CN102966217A

CN102966217A - 振弦式预应力用测力锚具

Info

Publication number: CN102966217A
Application number: CN2012105317061A
Authority: CN
Inventors: 王景全; 张书兵
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明公开了一种振弦式预应力用测力锚具，包括预应力锚板、设置在预应力锚板圆截面中部的锥孔和设置在预应力锚板周向上的3个或6个振弦式传感器，3个或6个振弦式传感器以预应力锚板的中心轴对称分布，预应力锚板上设置有安装孔和导线安装槽，分别用以安装振弦式传感器和传感器导线。本发明将预应力锚板和振弦式测力计合为一体，把振弦式传感器设置于锚板内，简化了预应力检测系统的构造和安装，使得预应力锚具具有智能化测力的功能。

Description

振弦式预应力用测力锚具

技术领域

本发明属于土木工程中的预应力结构领域，具体涉及在预应力锚板中设置振弦式传感器，制作成为可以实时监测预应力加载及长期预应力损失的预应力锚具。

背景技术

预应力结构以其优越的性能，已广泛应用于土木工程的各个领域。预应力束的张拉锚固是预应力结构施工中的关键工序，如何准确地对预应力束的张拉和锚固过程进行监测，测定预应力大小及预应力损失并及时调整张拉应力值，能确保预应力张拉施工的有效性和科学性。此外，为了确保运营阶段结构中的预应力效应，需要对预应力筋中的长期预应力损失进行监控。目前，预应力束中的实际张拉力的检测方法，一般是通过在锚板与锚下垫板之间安装测力计。振弦式测力计的承压筒周边上均匀布置有多个振弦式传感器，作用在承压筒上的荷载可由这些振弦式传感器直接测出。该方法增加了预应力施工中的安装工序，并且测力计要求安装平整以使承压筒均匀受压，增加了准确施工的难度，且易引起测力不准确。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种锚固与测力一体化的振弦式预应力用测力锚具，可解决目前对预应力束中实际预应力无法准确检测的问题，并且能够简化传统的预应力检测系统。

技术方案：本发明的振弦式预应力用测力锚具，包括预应力锚板、设置在预应力锚板圆截面中部的锥孔和设置在预应力锚板周向上的3个或6个振弦式传感器，3个或6个振弦式传感器以预应力锚板的中心轴对称分布，预应力锚板上设置有安装孔和导线安装槽，分别用以安装振弦式传感器和传感器导线。

本发明中，导线安装槽设置于预应力锚板内部，并与安装孔连通。

本发明中，预应力锚板的侧面设置有与导线安装槽连通的导线引出端口。

本发明中，锥孔的数量和分布位置，按照施工要求和《中华人民共和国交通运输行业标准—公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》JT/T329-2010确定。

为了满足传感器和电路的布置空间要求，本发明的锚板尺寸可以在常规锚板的基础之上环向增加20mm。在预应力作用下锚板产生应变，通过锚板内部设置的弦式传感器就可以测出作用在锚板上的预应力的大小和变化。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

传统的预应力锚具只能提供对预应力筋的锚固功能，无法检测锚下实际的预应力大小；传统的预应力测试方法需要在锚具下额外地安装测力计，增加了施工的安装工序和复杂性，且不便于永久监测；传统的预应力测试方法中，测力计的安装精度直接影响了预应力测试结果的精度，当测力计与锚板之间存在不均匀接触或两者中心存在较大偏差时，将会降低预应力测试结果的可靠性。

本发明的振弦式预应力用测力锚具通过将预应力锚板和振弦式测力计进行一体化设计，把振弦式传感器固化于锚板内，使预应力锚具既起到了锚固预应力束的作用，又作为预应力的检测装置实时地监测预应力的实际大小和变化，使得预应力锚具具有智能化测力的功能。本发明的振弦式预应力用测力锚具，可以按照传统的预应力施工中锚板的安装方法进行安装就位，并不需要额外地安装测力计，这样较大地简化了预应力检测系统的构造和安装。本发明中的预应力锚板和常规锚板一样，永久地锚固在预应力结构中，可以为预应力的长期损失提供可靠的监测数据，解决了长期预应力值无法准确监测的技术瓶颈。此外，本发明的振弦式预应力用测力锚具通过锚具和测力计一体化的设计方法，解决了因为测力计与锚板之间存在不均匀接触或两者中心有较大偏差等问题所带来的测试误差，提高锚下预应力的测试精度。

