CN111811715A - 一种预应力值端部检测的连接装置及检测方法 - Google Patents

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尚仁杰
许庆
董晰
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Central Research Institute of Building and Construction Co Ltd MCC Group
China Jingye Engineering Corp Ltd
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Abstract

本发明公开了一种预应力值端部检测的连接装置及检测方法，用于对混凝土结构端面露出的待检测预应力钢绞线进行预应力检测；包括内连接锚具、检测用钢绞线、外连接锚具、反力架、压力传感器、张拉千斤顶、电子位移计和数据采集系统；本发明利用检测用钢绞线、内连接锚具和外连接锚具实现对待检测预应力钢绞线的延长，在待检测预应力钢绞线上依次安装反力架、压力传感器、张拉千斤顶，并安装电子位移计测量张拉千斤顶的油缸的伸出量；对检测用钢绞线进行张拉，读取压力传感器的力值和电子位移计数值，并通过数据采集系统采集数据；通过观察力‑位移曲线，当力‑位移曲线突然出现转折，趋于平缓时，该力值就是预应力值；本发明结构简单，检测方便。

Description

一种预应力值端部检测的连接装置及检测方法
技术领域
本发明涉及预应力检测技术领域，更具体的说是涉及一种无粘结预应力钢绞线、缓粘结预应力钢绞线切筋后，端部预应力值检测的连接装置和检测方法。
背景技术
无粘结预应力筋和缓粘结预应力筋在建筑工程中广泛应用。无粘结预应力筋和缓粘结预应力筋在施工结束后其端部是通过夹片锚具和承压板固定在混凝土的端面，预应力筋切筋后端部露出锚具，按规范规定不小于30mm，一般也不大于50mm。许多建筑工程在使用若干年后因为要改变使用功能，所以需要对无粘结预应力筋的预应力大小进行检测，缓粘结预应力工程也遇到在缓粘结剂固化前检测预应力值大小。通常用的无粘结预应力筋为直径15.2mm的钢绞线，截面积为140mm2，预应力大小一般为14吨～20吨，要测量端部拉力是非常困难的，目前还没有有效的检测装置及检测方法。现有的千斤顶进行预应力张拉检测至少要留有200mm钢绞线才可以实现，因此，现有的千斤顶无法直接张拉端部露出锚具的30mm～50mm钢绞线并检测预应力值。
因此，如何提供一种能操作简单，测量准确的预应力值检测装置及方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种预应力值端部检测的连接装置，旨在解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种预应力值端部检测的连接装置，用于对混凝土结构端面露出的待检测预应力钢绞线进行预应力检测；所述待检测预应力钢绞线上套设有与所述混凝土结构端面贴合的承压板，并通过结构内锚具紧固所述待检测预应力钢绞线且顶紧所述承压板；包括：内连接锚具、检测用钢绞线、外连接锚具、施力组件和数据采集系统；
所述内连接锚具包括内锚环和内楔形夹片；所述内锚环套设在所述待检测预应力钢绞线端头，且外部具有螺纹；所述内楔形夹片涨紧在所述待检测预应力钢绞线端头侧壁和内锚环之间；
所述检测用钢绞线的端头与所述待检测预应力钢绞线的端头对应，且同轴布置向所述混凝土结构的反方向延伸；
所述外连接锚具包括外锚环和外楔形夹片；所述外锚环套设在所述检测用钢绞线端头，且端头内部具有螺纹，并与所述内锚环螺纹连接；所述外楔形夹片涨紧在所述检测用钢绞线端头侧壁和外锚环之间；
所述施力组件位于所述混凝土结构端面且与延伸出的所述检测用钢绞线连接，并用于向所述检测用钢绞线施加拉力并检测其受力值和位移值；
所述数据采集系统用于采集所述施力组件检测的受力值和位移值。
通过上述技术方案，本发明通过提供检测用钢绞线，通过内连接锚具和外连接锚具的楔形夹片和锚环的连接结构，将待检测预应力钢绞线和检测用钢绞线快速连接形成整体，通过施力组件和数据采集系统的配合能够快速得出预应力值，适于端部通过结构内锚具和承压板固定在混凝土结构端面的无粘结预应力筋、缓粘结预应力筋端部预应力检测，结构简单，连接方便，测量精度高。
需要说明的是，所述内锚环的内壁具有与所述内楔形夹片角度匹配的斜面结构；所述外锚环的内壁具有与所述外楔形夹片角度匹配的斜面结构。以使得锚环和楔形夹片之间能形成卡接夹紧的效果。
