋束。
4、因此，仍然需要找到一种用于完全受控的松放方法和张力元件的完全力释放的改进的系统和改进的方法，以便能够更换正在被预张紧或预加应力的松放结构元件和/或张紧元件。
技术实现思路
1、在本发明中提出将松放结构元件或张紧元件的钢筋束力传递到被夹紧到被预加应力的松放结构元件或张紧元件(例如，钢筋束)的托架系统(例如，当前描述的松放系统)的应力钢筋，目的是减小松放结构元件或张紧元件的至少一部分中的钢筋束力。然后在已被松放的所述部分中(例如，在两个激活的夹紧设备之间)对钢筋束进行切割。一旦钢筋束被切割，通过例如通过液压缸来松放应力钢筋，可以以受控的方式将松放系统的受约束应力钢筋释放，液压缸又将释放整个钢筋束长度上的钢筋束力。
2、根据本发明的松放系统可以通过至少一个夹紧设备来实现。然而，也可预见的是，夹紧设备设置在待松放的松放结构元件或张紧元件的部分的两侧。由于松放系统包括至少一个夹紧设备，其中该夹紧设备设置了大体上细长的环形空腔，该细长的环形空腔包括沿其纵轴逐渐减小的直径，并由夹紧设备的内表面轮廓上的至少一个齿尖和一个齿槽成形，与其他夹紧系统(例如，包括圆柱形环形空腔的夹紧系统)相比，根据本发明的松放系统，特别是夹紧设备可以构造得更紧凑，因为根据本发明的夹紧设备允许对钢筋束施加更高的握持力。
3、此外，根据本发明的夹紧设备可包括例如一个半锥形夹具，或更优选地具有两个半锥形夹具(例如，经机械加工的高强度型钢)，然后可以将其用螺栓固定在一起以形成锥形张拉夹具，包括至少一个大体上环形空腔。除了两个半锥形(或“u形”)夹具外，夹紧设备还可包括其他机械部件，诸如密封板、螺栓、垫圈密封件、液压缸等，以形成一个运行的夹紧系统。该松放系统还包括应力钢筋，以允许在剩余长度的钢筋束的松放发生之前将钢筋束力的一部分(例如，在两个夹紧设备之间)传递到该钢筋束。在安装诸如夹紧设备等松放系统之前，可以部分或完全凿除钢筋束表面周围的护套和/或灰浆，以增加夹紧设备对钢筋束的摩擦力(或握持力)(当内部元件被引入环形空腔时)。一个或多个内部元件可以被引入到由锥形夹紧设备设置的大体上细长的环形空腔。内部元件可以是预型体元件，或可以由灰浆等填充硬化材料形成。
4、本发明的第一方面是提供一种用于松放结构元件或张紧元件的部分的松放系统，包括：
5、——至少一个夹紧设备，其被布置在松放结构元件或张紧元件的部分的至少一侧上，其中具有内表面轮廓的夹紧设备被布置成围绕松放结构元件或张紧元件形成大体上细长的环形空腔，其包括用于容纳待引入其中的一个或多个内部元件的架空层，其中该大体上细长的环形空腔包括沿其纵轴逐渐减小的直径，并且由夹紧设备的内表面轮廓的至少一个齿尖和一个齿槽成形；
6、——两根或更多根应力钢筋，其被布置成在锚固结构和夹紧设备之间连接，该夹紧设备被布置在松放结构元件或张紧元件的部分的一侧上，也可被布置成在夹紧设备之间连接，该夹紧设备被布置在松放结构元件或张紧元件的部分的两侧上；
7、——两个或更多个应力钢筋液压缸，其中应力钢筋液压缸中的每个应力钢筋液压缸要么直接安置在夹紧设备上要么直接安置在张拉座上，该张拉座又抵靠在夹紧设备上，该夹紧设备位于松放结构元件或张紧元件的部分的至少一侧上。
8、本发明的第二方面是提供一种用于松放结构元件或张紧元件的一部分的张紧方法，包括以下步骤：
9、a)如果存在护套和/或灰浆，则移除覆盖松放结构元件或张紧元件的部分的护套和/或灰浆，从而暴露张紧元件或松放结构元件的核心元件；
10、b)将至少一个夹紧设备放置在暴露的核心元件上，其中如果该部分的另一侧锚固到锚固元件，该至少一个夹紧设备被安放在松放结构元件或张紧元件的部分的至少一侧上，或将该夹紧设备放置在张紧元件或松放结构元件的待松放部分中间，其中具有内表面轮廓的夹紧设备被构造成围绕松放结构元件或张紧元件形成大体上细长的环形空腔，其包括架空层，以便能够将一个或多个内部元件引入该大体上细长的环形空腔中，其中该大体上细长的环形空腔包括沿其纵轴逐渐减小的直径，并由夹紧设备的内表面轮廓的至少一个齿尖和一个齿槽成形；