附图说明

图1为本发明振弦式预应力用测力锚具的结构示意图。

图2为本发明振弦式预应力用测力锚具的中部沿水平面剖开后内部构造示意图。

图3为本发明振弦式预应力用测力锚具沿竖直平面剖开后内部构造示意图。

图中有：预应力锚板1、锥孔2、振弦式传感器3、安装孔11、导线安装槽12、导线引出端口13、传感器导线31。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于实施例。

本发明的振弦式预应力用测力锚具，由预应力锚板1、锥孔2、振弦式传感器3、设置在预应力锚板1内部的安装孔11和导线安装槽12、设置在预应力锚板1侧面的导线引出端口13以及传感器导线31组成。图1、图2和图3是以一设置3个振弦式传感器的YM15-12的预应力锚具作为实施例。这里YM15-12是依据《中华人民共和国交通运输行业标准—公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》JT/T329-2010规定的一类锚具规格，其表示锚固12根直径15.2mm预应力混凝土用钢绞线的圆锚张拉段锚具。

本实施例的具体结构为：依据《中华人民共和国交通运输行业标准—公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》JT/T329-2010的规定，YM15-12锚具的锚板圆截面半径为83mm，本发明振弦式预应力用测力锚具的预应力锚板1的圆截面半径在此基础之上增加20mm，取为103mm，以在预应力锚板1内提供足够空间布置振弦式传感器3和传感器导线31。此外，按照YM15-12预应力锚板锥孔的构造和布置尺寸，在预应力锚板1上设置12个预应力锚板锥孔2。

三个安装孔11的设置方式为：振弦式传感器安装孔11为圆柱形空腔，其顶底面直径均为25mm，高度为50mm，空腔的顶面（底面）距离预应力锚板1顶面（底面）的距离为5mm。三个安装孔11的中轴线至预应力锚板1中轴线的距离均为81mm，且分别与内环三个锥孔的中轴线在同一半径方向上，三个安装孔11在距离预应力锚板1中轴线距离为81mm的空间上阵列分布。在预应力锚板1高度方向中间位置的外壁上，对应其中一个安装孔11的位置处，设置振弦式传感器的导线引出端口13。

两条振弦式传感器导线安装槽12的设置方式为：两条导线安装槽12均为1/3圆环形的空腔，圆环形空腔的径向截面为6mm×6mm的矩形，截面的中轴线位于预应力锚板1高度方向中间位置的圆面上，且其半径均为96.5mm。两条导线安装槽12分别设置于临近导线伸出端口13的安装孔11与另外两个安装孔11之间。

三个振弦式传感器3分别布置于三个安装孔11内，与之相应的传感器导线31布置于导线安装槽12内，三根传感器导线31汇集于导线引出端口13处，引伸至预应力锚板1的外部，用以传输传感器的检测信号。

本发明的振弦式预应力用测力锚具可以按照传统的预应力施工中锚板的安装方法进行安装就位，即在完成结构内预应力钢绞线穿束以后，在张拉端钢绞线上套上预应力锚板1，然后在预应力锚板1的每个锥孔内装上工作夹片，最后在预应力锚具后面安装好千斤顶等预应力张拉装置。

在完成了振弦式预应力用测力锚具的安装就位后，通过采集传感器导线31上的信号，可以检测锚固于预应力锚板1上的实际预应力大小及预应力损失并及时调整张拉应力值，这样就可以确保预应力张拉施工的有效性和科学性。在完成预应力的张拉施工后，振弦式预应力用测力锚具永久地埋置在结构中，可以实时地输出锚固于预应力锚板1上的预应力的大小，为预应力损失的长期监测提供准确的数据。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims

1.一种振弦式预应力用测力锚具，其特征在于，该锚具包括预应力锚板（1）、设置在所述预应力锚板（1）圆截面中部的锥孔（2）和设置在预应力锚板（1）周向上的3个或6个振弦式传感器（3），所述的3个或6个振弦式传感器（3）以预应力锚板（1）的中心轴对称分布，所述预应力锚板（1）上设置有安装孔（11）和导线安装槽（12），分别用以安装振弦式传感器（3）和传感器导线（31）。

2.根据权利要求1所述的振弦式预应力用测力锚具，其特征在于，所述导线安装槽（12）设置于预应力锚板（1）内部，并与安装孔（11）连通。

3.根据权利要求1或2所述的振弦式预应力用测力锚具，其特征在于，所述预应力锚板（1）侧面设置有与导线安装槽（12）连通的导线引出端口（13）。

4.根据权利要求1或2所述的振弦式预应力用测力锚具，其特征在于，所述锥孔（2）的数量和分布位置，按照施工要求和《中华人民共和国交通运输行业标准—公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》JT/T329-2010确定。