CN108350698A - 后张法预应力控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的后张法预应力控制系统用于控制设置在混凝土结构内的预应力钢材的预应力，其特征在于，包括：液压千斤顶，在混凝土结构的一端钢材施加预应力；液压泵，通过液压供给管与所述液压千斤顶连接，以向液压千斤顶供给液压；数字伸长长度测量传感器，设置在所述液压千斤顶而用于测量活塞的伸长长度；测量单元，其包括数据记录器，该数据记录器接收并存储由所述数字伸长长度测量传感器测量的伸长数据并将其传送到主服务器；数字压力测量传感器，设置在所述液压泵的液压供给管；以及控制模块，其从所述数据记录器或主服务器接收伸长数据以计算预应力，并根据实时伸长数据与压力数据之比来校正预应力钢材的弹性系数以校正计算的预应力。

Description

后张法预应力控制系统
技术领域
本发明涉及一种后张法预应力控制系统，准确测量预应力钢材的预应力并通过主服务器管理多个预应力钢材的预应力，从而能够向部件施加均匀的预应力。
背景技术
后张法是向混凝土施加预应力的方法的一种，混凝土固化后，张拉预应力钢材而固定，由此向部件施加拉伸应力。
混凝土梁或板坯等设置有多个预应力钢材，通过使这些多个预应力钢材的预应力的偏差最小化而向部件施加均匀的预应力是很重要的。实际上，设计预应力与实际预应力之间的预应力误差范围被规定为平均7％以内，最大13％以内。
现有的后张法中预应力钢材的预应力是通过读取压力泵的表压的方法和测量液压千斤顶的活塞移动的距离的方法来测量的。
但是，所述方法都是模拟方式，因此预应力管理方面需要较多人力。
并且，查表员测量压力计或活塞的移动距离的同时通过按住停止张拉的按钮的手动方式来调整预应力，因此会出现每次适用不同的预应力等因使用者的熟练度产生的预应力测量及管理、施工性、作业时间等方面的较多差异，难以实施准确的张拉。
而且，用卷尺测量预应力钢材张拉后的伸长量来确认误差范围，但各部件因摩擦系数或钢绞线的长度等具有不同的伸长量，即使测量了伸长量，也无法准确知道适用的预应力的大小。
除此之外，读取表压或活塞的移动距离和用卷尺测量伸长量都仅仅依靠现场工作者的记录，记录纸的值就是数据库的全部。
结果上看，无法进行准确的预应力测量且误差管理也没有任何意义。
发明内容
(要解决的技术问题)
为了解决所述问题，本发明提供一种后张法预应力控制系统，准确测量预应力钢材的预应力并通过主服务器管理多个预应力钢材的预应力，从而能够向部件施加均匀的预应力。
(解决问题的手段)
根据优选实施例，本发明提供一种后张法预应力控制系统，用于控制设置在混凝土结构内的预应力钢材的预应力，其特征在于，包括：液压千斤顶，在混凝土结构的一端结合到预应力钢材，通过活塞的前进而向预应力钢材施加预应力；液压泵，通过液压供给管与所述液压千斤顶连接，以向液压千斤顶供给液压；数字伸长长度测量传感器，设置在所述液压千斤顶而用于测量活塞的伸长长度；测量单元，其包括数据记录器，该数据记录器接收并存储由所述数字伸长长度测量传感器测量的伸长数据并将其传送到主服务器；数字压力测量传感器，设置在所述液压泵的液压供给管；以及控制模块，其从所述数据记录器或主服务器接收伸长数据以计算预应力，并根据实时伸长数据与压力数据之比来校正预应力钢材的弹性系数以校正计算的预应力。
根据其他优选实施例，本发明提供一种后张法预应力控制系统，其特征在于，所述控制模块在当数字压力测量传感器测量的压力数据达到预先设定值时控制液压泵来停止液压千斤顶的驱动。
根据其他优选实施例，本发明提供一种后张法预应力控制系统，其特征在于，所述测量单元具备用于将收集的数据传送到移动终端的近距离无线通信模块，所述移动终端将接收的数据传送到主服务器。
根据其他优选实施例，本发明提供一种后张法预应力控制系统，其特征在于，向所述混凝土结构外部暴露的预应力钢材的一侧标记基准点，所述液压千斤顶一侧具备用于测量所述基准点的移动距离的位置感测传感器，所述控制模块在液压千斤顶的驱动被停止后根据位置感测传感器测量的基准点移动距离来校正伸长长度。
