CN109612623A - 一种测量体外预应力钢绞线索力的装置及测试方法 - Google Patents

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曹光伦
马祖桥
胡可
杨晓光
石雪飞
何金武
黄维树
吴红波
宋军
刘志权
袁助
程磊科
赵金磊
胡泉
王胜斌
梁长海
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands

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Abstract

本发明涉及一种测量体外预应力钢绞线索力的装置及测试方法，包括固定在待测钢绞线(5)上的两组抱箍(1)、两组抱箍(1)的中点设置有一端抵住钢绞线(5)的千斤顶(2)，以及两端分别连接抱箍(1)和千斤顶(2)另一端的固定条，两组固定条相固定形成固定支架(4)，由千斤顶(2)施加纵向机械顶力，通过横向变形与抱箍(1)间距即可计算得到拉索索力值。与现有技术相比，本发明无需知道材料参数，仅需简单机械测试即可获得对应索力测试便利，经济性好，测试误差相对明确。

Description

一种测量体外预应力钢绞线索力的装置及测试方法
技术领域
本发明涉及一种测试装置和方法，尤其是涉及一种测量体外预应力钢绞线索力的装置及测试方法。
背景技术
体外预应力钢绞线是钢-混结合段部分重要的结构组成部分，体外预应力状态直接影响钢混结合段的结构刚度和连接可靠性，大桥主跨采用混合梁结构，为保证钢梁和混凝土有效连接并改善其承载性能，在混合梁内部布置了体外预应力束，体外预应力的实际工作状态直接影响到混合梁的承载可靠性。
中国专利CN103528720A公布了一种体外预应力钢束精确检测装置，通过磁感传感器，检测预应力钢束的磁通量，输出与应力成比例的电压。磁通量传感器价格昂贵，需要标定大量的材料参数，传感器一经安装不可重复使用，不可拆卸，测试过程复杂，经济性差，测试误差不可控；本发明专利测索方法无需知道材料参数，仅需简单机械测试即可获得对应索力测试便利，经济性好，测试误差相对明确。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测量体外预应力钢绞线索力的装置及测试方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种测量体外预应力钢绞线索力的装置，包括固定在钢绞线上的固定支架，以及设置在固定支架和钢绞线之间的千斤顶，所述固定支架两端分别通过抱箍与钢绞线紧固。
进一步的，所述固定支架与抱箍为焊接连接，不能发生相对位移。
进一步的，所述固定支架两端的抱箍之间的钢绞线上设置有拉线式位移计。
进一步的，所述固定支架采用型钢焊接而成，加载时必须严格控制变形。
进一步的，所述钢绞线固定在钢绞线锚固端混凝土上。
进一步的，所述钢绞线穿过钢绞线锚固端混凝土，将钢绞线锚固在钢绞线锚固端混凝土上。
一种测量体外预应力钢绞线索力的测试方法，包括如下步骤：
(1)试验标定：在实验室内张拉不同等级的预应力钢绞线，利用该装置测试索力，拟合得到索力的修正方程、K值和B值；
(2)将测量装置上的抱箍紧固在钢绞线上，测量固定支架两端的抱箍之间的距离L1，开启千斤顶，当行程值达到δ1时，停止加载，并读取此时千斤顶力值F1；
(3)根据索力修正方程：
计算钢绞线索力F0。
进一步的，步骤(2)中：测量之前千斤顶预加0.1kN的力值，保证千斤顶与钢绞线紧密接触。
进一步的，所述的千斤顶的顶进行程与抱箍的净距之比δ1/L1不超过5％。
进一步的，步骤(3)中：多次测量取平均值，使测试结果更准确。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本测试装置利用现有市场成熟的各类传感器组成，造价低廉，可重复使用，大幅降低测试成本；