优选的，在上述一种预应力值端部检测的连接装置中，所述施力组件包括反力架、压力传感器、张拉千斤顶和电子位移计；所述反力架穿过所述检测用钢绞线并与所述混凝土结构端面贴合；所述压力传感器穿过所述检测用钢绞线且顶紧所述反力架；所述张拉千斤顶穿过所述检测用钢绞线且顶紧所述压力传感器，所述张拉千斤顶与所述检测用钢绞线连接；所述电子位移计安装在所述张拉千斤顶的油缸露出处。通过张拉千斤顶和压力传感器配合，能够稳定有效地实现对检测用钢绞线的张拉，以及对拉力值和位移值的检测。
优选的，在上述一种预应力值端部检测的连接装置中，所述数据采集系统分别与所述压力传感器和电子位移计电性连接。连接简单，检测有效。
优选的，在上述一种预应力值端部检测的连接装置中，所述反力架包括圆钢管、力扩散钢板、端头圆钢板和三角加劲板；所述圆钢管同轴套设在所述检测用钢绞线外侧；所述力扩散钢板固定在所述圆钢管的端头，且具有穿过所述检测用钢绞线的第一通孔，并与所述混凝土结构端面贴合；所述端头圆钢板固定在所述圆钢管的另一端，且具有用于所述检测用钢绞线通过的第二通孔；所述三角加劲板的数量为多个，且固定在所述圆钢管的外壁和力扩散钢板之间。反力架结构简单，使用方便，不必与混凝土结构硬性连接，能够起到良好的支撑效果，且能够将反力匀布在混凝土结构的表面。
优选的，在上述一种预应力值端部检测的连接装置中，所述圆钢管的长度为120mm-150mm，壁厚为6mm-8mm，且内径大于所述外锚环的外径5mm-10mm；所述力扩散钢板的厚度为16mm-20mm，第一通孔的内径大于所述外锚环的外径5mm-10mm；所述端头圆钢板的外径大于所述圆钢管的外径10mm，厚度为10mm。能够满足连接的尺寸需求。
优选的，在上述一种预应力值端部检测的连接装置中，所述三角加劲板的数量为3-4块。能够提高连接的结构强度和稳定性。
优选的，在上述一种预应力值端部检测的连接装置中，所述待检测预应力钢绞线露出所述内锚环端头5mm。能够满足测量需求。
优选的，在上述一种预应力值端部检测的连接装置中，所述检测用钢绞线与工程用钢绞线规格相同，长度500mm—600mm。满足后续张拉长度即可。
优选的，在上述一种预应力值端部检测的连接装置中，所述外锚环和内锚环的螺纹连接长度为13mm-15mm。能够满足连接的稳定性。
本发明还提供了一种预应力值端部检测的连接装置的检测方法，包括以下步骤：
S1、通过内锚环和内楔形夹片将待检测预应力钢绞线露出结构内锚具部分夹持锚固，并施加向外的力收紧内锚环，使内楔形夹片夹紧待检测预应力钢绞线端部；
S2、通过外锚环和外楔形夹片将检测用钢绞线一端夹持并锚固；
S3、将外锚环与内锚环螺纹连接拧紧；
S4、将反力架同轴套设在检测用钢绞线外侧，并贴紧混凝土结构端面；
S5、在检测用钢绞线上依次安装压力传感器、张拉千斤顶，并在张拉千斤顶油缸露出位置安装电子位移计；
S6、将压力传感器和电子位移计的数值接入数据采集系统；
S7、进行张拉检测，张拉千斤顶的油缸开始有伸出，压力传感器开始产生压力值，读取并记录数据；
S8、张拉检测过程绘制拉力-位移曲线，当发现拉力-位移曲线出现转折，斜率明显减小时，转折点的力值即被检测预应力值；
S9、停止检测，张拉千斤顶卸载，取下张拉千斤顶、电子位移计、压力传感器和反力架，拧下检测用钢绞线以及外连接锚具，即完成一根预应力筋的预应力检测。
通过上述技术方案，本发明提供的方法利用检测用钢绞线、内连接锚具和外连接锚具实现对待检测预应力钢绞线的延长，在待检测预应力钢绞线上依次安装反力架、压力传感器、张拉千斤顶，并安装电子位移计测量张拉千斤顶的油缸的伸出量；对检测用钢绞线进行张拉，读取压力传感器的力值和电子位移计数值，并通过数据采集系统采集数据；通过观察力-位移曲线，当力-位移曲线突然出现转折，趋于平缓时，该力值就是预应力值；本发明结构简单，检测方便，试验证明，当待检测预应力钢绞线露出锚具大于等于30mm时，就可以进行预应力值检测。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种预应力值端部检测的连接装置及检测方法，具有以下有益效果：
1、本发明通过提供检测用钢绞线，通过内连接锚具和外连接锚具的楔形夹片和锚环的连接结构，将待检测预应力钢绞线和检测用钢绞线快速连接形成整体，通过施力组件和数据采集系统的配合能够快速得出预应力值，适于端部通过结构内锚具和承压板固定在混凝土结构端面的无粘结预应力筋、缓粘结预应力筋端部预应力检测，结构简单，连接方便，测量精度高。