(发明的效果)
本发明具有如下效果。
一、利用数字伸长长度测量传感器准确测量液压千斤顶的活塞伸长长度并乘以系数来准确测量预应力钢材的预应力。因此，通过主服务器管理多个预应力钢材的预应力，以向部件施加均匀的预应力。
二、具备数字压力测量传感器的情况下，可通过测量从液压泵供给到液压千斤顶的流体的压力来测量预应力。因此，除了通过测量液压千斤顶的活塞伸长长度来测量预应力之外，还能双重地测量预应力，因此能够更加准确地测量预应力。
三、通过压力数据控制液压泵来停止液压千斤顶，能够防止预应力钢材瞬间屈服的现象。
四、因测量单元具备无线通信模块，可通过移动终端实时监测预应力，而不受场所的限制。
五、相比现有模拟方式的预应力测量方法，能够通过数字化系统实时测量并管理预应力钢材的预应力，通过自动化作业程序来大幅降低材料费和人力费，因此具有经济效益。
附图说明
图1是示出本发明的后张法预应力控制系统的图。
图2是测量单元的概念图。
图3是示出具备数字压力测量传感器的本发明的后张法预应力控制系统的图。
图4是示出具备移动终端的本发明的后张法预应力控制系统的图。
图5是本发明的后张法预应力控制系统的整体概念图。
图6是示出具备位置感测传感器的液压千斤顶的图。
最佳实施方式
用于达成所述目的的本发明控制设置在混凝土结构内的预应力钢材的预应力，其特征在于，包括：液压千斤顶，在混凝土结构的一端结合到预应力钢材，通过活塞的前进而向预应力钢材施加预应力；液压泵，通过液压供给管与所述液压千斤顶连接，以向液压千斤顶供给液压；数字伸长长度测量传感器，设置在所述液压千斤顶而用于测量活塞的伸长长度；测量单元，其包括数据记录器，该数据记录器接收并存储由所述数字伸长长度测量传感器测量的伸长数据并将其传送到主服务器；数字压力测量传感器，设置在所述液压泵的液压供给管；以及控制模块，其从所述数据记录器或主服务器接收伸长数据以计算预应力，并根据实时伸长数据与压力数据之比来校正预应力钢材的弹性系数以校正计算的预应力。
具体实施方式
下面根据附图及优选实施例对本发明进行详细的说明。
图1是示出本发明的后张法预应力控制系统的图，图2是测量单元的概念图。
本发明的后张法预应力控制系统用于控制设置在混凝土结构1内的预应力钢材11的预应力。
即，在混凝土固化后张拉钢丝等预应力钢材11以固定并向部件施加拉伸应力的后张法中，测量设置在混凝土梁或板坯等的内部的多个预应力钢材11的个别预应力，从而能够控制为向部件内施加均匀的预应力。
如图1所示，本发明的后张法预应力控制系统的特征在于，包括：液压千斤顶2，在混凝土结构1的一端结合到预应力钢材11，通过活塞21的前进而向预应力钢材11施加预应力；液压泵3，通过液压供给管31与所述液压千斤顶2连接，以向液压千斤顶2供给液压；数字伸长长度测量传感器4，设置在所述液压千斤顶2而用于测量活塞21的伸长长度；测量单元5，其包括数据记录器51，该数据记录器接收并存储由所述数字伸长长度测量传感器4测量的伸长数据并将其传送到主服务器6；数字压力测量传感器8，设置在所述液压泵3的液压供给管31；以及控制模块7，其从所述数据记录器51或主服务器6接收伸长数据以计算预应力，并根据实时伸长数据与压力数据之比来校正预应力钢材11的弹性系数以校正计算的预应力。
所述预应力钢材11的预应力与钢丝等预应力钢材11的伸长长度成正比。这种预应力钢材11的伸长长度与液压千斤顶2的活塞21伸长长度相同，因此本发明中利用数字伸长长度测量传感器4准确地测量液压千斤顶2的活塞21伸长长度。
即，液压千斤顶2的活塞21根据液压泵3供给的液压而前进时，预应力将作用于预应力钢材11。其中，用数字伸长长度测量传感器4测量液压千斤顶2的活塞21伸长长度。
作为所述数字伸长长度测量传感器4的实施例，可使用位移计。
所述主服务器6用于存储并管理伸长长度数据等测量的数据，在办公室也可通过主服务器6实时监测预应力。
