CN109724740A - 一种拉索桥索力测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种拉索桥索力测量装置，包括具有测力传感器的顶推机构，顶推机构包括用于与相应拉索锚固结构的支承筒螺纹连接的机构座，机构座上设置有用于顶推相应调节螺母或锚垫板的顶推结构。本发明中的拉索桥索力测量装置在使用时，机构座利用支承筒外周的螺纹与支承筒连接从而可以实现向支承筒传力，而机构座上的顶推结构则通过向调节螺母或锚垫板顶推，调节螺母或锚垫板形成反力架，在顶推结构的作用下，使得支承筒与调节螺母之间的螺纹配合处产生间隙，即支承筒与调节螺母之间的接触力消失，此时测力传感器测得的力值即为拉索的张力。

Description

一种拉索桥索力测量装置
技术领域
本发明涉及一种拉索桥索力测量领域的拉索桥索力测量装置。
背景技术
斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支撑连续梁。其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成，其中斜拉索是拉索桥的重要组成部分，斜拉索包括索绳，索绳一般由钢绞线制成，索绳的两端分别通过拉索锚固结构与塔和桥体相连。现有的拉索锚固结构如图1所示，包括固定连接于索绳1一端的支承筒4，支承筒4的外周设置有外螺纹，支承筒的外螺纹上螺纹连接有调节螺母3，调节螺母的一端顶抵在与塔或桥体固定连接的锚垫板2上。在使用时，锚垫板与塔或桥体固定在一起，通过旋拧调节螺母，来张紧索绳，以保持索绳的张力即索力，这个张力至关重要，是保证桥梁安全的重要参数。
因此，如何获得索绳的索力就显得尤为重要，中国专利CN103148972B公开的“一种无线智能拉力在线监测系统”，其公开的方案中，在摆绳对应于拉线的上端设置拉线测力器，通过拉线测力器直接获得摆绳对建筑构件的拉力，该方案的局限性比较大，因为他要求在摆绳安装之初就在摆绳与建筑构件之间设置拉线测力器，每个摆绳上均需要设置拉线测力器，不仅生产成本高，更为重要的是，针对目前已经安装完毕的拉索而言，是无法测得拉索张力的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以测量拉索张力的拉索桥索力测量装置。
为解决上述技术问题。
本发明的技术方案如下：
一种拉索桥索力测量装置，包括具有测力传感器的顶推机构，顶推机构包括用于与相应拉索锚固结构的支承筒螺纹连接的机构座，机构座上设置有用于顶推相应调节螺母或锚垫板的顶推结构。
所述测力传感器为套设于支承筒或调节螺母外围的空心环形结构。
顶推结构包括设置于机构座一端的顶推端面，通过旋拧所述机构座顶推端面朝调节螺母或锚垫板施加顶推作用力。
所述顶推端面与测力传感器之间设置有转动轴承，测力传感器顶推所述调节螺母或锚垫板。
顶推结构包括设置于机构座上的能够输出轴向直线动作的顶推杆。
所述顶推结构包括设置于所述机构座内的环形活塞腔，环形活塞腔中导向移动装配有环形的顶推活塞，所述顶推活塞构成所述顶推杆。
所述顶推活塞通过测力传感器顶推调节螺母或锚垫板。
本发明的有益效果为：本发明中的拉索桥索力测量装置在使用时，机构座利用支承筒外周的螺纹与支承筒连接从而可以实现向支承筒传力，而机构座上的顶推结构则通过向调节螺母或锚垫板顶推，调节螺母或锚垫板形成反力架，在顶推结构的作用下，使得支承筒与调节螺母之间的螺纹配合处或者锚垫板与调节螺母之间的配合处产生间隙，断开拉索锚固结构的传力，此时索力测量装置串设于索绳的张力路径上，测力传感器测得的力值即为拉索的张力。本发明中的拉索桥索力测量装置可以直接应用在已经安装好拉索的拉索桥上，不需在每个拉索上均配备测量传感器，从一定程度上降低了拉索的成本。
附图说明
图1是本发明背景技术中拉索锚固结构的结构示意图；
图2是本发明中实施例1的结构示意图；
图3是实施例1的原理示意图；
图4是实施例1中测力传感器示值与驱动缸加载时间的关系图；
图5是本发明的实施例2的结构示意图；
图6是本发明的实施例3的结构示意图；
图7是本发明的实施例4的结构示意图。
具体实施方式
在对本发明中的拉索桥索力测量装置进行介绍前，首先对现有技术中的拉索锚固结构进行简单介绍，如图2所示，包括固定连接于索绳1一端的支承筒4，支承筒的外周设置有外螺纹，支承筒的外螺纹上螺纹连接有调节螺母3，调节螺母的一端顶抵在与塔或桥体固定连接的锚垫板2上，锚固板是一个固定件，使用时通过旋拧调节螺母来张紧索绳。
一种拉索桥索力测量装置的实施例1如图2~3所示：包括具有测量传感器7的顶推机构，顶推机构包括用于与相应拉索锚固结构的支承筒螺纹连接的机构座5，机构座上设置有顶推结构，本实施例中顶推结构包括设置于机构座邻近调节螺母一端的端面9，在机构座的一侧顺序设置有转动轴承6和空心环形结构的测力传感器7，本实施例中的测力传感器为麦科仪（北京）科技有限公司生产的穿心式压力传感器（锚索计）MKY-JMZX-3102AT。测力传感器和转动轴承均套装于支承筒上，转动轴承6可以避免测力传感器受到旋拧切向力。
使用时，先将测力传感器和转动轴承顺序套装于待检测的拉索的支承筒上，然后将机构座旋拧于该支承筒上，机构座就相当于一个螺母，本发明利用螺纹与螺纹之间具有一定游隙的道理，如图3中的A图，正常的螺纹与螺纹之间并非完美匹配，以M50为例，内螺纹的螺牙31与外螺纹的螺纹槽之间具有配合公差42，配合公差为0.032mm，在未被检测时，受索绳的拉力作用，支承筒的外螺纹的螺牙41一侧是紧贴于调节螺母的内螺纹的螺牙31的一侧，当旋拧机构座时，机构座以调节螺母为反力架，向支承筒施加顶推力，如图3中的B图，机构座旋拧过程中，会向支承筒施加远离调节螺母方向的顶推力，当该顶推力足以克服索绳的张力时，支承筒的外螺纹的螺牙的对应侧与调节螺母的内螺纹的螺牙对应侧脱离，此时索力测量装置串接于索绳的张力路径中，此时测力传感器测得的力值即为索绳的张力。在力值表现上如图4所示，在驱动缸加载的时间过程中，最初索绳的拉力f1=F +f2，F为驱动缸的加载力即测力传感器的示值，f2为支承筒的螺纹与调节螺母的螺纹之间的接触力，当支承筒的外螺纹的对应侧与调节螺母的内螺纹的对应侧脱离时，f2=0，F=f1，在力值与时间的曲线上表现的是，F出现斜率拐点，这个拐点处的力值即为拉绳的张力。在本发明的其它实施例中：转动轴承也可以不设，此时机构座可以直接顶推测力传感器。
一种拉索桥索力测量装置的实施例2如图5所示：实施例2与实施例1不同的是，测力传感器7并未直接顶推于调节螺母上，测力传感器7套于调节螺母外围而顶推于锚垫板2上，锚垫板形成整个索力测量装置的反力架，此时因为轴向传动行程的增加，需要在转动轴承6与测量传感器之间设置有传动件8，本实施例中传动件为一个传动套。旋拧机构座5时，机构座给通过支承筒给调节螺母一个远离锚垫板2方向的作用力，调节螺母与锚垫板2脱离时，整个索力测量装置完全串于索绳的张力路径上，此时测力传感器的示值即为索绳的张力值。
一种拉索桥索力测量装置的实施例3如图6所示：实施例3与实施例1不同的是，顶推结构包括设置于机构座5内的环形活塞腔11，环形活塞腔11中导向移动装配有环形的顶推活塞10，顶推活塞10通过测力传感器7顶推调节螺母3。该方案中，机构座旋拧到支承筒上后调整好轴向位置就不再旋拧，通过顶推活塞的伸出来向支承筒施加朝远离调节螺母方向的顶推力，以实现支承筒上螺牙与调节螺母上螺牙的分离，顶推活塞构成了能够轴向直线动作的顶推杆。在本发明的其它实施例中，顶推结构也可以不是液压形式，比如说顶推结构包括设置于机构座上的电动推杆，通过电动推杆来顶推调节螺母，顶推推杆的动作输出杆即为顶推杆。
一种拉索桥索力测量装置的实施例4如图7所示：实施例4与实施例3不同的是，测力传感器直接顶推于锚垫板2上，顶推活塞与测力传感器之间设置有传动套。当然在本发明的其它实施例中，顶推活塞也可以直接顶推在测力传感器上。