11、c)用至少两根应力钢筋、支承板、垫圈和螺母连接被布置在松放结构元件或张紧元件的部分的至少一侧上的夹紧设备；
12、d)致动应力钢筋液压缸，应力钢筋液压缸要么直接安置到夹紧设备要么直接安置在张拉座上，该张拉座又抵靠在夹紧设备上，以便将载荷从松放结构元件或张紧元件传递到应力钢筋，其中应力钢筋液压缸被致动直到达到与松放结构元件或张紧元件所承载的原始载荷大约相同或略低的载荷；
13、e)保持被传递到应力钢筋的载荷，这些应力钢筋连接松放结构元件或张紧元件的部分的每一侧上的夹紧设备；
14、f)切割松放结构元件或张紧元件的部分的核心元件，同时用松放系统保持松放结构元件或张紧元件的载荷和应变；和
15、g)放松应力钢筋液压缸，直到松放结构元件或张紧元件的部分被完全松放。
16、根据本发明的第三方面，其涉及根据本发明的松放系统在松放结构元件或张紧元件的部分中的用途。
17、根据一些实施例，夹紧设备中的每个夹紧设备由至少两个半夹具形成，其中两个半夹具通过机械固定装置连接在一起，其中一个或两个夹紧设备被设置到松放结构元件或张紧元件的部分的每一侧。这使得夹紧设备易于安装且拆卸。
18、根据一些实施例，夹紧设备包括表面轮廓，该表面轮廓被布置成形成具有多个节段的大体上细长的环形空腔，多个节段由多个齿槽和齿尖限定，其中环形空腔的节段中的每个节段包括沿细长的环形空腔的纵轴逐渐减小的直径。这允许对钢筋束施加更高的握持力。
19、根据一些实施例，该大体上细长的环形空腔包括一个或多个节段，其中该环形空腔的每个节段包括至少一个用于引入填充硬化材料的槽道和至少一个用于排放填充硬化材料的槽道，其中该填充硬化材料通过槽道被引入由夹紧设备形成的大体上细长的环形空腔中，使得被硬化的一个或多个内部元件包括夹紧设备的内表面轮廓的反向压痕，或包括与环形空腔的表面轮廓类似的压痕。
20、这允许将填充硬化材料引入空腔中。
21、根据一些实施例，该大体上细长的环形空腔包括一个或多个节段，其中节段被设置为梯形或锥形形式或从纵截面观察时为楔形，以便通过一个或多个内部元件增加在松放结构元件或张紧元件与夹紧设备之间传递的纵向力。节段的不同形式可以基于实际需要和情况进行选择。
22、根据一些实施例，该大体上细长的环形空腔包括一个或多个节段，其中该环形空腔的每个节段都设置有相同或不同的体积容量供接受用于形成一个或多个内部元件的填充硬化材料，使得一个或多个内部元件的每个节段包括相同或不同量的填充硬化材料。
23、根据一些实施例，该大体上细长的环形空腔包括具有边缘的外围和/或大体上线性的外围。换言之，由夹紧设备形成的环形空腔可以不具有拐角(圆形)，或可以具有一个或多个边缘和拐角。
24、根据一些实施例，该大体上细长的环形空腔包括一个或多个节段，该节段包括限定两个至十个节段或至少两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多节段的表面轮廓，节段由多个齿槽和齿尖限定，其中节段中的每个节段被设置为锥形或从纵截面观察时为楔形。已经发现，通常节段的数量越多，对钢筋束的握持力就越高。
25、根据一些实施例，该大体上细长的环形空腔包括一个或多个节段，其中该环形空腔的每个节段被设置为梯形或锥形的形式或从纵截面观察时为楔形，其中楔形角度被设置在5°和65°之间，优选在10°和60°之间、15°和55°之间、20°和50°之间、25°和45°之间、30°和40°之间或优选在30°左右。
26、根据一些实施例，一个或多个内部元件由填充硬化材料制成，该填充硬化材料是诸如环氧基灰浆或混凝土基灰浆之类的灰浆。填充硬化材料比预型体更有利，因为该形状仅在硬化材料硬化时形成。
27、根据一些实施例，一个或多个位移传感器要么设置在位于松放结构元件或张紧元件的部分的至少一侧上的夹紧设备之间要么设置到相对于固定基准的夹紧设备的远端。