所述主服务器6通过网络连接到设置在测量单元5的数据记录器51，将所述数据记录器51收集的数据存储到数据库61，对数据进行分类、计算、统计、输出，还可执行自动计算误差率最大值或数据的平均值等的演算。
所述控制模块7将通过数字伸长长度测量传感器4测量的液压千斤顶2的活塞21伸长长度获得的应变率乘以钢丝等预应力钢材11的弹性系数和有效面积来算出预应力。
所述控制模块7可被搭载或另行设置到液压泵3、数据记录器51、主服务器6或后述的便携式移动终端9中的任意一个，图2中示出设置在测量单元5的控制模块7的实施例。
图2中，所述开关盒53从数字伸长长度测量传感器4接收数据，流入开关盒的数据被数据记录器51首次加工而被传送到主服务器6或移动终端9。
如所述，本发明通过数字伸长长度测量传感器4准确测量液压千斤顶2的活塞21伸长长度并乘以系数而准确测量预应力钢材11的预应力，通过主服务器6统一管理多个预应力钢材11的预应力。
图3是示出具备数字压力测量传感器的本发明的后张法预应力控制系统的图，图4是示出具备移动终端的本发明的后张法预应力控制系统的图，图5是本发明的后张法预应力控制系统的整体概念图。
如图3所示，所述液压泵3的液压供给管31可具备数字压力测量传感器8。
所述液压泵3的液压供给和液压千斤顶2的活塞21伸长之间存在一定的时间差，因此直接测量与预应力钢材11的伸长长度具有相同值的活塞21的伸长长度来计算预应力是最准确的。但是，预应力钢材11从液压千斤顶2滑动的情况下，根据数字压力测量传感器8测量的压力数据计算预应力是更准确的。
因此，除了前述的数字伸长长度测量传感器4利用液压千斤顶2的活塞21伸长长度计算预应力之外，作为预备，利用数字压力测量传感器8测量从液压泵3供给到液压千斤顶2的流体的压力来测量预应力。
如所述，当利用数字伸长长度测量传感器4和数字压力测量传感器8来双重地测量预应力钢材11的预应力时，能够更准确地计算预应力。
其中，所述控制模块7可构成为：当数字压力测量传感器8测量的压力数据达到预先设定值时，控制液压泵3以停止液压千斤顶2的驱动。
现有技术是手动操作液压千斤顶2，因此会错过液压千斤顶2的活塞21停止时点而存在预应力钢材11瞬间屈服的情况。
因此，如图4，使得控制模块7利用压力数据控制液压泵3来停止液压千斤顶2的驱动。
当然，也可考虑通过监测伸长数据来停止液压千斤顶2的方法，但如前所述，液压泵3的液压供给与液压千斤顶2的活塞21伸长之间存在时间差。因此，若根据伸长数据控制液压泵3，存在因错过液压千斤顶2的停止时点而导致预应力钢材11屈服的可能性，因此优选根据压力数据控制液压泵3。
最优选地，预应力钢材11的预应力主要通过伸长数据计算，液压泵3的运转主要通过压力数据来控制。
若所述液压泵3的液压供给管31具备数字压力测量传感器8，所述控制模块7可构成为根据实时伸长数据与压力数据之比来校正计算的预应力。
钢丝等预应力钢材11直到屈服为止，都会出现弹性行为，因此可判断为预应力与活塞21的伸长长度成正比，但预应力钢材11并不会出现精确完美的弹性行为，而是在弹性区间外出现部分非弹性行为。因此为了计算正确的常数，控制模块7根据伸长长度数据与压力数据之比来校正弹性系数。
如图4及图5所示，所述测量单元5具备将收集的数据传送到移动终端9的近距离无线通信模块52，所述移动终端9可将接收的数据传送到主服务器6。
举例来说，所述移动终端9可以是智能手机等，所述近距离无线通信模块52可以是NFC(Near Field Communication：近场通讯)、蓝牙(Bluetooth)、紫峰(zigbee)、红外线通信、超宽带通信(UWB)等。
图5是关于控制模块7被设置在移动终端9的应用程序中的实施例，这种情况下，为了使控制模块7控制液压泵3，液压泵3应具备能够接收移动终端9的信号的通信模块。
智能手机等用户的移动终端9介入主服务器6与数据记录器51之间。
所述数据记录器51通过近距离无线通信模块52传送数据，因此不需要另外的网络环境。
用户可在现场通过移动终端9直接确认被收集到测量单元5的数据。