Claims (7)

1.一种拉索桥索力测量装置， 其特征在于：包括具有测力传感器的顶推机构，顶推机构包括用于与相应拉索锚固结构的支承筒螺纹连接的机构座，机构座上设置有用于顶推相应调节螺母或锚垫板的顶推结构。
2.根据权利要求1所述的拉索桥索力测量装置，其特征在于：所述测力传感器为套设于支承筒或调节螺母外围的空心环形结构。
3.根据权利要求1或2所述的拉索桥索力测量装置，其特征在于：顶推结构包括设置于机构座一端的顶推端面，通过旋拧所述机构座顶推端面朝调节螺母或锚垫板施加顶推作用力。
4.根据权利要求3所述的拉索桥索力测量装置，其特征在于：所述顶推端面与测力传感器之间设置有转动轴承，测力传感器顶推所述调节螺母或锚垫板。
5.根据权利要求1或2所述的拉索桥索力测量装置，其特征在于：顶推结构包括设置于机构座上的能够输出轴向直线动作的顶推杆。
6.根据权利要求5所述的拉索桥索力测量装置，其特征在于：所述顶推结构包括设置于所述机构座内的环形活塞腔，环形活塞腔中导向移动装配有环形的顶推活塞，所述顶推活塞构成所述顶推杆。
7.根据权利要求6所述的拉索桥索力测量装置，其特征在于：所述顶推活塞通过测力传感器顶推调节螺母或锚垫板。
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