28、根据一些实施例，应变计被设置到松放系统，例如，该应变计安置在松放结构元件或张紧元件的部分的表面上、填充材料中和/或两个半夹具之间的固定件处。
29、根据一些实施例，在张拉操作开始之前提供并设置切割机，诸如金刚石线切割机。
30、根据一些实施例，被构造成形成一个或多个环形空腔的夹紧设备包括两个半夹具、机械固定装置，诸如高强度螺栓、脱胶剂、密封板、密封剂、应力钢筋和/或用于监测目的的仪器，例如应变计、位移传感器和/或摄像头。
31、根据一些实施例，根据本发明的松放方法还包括一个或多个以下步骤：
32、a)通过至少一个用于引入填充硬化材料的槽道将灰浆或填充硬化材料注入到大体上细长的环形空腔中以形成一个或多个内部元件，该内部元件具有夹紧设备的内表面的反向压痕或与由夹紧设备形成的环形空腔的表面轮廓相同的压痕；
33、b)将应变计和/或机械固定件安置或安装在夹紧设备上；
34、c)在由夹紧设备形成的一个或多个环形空腔的表面上施加脱胶剂，以使夹紧设备和填充材料之间的摩擦力最小；
35、d)对夹紧设备的两端进行翻边，以便能够通过高强度螺栓等机械固定装置将其固定在一起；
36、e)如果使用两个半夹具来形成锥形夹紧设备，则首先将下部半夹具安装在期望位置，接着将上部半夹具安装在期望位置，包括(a)和(c)的一个或多个步骤，然后将两个半夹具对齐并用螺栓固定在一起；
37、f)向一个或多个环形空腔设置一个或多个密封板和/或密封件，诸如硅密封件，然后将填充硬化材料注入一个或多个环形空腔；
38、g)在注入填充硬化材料之前，通过施加真空进行密封性测试；
39、h)进行填充硬化材料的真空辅助注入；
40、i)在张拉操作开始之前提供并设置切割机，诸如金刚石线切割机；
41、j)在松放结构元件或张紧元件的部分的切割位置处安置线传感器，以便能够确认是否切割；
42、k)由位移传感器、应变计、摄像头、线传感器和/或麦克风组成的仪器，能够从安全工作区的集中控制台进行远程控制监测；和
43、l)切割松放结构元件或张紧元件的部分的核心元件。
44、与给定数值有关的“约”或“大约”是指包含指定值10％以内的数值。除非从上下文可以明显看出相反的情况，否则本公开中给出的所有值应理解为由单词“约”来补充。
45、不定冠词“一个/一种(a/an)”并不排除复数，因此应作广义处理。
46、为此，据公开，应力钢筋可以用具有类似功能的其他类似部件或元件更换。例如，可以使用一条或多条绞线或绳索而不是应力钢筋。
47、如本文使用的术语“松放结构元件”是指形成结构框架建筑结构的建筑结构的基本部件，诸如梁、支柱、屋顶露台、平板、立柱、大梁和/或其他结构构件和连接件。
48、如本文使用的术语“张紧元件”是指承载张力而无压缩的元件。张紧元件可以设置到诸如桥梁缆索，以便支撑交通流动的主桥面。本文所描述的张紧元件可以是例如钢筋束。
1.一种用于松放结构元件或张紧元件的待张紧部分(20a)的松放系统(100)，包括：
2.根据权利要求1所述的松放系统(100)，其中所述夹紧设备(120)中的每个夹紧设备由至少两个半夹具(120a、120b)形成，其中所述两个半夹具(120a、120b)通过机械固定装置(128)连接在一起，其中一个或两个夹紧设备(120)被设置到所述松放结构元件或所述张紧元件的所述待张紧部分(20a)的每一侧。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的松放系统(100)，其中包括所述表面轮廓的所述夹紧设备(120)被布置成形成具有多个节段的所述大体上细长的环形空腔(55c)，所述多个节段由多个齿槽(133)和齿尖(134)限定，其中所述环形空腔(55c)的节段中的每个节段包括沿所述细长的环形空腔(55c)的所述纵轴逐渐减小的直径。