并且，当所述移动终端9为智能手机时，可设置数据测量用应用程序并将控制模块7搭载到所述应用程序。
其中，所述主服务器6可将收集的数据通过网络传送到PC、智能手机等管理员终端，在离现场很远的地方也能确认数据，若是智能手机，也可通过数据查看应用程序来确认。
所述数据查看应用程序和数据测量用应用程序可以是相同的应用程序。
图6是示出具备位置感测传感器的液压千斤顶的图。
如图6所示，在向所述混凝土结构1外部暴露的预应力钢材11一侧标记基准点12，所述液压千斤顶2一侧具备用于测量所述基准点12的移动距离的位置感测传感器10，所述控制模块7在液压千斤顶2的驱动被停止后根据位置感测传感器10测量的基准点12移动距离来校正伸长长度。
所述数字伸长长度测量传感器4或数字压力测量传感器8测量的值是在液压千斤顶2具备的活塞21的最大前进长度时点测量的。
但是，解除液压千斤顶2的液压时，预应力被部分解除，预应力钢材11重返一定距离而楔子与预应力钢材11衔接而预应力钢材11被固定。
据此，从解除液压千斤顶2的液压的时点到楔子固定预应力钢材11的时点为止，预应力存在差异，因此实际预应力略小于测量的预应力。
因此，通过位置感测传感器10测量该长度来校正实际预应力，以测量准确的预应力。
换句话说，在所述预应力钢材11的张拉过程中，标记在预应力钢材11一侧的基准点12会向远离混凝土结构1的地方后退，而当解除预应力时，液压千斤顶2与预应力钢材11的固定被解除而预应力钢材11被楔子衔接固定为止，向逆方向前进。所述位置感测传感器10测量预应力钢材11的所述前进长度。
工业实用性
本发明利用数字伸长长度测量传感器准确测量液压千斤顶的活塞伸长长度并乘以系数来准确测量预应力钢材的预应力，因此可通过主服务器管理多个预应力钢材的预应力，以向部件施加均匀的预应力。并且，具备数字压力测量传感器而可通过测量从液压泵供给到液压千斤顶的流体的压力来测量预应力，除了通过测量液压千斤顶的活塞伸长长度来测量预应力之外，还能双重地测量预应力，因此能够更加准确地测量预应力。

Claims (4)

1.一种后张法预应力控制系统，用于控制设置在混凝土结构(1)内的预应力钢材(11)的预应力，其特征在于，包括：
液压千斤顶(2)，在混凝土结构(1)的一端结合到预应力钢材(11)，通过活塞(21)的前进而向预应力钢材(11)施加预应力；
液压泵(3)，通过液压供给管(31)所述液压千斤顶(2)连接，以向液压千斤顶(2)供给液压；
数字伸长长度测量传感器(4)，设置在所述液压千斤顶(2)而用于测量活塞(21)的伸长长度；
测量单元(5)，其包括数据记录器(51)，该数据记录器接收并存储由所述数字伸长长度测量传感器(4)测量的伸长数据并将其传送到主服务器(6)；
数字压力测量传感器(8)，设置在所述液压泵(3)的液压供给管；以及
控制模块(7)，其从所述数据记录器(51)或主服务器(6)接收伸长数据以计算预应力，并根据实时伸长数据与压力数据之比来校正预应力钢材(11)的弹性系数以校正计算的预应力。
2.根据权利要求1所述的后张法预应力控制系统，其特征在于，
所述控制模块(7)在当数字压力测量传感器(8)测量的压力数据达到预先设定值时控制液压泵(3)来停止液压千斤顶(2)的驱动。
3.根据权利要求1所述的后张法预应力控制系统，其特征在于，
所述测量单元(5)具备用于将收集的数据传送到移动终端(9)的近距离无线通信模块(52)，所述移动终端(9)将接收的数据传送到主服务器(6)。
4.根据权利要求1所述的后张法预应力控制系统，其特征在于，
向所述混凝土结构(1)外部暴露的预应力钢材(11)的一侧标记基准点(12)，所述液压千斤顶(2)一侧具备用于测量所述基准点(12)的移动距离的位置感测传感器(10)，所述控制模块(7)在液压千斤顶(2)的驱动被停止后根据位置感测传感器(10)测量的基准点(12)移动距离来校正伸长长度。
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