CN109060523B - 一种用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，属于土木工程质量安全检测技术领域。一种用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，包括：限位筒、张拉千斤顶以及主机控制器；限位筒的一端设有保护头套，另一端与张拉千斤顶连接；保护头套设有限位腔体，限位腔体与夹片相对设置；限位筒的侧壁设有位移传感器，位移传感器的探针依次穿过限位筒的中腔和限位腔体并与夹片接触，主机控制器分别与位移传感器和张拉千斤顶通信连接。本发明通过位移传感器实时监测夹片的位移，张拉千斤顶力值达到设定值时，夹片开始脱离锚具，位移传感器开始读数，当位移传值达到预先设定值时，张拉千斤顶停止工作，有效防止超张拉。

Description

一种用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置

技术领域

本发明涉及土木工程质量安全检测技术领域，具体涉及一种用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置。

背景技术

预应力混凝土结构中预应力的大小是影响结构服役期内正常使用性能的主要指标，目前国内外普遍采用的检测方法大体分为两类：间接检测和直接检测。间接检测技术主要有：声发射技术，电磁效应检测技法，超声波检测法，动力检测法以及锚端预应力测试技术，其测试精度相对较低。直接检测技术主要有：预应力筋直接检测技术，应力释放法以及反拉法。其中，预应力筋直接检测技术、应力释放法由于需要预埋传感器，从而限制了其应用范围，反拉法则是目前最常用最可靠的检测技术。

反拉法的种类有很多，大致可分为整束张拉和单根张拉。其中，整束张拉是对锚头的各根钢绞线同时张拉从而测定整个锚头的有效预应力，单根张拉则是分别对每一根钢绞线进行张拉，其测试预应力之和即为锚具的有效预应力。无论哪种方法，一般均需同时测试反拉力和钢绞线伸长量，并进行拟合绘制出F－S预应力曲线，如图4所示。

反拉法检测开始时，反拉力慢慢增大，各个部件设备间空隙进一步被排除，此阶段反拉力增加较小，而位移迅速增加，在F－S预应力曲线上斜率较小，如图1中的OA段；OA段结束，各个部件间空隙全部被压紧，此阶段随着反拉力增加，位移增量为工作段钢绞线的弹性变形，曲线的斜率趋于稳定，如图1中的AB段；AB段末端，反拉力达到平衡锚下有效预应力与静摩擦力之和，反拉力持续作用，完成克服摩擦力，此时，预应力体系将进行一个调整，如图1中的BC段，此阶段夹片与锚具之间的摩擦消失，夹片将随着钢绞线向外移动，直至被限位板(筒)限制住；当夹片松动后，反拉力继续增大，此时位移增量为工作段钢绞线和锚下锚索弹性变形之和，显然此时单位反拉力带来的位移量大得多，在F－S预应力曲线上斜率减小，如图1中的CD段。

使用反拉法测试有效预应力其测试结果直观易懂，且精确度较高，如图1中的BC段，当考虑摩擦力时，可取C点对应力值，当不考虑摩擦力时，可取B点对应力值。

然而，反拉法的最大的问题在于反拉法测试时，如果控制不严会造成锚具极限承载力的损失，其原因在于，在2次张拉时，夹片会随着钢绞线的位移而产生与锥口间的相对位移。此时，由于夹片、锥口产生的塑性变形，以及夹片在位移过程中不可避免地产生转动，从而在放张时夹片无法完全回缩到原来的位置。该位置的差异越大，该钢绞线(及锚固)的极限张力一般也就越低，对结构极限承载力判断的不利影响也就越大。

现有的反张拉检测一方面对夹片没有采取特殊的限制，还是采用的限位板或限位筒，另一方面不能在夹片松动的瞬间停止张拉，F－S预应力曲线中的拐点不明确，无法准确绘制完整的F－S曲线图，即检测将失效。当钢绞线伸长量较大时，很难保证回缩量在1mm之内，从而对预应力体系产生十分不利的影响，同时，锚具上部分夹片坏死也会导致测量误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，以解决现有反拉法测试时，夹片没有进行限制，导致超张拉，以致于出现钢绞线损坏和现场事故。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，包括：限位筒、张拉千斤顶以及主机控制器；限位筒的一端设有保护头套，限位筒的另一端与张拉千斤顶连接；保护头套设有与待测的夹片的形状和大小相匹配的限位腔体，限位腔体与夹片相对设置，限位腔体与限位筒的中腔连通；限位筒的侧壁设有位移传感器，位移传感器连接有探针，探针依次穿过限位筒的中腔和限位腔体并与夹片接触，主机控制器分别与位移传感器和张拉千斤顶通信连接。