2、无需采用拔出试验，无需采用磁通量试验，也无需知道材料参数，仅需简单机械测试即可获得对应索力，测试便利，经济性好。
附图说明
图1为本发明的测试装置组成示意图；
图2为本发明测试装置测量过程示意图。
图中标号所示：
1、抱箍，2、千斤顶，3、拉线式位移计，4、固定支架，5、钢绞线，6、钢绞线锚固端混凝土。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
测量体外预应力钢绞线索力的装置及测试方法为：
选取测试断面，按照图1安装设备，抱箍1必须紧固；钢绞线5穿过钢绞线锚固端混凝土6，并锚固在其上。
参考图2，固定支架4以抱箍1为支点且与抱箍1焊接在一起，不能发生相对位移，固定支架4采用型钢焊接而成，加载时必须严格控制变形。同时在固定支架4与钢绞线5之间设置千斤顶2，安装完毕后，在两个抱箍1之间设置拉线式位移计3，测试前为保证千斤顶2与钢绞线5紧密接触，可预加0.1kN的力值，同时测量此状态下，抱箍1之间的水平距离L1。
开启千斤顶2，当行程值达到δ1时，停止加载，并读取此时千斤顶2力值F1。正式测试过程为保证测试结果的准确性，千斤顶2顶进行程与抱箍1净距之比δ1/L1不得超过5％。使用本装置进行现场试验之前，需进行实验室试验标定，通过张拉不同已知索力的预应力钢束，拟合得到索力的修正方程、K值和B值，利用本装置测得其索力值作为现场测试的标准。
根据索力修正方程：
计算钢绞线索力F0。
本测试装置利用现有市场成熟的各类传感器组成，造价低廉，可重复使用，大幅降低测试成本。为使测试结果准确，可测试多组索力值取均值得出准确索力值。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测量体外预应力钢绞线索力的装置，其特征在于，包括固定在待测钢绞线(5)上的两组抱箍(1)、两组抱箍(1)的中点设置有一端抵住钢绞线(5)的千斤顶(2)，以及两端分别连接抱箍(1)和千斤顶(2)另一端的固定条，两组固定条相固定连接形成固定支架(4)。
2.根据权利要求1所述的一种测量体外预应力钢绞线索力的装置，其特征在于，所述固定支架(4)与抱箍(1)为焊接连接。
3.根据权利要求1所述的一种测量体外预应力钢绞线索力的装置，其特征在于，两组抱箍(1)之间的钢绞线(5)上设置有拉线式位移计(3)。
4.根据权利要求1所述的一种测量体外预应力钢绞线索力的装置，其特征在于，所述固定支架(4)采用型钢焊接而成。
5.根据权利要求1所述的一种测量体外预应力钢绞线索力的装置，其特征在于，所述钢绞线(5)固定在钢绞线锚固端混凝土(6)上。
6.根据权利要求1所述的一种测量体外预应力钢绞线索力的装置，其特征在于，所述钢绞线(5)穿过钢绞线锚固端混凝土(6)，将钢绞线(5)锚固在钢绞线锚固端混凝土(6)上。
7.一种测量体外预应力钢绞线索力的测试方法，采用权利要求1-4所述任一测量体外预应力钢绞线索力的装置，其特征在于，包括如下步骤：
取待测钢绞线(5)安装上所述测量体外预应力钢绞线索力的装置，固定支架(4)与抱箍(1)焊接在一起，不发生相对位移，保证千斤顶(2)与钢绞线(5)紧密接触；然后测量两组抱箍(1)之间的距离L1，开启千斤顶(2)，当千斤顶的行程值达到δ1时，停止加载，并读取此时千斤顶(2)力值F1；根据索力修正方程
计算钢绞线(5)索力F0，其中K值和B值为修正系数，其值为常数。
8.根据权利要求7所述的一种测量体外预应力钢绞线索力的测试方法，其特征在于，测试前在室内进行标定，通过张拉多组已知索力的钢绞线，利用所述装置测得索力，回归得到K值和B值。
9.根据权利要求7所述的一种测量体外预应力钢绞线索力的测试方法，其特征在于，步骤(2)中：测量之前千斤顶(2)预加0.1kN的力值。
10.根据权利要求7所述的一种测量体外预应力钢绞线索力的测试方法，其特征在于，所述的千斤顶(2)的顶进行程与抱箍(1)的净距之比δ1/L1不超过5％。
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