4.根据前述权利要求中任一项所述的松放系统(100)，其中所述大体上细长的环形空腔(55c)包括一个或多个节段(135)，其中所述环形空腔(55c)的每个节段(135)包括至少一个用于引入填充硬化材料(50)的槽道(182)和至少一个用于排放所述填充硬化材料(50)的槽道(184)，其中所述填充硬化材料(50)通过所述槽道(182)被引入由所述夹紧设备(120)形成的所述大体上细长的环形空腔(55c)中，使得被硬化的所述一个或多个内部元件(55)包括所述夹紧设备(120)的所述内表面轮廓的反向压痕，或包括与所述环形空腔(55c)的所述表面轮廓类似的压痕。
5.根据前述权利要求中任一项所述的松放系统(100)，其中所述大体上细长的环形空腔(55c)包括一个或多个节段(135)，其中所述节段(135)被设置为梯形或锥形形式或从纵截面观察时为楔形，以便通过所述一个或多个内部元件(55)增加在所述松放结构元件或所述张紧元件与所述夹紧设备(120)之间传递的纵向力。
6.根据前述权利要求中任一项所述的松放系统(100)，其中所述大体上细长的环形空腔(55c)包括一个或多个节段(135)，其中所述环形空腔(55c)的每个节段(135)都设置有相同或不同的体积容量供接受用于形成所述一个或多个内部元件(55)的所述填充硬化材料(50)，使得所述一个或多个内部元件(55)的每个节段包括相同或不同量的填充硬化材料(50)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的松放系统(100)，其中所述大体上细长的环形空腔(55c)包括具有边缘的外围和/或大体上线性外围。
8.根据前述权利要求中任一项所述的松放系统(100)，其中所述大体上细长的环形空腔(55c)包括所述内表面轮廓，所述内表面轮廓限定由所述多个齿槽(133)和齿尖(134)限定的二和十之间的节段(135)或至少两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多个节(135)，其中所述节段(135)中的每个节段设置为锥形或从纵截面观察时为楔形。
9.根据前述权利要求中任一项所述的松放系统(100)，其中所述大体上细长的环形空腔(55c)包括一个或多个节段(135)，其中所述环形空腔(55c)的每个节段(135)设置为梯形或锥形的形式或从纵截面观察时为楔形，其中所述楔形角度设置在5°和65°之间，优选在10°和60°之间、15°和55°之间、20°和50°之间、25°和45°之间、30°和40°之间或优选在30°左右。
10.根据前述权利要求中任一项所述的松放系统(100)，其中一个或多个位移传感器设置在位于所述松放结构元件或所述张紧元件的所述待张紧部分(20a)的至少一侧上的所述夹紧设备(120)之间，或设置到相对于固定基准的所述夹紧设备(120)的远端。
11.根据前述权利要求中任一项所述的松放系统(100)，其中应变计(129)被设置到所述松放系统(100)，例如，所述应变计(129)安置在所述松放结构元件或所述张紧元件的所述待张紧部分(20a)的表面上、所述填充材料(50)中和/或所述两个半夹具(120a、120b)之间的固定件处。
12.根据前述权利要求中任一项所述的松放系统(100)，其中在张拉操作开始之前提供并设置切割机(150)，诸如金刚石线切割机。
13.根据权利要求2所述的松放系统(100)，其中被构造成形成一个或多个环形空腔(55c)的所述夹紧设备(120)包括所述两个半夹具(120a、120b)、所述机械固定装置(128)，包括高强度螺栓、脱胶剂(127)、密封板、密封剂、应力钢筋(140)和/或用于监测目的的仪器，包括应变计、位移传感器和/或摄像头。
14.根据前述权利要求中任一项所述的松放系统(100)在通过由填充硬化材料(50)制成的所述一个或多个内部元件(55)松放结构元件或张紧元件的部分中的用途，所述填充硬化材料是诸如环氧基灰浆或混凝土基灰浆之类的灰浆。
15.一种用于松放结构元件或张紧元件的待张紧部分(20a)的松放方法，包括以下步骤
16.根据权利要求15所述的松放方法，还包括一个或多个以下步骤：