本发明的限位筒和保护头套穿有钢绞线，钢绞线在限位筒和保护头套中可以自由移动，张拉千斤顶用于拉动钢绞线。在限位筒中设置位移传感器，位移传感器监测到的夹片位移信号传递给主机控制器，当夹片位移达到预先设定值时，主机控制器控制张拉千斤顶停止工作，有效防止钢绞线过度张拉。保护头套的限位腔体与夹片的形状和大小相匹配，可以使夹片沿着限位腔体进行移动，从而使夹片只有沿钢绞线方向的位移，不会出现偏移或者旋转，从而避免夹片或锥口产生变形，保证回缩量数据的准确性。此外，保护头套作为替换件，可以根据夹片的大小、数量或形状进行更换，提高装置的通用性。

本发明的测试步骤：(1)将保护头套固定在限位筒上；(2)将钢绞线依次穿过保护头套、限位筒、张拉千斤顶，并使夹片对准保护头套的限位腔体；(3)启动张拉千斤顶，使张拉千斤顶拉动钢绞线，直到张拉千斤顶力值达到预先设定值；(4)夹片开始脱离锚具，位移传感器开始捕捉夹片的位移，位移传感器产生电信号并将电信号传递到主机控制器，张拉千斤顶继续工作，直到位移传感器传递出信号达到预先设定值时，张拉千斤顶停止工作。

进一步地，上述限位筒与保护头套连接的一端设有限位凸起，限位凸起与限位腔体相对设置，并且限位凸起与保护头套配合。

进一步地，上述限位筒与保护头套之间设有防尘垫，探针贯穿防尘垫。

本发明的防尘垫可以有效隔绝外界杂尘对探针的影响。

进一步地，上述限位筒的侧壁设有固定位移传感器的安置槽。

进一步地，上述限位腔体的深度为1￣12mm。

进一步地，上述位移传感器的数量为3，所有位移传感器分别连接有探针。

本发明3个均匀分布的位移传感器能保证任意夹片产生位移时，都能检测到相应位移信息，从而提高测试的准确性。3个位移传感器各自连接探针，可以独立工作，互不干扰，可以用于两瓣或三瓣式夹片，增加了装置的实用性。

进一步地，上述限位筒通过保护尾套与张拉千斤顶连接，保护尾套的外侧壁设有线缆定位器，线缆定位器设有导线孔。

本发明保护尾套将限位筒与张拉千斤顶隔开，保护尾套可以根据不同的张拉千斤顶进行更换，提高装置的通用性。

本发明的线缆定位器可以将位移传感器的导线进行归纳，防止导线搅乱，增加导线使用寿命。线缆定位器还可以调整导线孔的朝向，方便导线的归纳。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过位移传感器实时监测夹片的位移。

2、本发明在限位筒上设有具有限位腔体的保护头套，可以使夹片沿着限位腔体进行移动，不会出现偏移。

3、本发明3个位移传感器能保证任意夹片产生位移时，都能检测到相应位移信息，在任一位移值达到预先设定值时，都能使主机控制油泵停止张拉，从而提高测试的准确性。3个位移传感器各自连接探针，可以独立工作，互不干扰，可以用于两瓣或三瓣式夹片，增加了装置的实用性。

附图说明

图1为反拉法原理图；

图2为本发明的用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置与钢绞线连接结构示意图；

图3为本发明的保护头套的结构示意图；

图4为本发明的限位筒与夹片配合时的结构示意图。

图中：110－锚具；120－夹片；130－限位筒；131－保护头套；132－限位腔体；133－防尘垫；134－安置槽；135－盖板；136－保护尾套；137－线缆定位器；138－导线孔；139－限位凸起；140－张拉千斤顶；150－位移传感器；151－探针；160－钢绞线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

请参照图2和图3，用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，包括：限位筒130、张拉千斤顶140以及主机控制器，待测的夹片120固定在锚具110内，限位筒130的一端朝向夹片120，限位筒130的另一端与张拉千斤顶140连接。钢绞线160依次连接锚具110、夹片120、限位筒130以及张拉千斤顶140，钢绞线160与锚具110、夹片120和张拉千斤顶140均固定连接，钢绞线160贯穿限位筒130并与限位筒130的内壁之间具有间隙。主机控制器分别与位移传感器150和张拉千斤顶140通信连接，张拉千斤顶140由主机控制器控制启、停。

夹片120为三瓣式，其围绕钢绞线160分布。夹片120呈楔形，其尖端置于锚具110内，其尾端置于锚具110外。在本发明的其它实施例中，夹片120还可以为两瓣式，绕钢绞线160分布。

限位筒130的两端分别通过螺栓连接有保护头套131和保护尾套136，保护头套131朝向夹片120，保护尾套136将限位筒130和张拉千斤顶140隔开，钢绞线160贯穿保护头套131和保护尾套136。保护头套131沿限位筒130的轴线方向设有限位腔体132，限位腔体132贯穿保护头套131的两端并且限位腔体132的深度为10mm，限位腔体132与限位筒130的中腔连通，限位腔体132与夹片120相对设置，并且限位腔体132的形状和大小与夹片120相匹配，夹片120能够在限位腔体132中沿限位筒130的轴线方向移动，保护头套131与夹片120相对的端面与夹片120的尾端齐平，方便夹片120直接进入保护头套131内。保护尾套136的侧壁连接有线缆定位器137，线缆定位器137的中部设有导线孔138。设有保护头套131和保护尾套136均不阻碍钢绞线160沿限位筒130轴线方向的移动。在本发明的其它实施例中，夹片120的尾端还可以置于限位腔体132中；夹片120的尾端还可以与保护头套131具有间距。在本发明的其它实施例中，限位腔体132的深度还可以为1mm、5mm、8mm或12mm等。

限位筒130与保护头套131的连接处设有橡胶材质的防尘垫133，钢绞线160贯穿防尘垫133。限位筒130与保护头套131连接的一端设有限位凸起139，限位凸起139与限位腔体132相对设置，方便保护头套131与限位筒130连接。限位筒130的侧壁设有安置槽134，安置槽134中固定安装有位移传感器150，安置槽134中还安装有盖板135，盖板135将位移传感器150封闭在限位筒130中，防止位移传感器150移动影响测试精度。位移传感器150的探针151依次穿过限位筒130的中腔和限位腔体132，位移传感器150的导线穿过导线孔138后与主机控制器连接。

请参照图4，保护头套131中空大小能够限制夹片120的移动方向。

本发明的测试步骤：(1)将保护头套131固定在限位筒130上；(2)将钢绞线160依次穿过保护头套131、限位筒130、张拉千斤顶140，并使夹片120对准保护头套131的限位腔体132；(3)启动张拉千斤顶140，使张拉千斤顶140拉动钢绞线160，直到张拉千斤顶140力值达到预先设定值；(4)夹片120开始脱离锚具110，位移传感器150开始捕捉夹片120的位移，位移传感器150产生电信号并将电信号传递到主机控制器，张拉千斤顶140继续工作，直到位移传感器150传递出信号达到预先设定值时，张拉千斤顶140停止工作。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，其特征在于，包括：限位筒(130)、张拉千斤顶(140)以及主机控制器；所述限位筒(130)的一端设有保护头套(131)，所述限位筒(130)的另一端与所述张拉千斤顶(140)连接；所述保护头套(131)设有与待测的夹片(120)的形状和大小相匹配的限位腔体(132)，所述限位腔体(132)与夹片(120)相对设置，所述限位腔体(132)与所述限位筒(130)的中腔连通；所述限位筒(130)的侧壁设有位移传感器(150)，所述位移传感器(150)连接有探针(151)，所述探针(151)依次穿过所述限位筒(130)的中腔和所述限位腔体(132)并与夹片(120)接触，所述主机控制器分别与所述位移传感器(150)和所述张拉千斤顶(140)通信连接；所述位移传感器(150)的数量为3，所有位移传感器(150)分别连接有探针(151)。

2.根据权利要求1所述的用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，其特征在于，所述限位筒(130)与所述保护头套(131)连接的一端设有限位凸起(139)，所述限位凸起(139)与所述限位腔体(132)相对设置，并且所述限位凸起(139)与所述保护头套(131)配合。

3.根据权利要求2所述的用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，其特征在于，所述限位筒(130)与所述保护头套(131)之间设有防尘垫(133)，所述探针(151)贯穿所述防尘垫(133)。

4.根据权利要求3所述的用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，其特征在于，所述限位筒(130)的侧壁设有固定所述位移传感器(150)的安置槽(134)。

5.根据权利要求1所述的用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，其特征在于，所述限位腔体(132)的深度为1～12mm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于反拉法的钢绞线夹片多点独立位移检测装置，其特征在于，所述限位筒(130)通过保护尾套(136)与所述张拉千斤顶(140)连接，所述保护尾套(136)的外侧壁设有线缆定位器(137)，所述线缆定位器(137)设有导线孔(138)。

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