2、本发明提供的方法利用检测用钢绞线、内连接锚具和外连接锚具实现对待检测预应力钢绞线的延长，在待检测预应力钢绞线上依次安装反力架、压力传感器、张拉千斤顶，并安装电子位移计测量张拉千斤顶的油缸的伸出量；对检测用钢绞线进行张拉，读取压力传感器的力值和电子位移计数值，并通过数据采集系统采集数据；通过观察力-位移曲线，当力-位移曲线突然出现转折，趋于平缓时，该力值就是预应力值；本发明结构简单，检测方便，试验证明，当待检测预应力钢绞线露出锚具大于等于30mm时，就可以进行预应力值检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的整体结构示意图；
图2附图为本发明提供的反力架的结构示意图；
图3附图为本发明提供的检测方法中准备状态的结构示意图；
图4附图为本发明提供的检测方法中步骤S1和S2的结构示意图；
图5附图为本发明提供的检测方法中步骤S3的结构示意图；
图6附图为本发明提供的检测方法中步骤S4的结构示意图；
图7附图为本发明提供的检测方法中步骤S5的结构示意图；
图8附图为本发明提供的检测方法中步骤S6的结构示意图；
图9附图为本发明提供的预应力钢绞线检测力与位移的曲线图。
其中：
1-混凝土结构；
2-待检测预应力钢绞线；
3-承压板；
4-结构内锚具；
5-内连接锚具；
51-内锚环；
52-内楔形夹片；
6-检测用钢绞线；
7-外连接锚具；
71-外锚环；
72-外楔形夹片；
8-施力组件；
81-反力架；
811-圆钢管；
812-力扩散钢板；
8121-第一通孔；
813-端头圆钢板；
8131-第二通孔；
814-三角加劲板；
82-压力传感器；
83-张拉千斤顶；
84-电子位移计；
9-数据采集系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见附图1和附图2，本发明实施例公开了一种预应力值端部检测的连接装置，用于对混凝土结构1端面露出的待检测预应力钢绞线2进行预应力检测；待检测预应力钢绞线2上套设有与混凝土结构1端面贴合的承压板3，并通过结构内锚具4紧固待检测预应力钢绞线2且顶紧承压板3；包括：内连接锚具5、检测用钢绞线6、外连接锚具7、施力组件8和数据采集系统9；
内连接锚具5包括内锚环51和内楔形夹片52；内锚环51套设在待检测预应力钢绞线2端头，且外部具有螺纹；内楔形夹片52涨紧在待检测预应力钢绞线2端头侧壁和内锚环51之间；
检测用钢绞线6的端头与待检测预应力钢绞线2的端头对应，且同轴布置向混凝土结构1的反方向延伸；
外连接锚具7包括外锚环71和外楔形夹片72；外锚环71套设在检测用钢绞线6端头，且端头内部具有螺纹，并与内锚环51螺纹连接；外楔形夹片72涨紧在检测用钢绞线2端头侧壁和外锚环71之间；
施力组件8位于混凝土结构1端面且与延伸出的检测用钢绞线6连接，并用于向检测用钢绞线6施加拉力并检测其受力值和位移值；
数据采集系统9用于采集施力组件8检测的受力值和位移值。
为了进一步优化上述技术方案，施力组件8包括反力架81、压力传感器82、张拉千斤顶83和电子位移计84；反力架81穿过检测用钢绞线6并与混凝土结构1端面贴合；压力传感器82穿过检测用钢绞线6且顶紧反力架81；张拉千斤顶83穿过检测用钢绞线6且顶紧压力传感器82，张拉千斤顶83与检测用钢绞线6连接；电子位移计84安装在张拉千斤顶83的油缸露出处。
为了进一步优化上述技术方案，数据采集系统9分别与压力传感器82和电子位移计84电性连接。
为了进一步优化上述技术方案，反力架81包括圆钢管811、力扩散钢板812、端头圆钢板813和三角加劲板814；圆钢管811同轴套设在检测用钢绞线6外侧；力扩散钢板812固定在圆钢管811的端头，且具有穿过检测用钢绞线6的第一通孔8121，并与混凝土结构1端面贴合；端头圆钢板813固定在圆钢管811的另一端，且具有用于检测用钢绞线6通过的第二通孔8131；三角加劲板814的数量为多个，且固定在圆钢管811的外壁和力扩散钢板812之间。
为了进一步优化上述技术方案，圆钢管811的长度为120mm-150mm，壁厚为6mm-8mm，且内径大于外锚环71的外径5mm-10mm；力扩散钢板812的厚度为16mm-20mm，第一通孔8121的内径大于外锚环71的外径5mm-10mm；端头圆钢板813的外径大于圆钢管811的外径10mm，厚度为10mm。
为了进一步优化上述技术方案，三角加劲板814的数量为3-4块。
为了进一步优化上述技术方案，待检测预应力钢绞线2露出内锚环51端头5mm。
为了进一步优化上述技术方案，检测用钢绞线6与工程用钢绞线规格相同，长度500mm—600mm。
为了进一步优化上述技术方案，外锚环71和内锚环51的螺纹连接长度为13mm-15mm。
本实施例提供的预应力值端部检测的连接装置的检测方法，包括以下步骤：
S1、参见附图3和附图4，通过内锚环51和内楔形夹片52将待检测预应力钢绞线2露出结构内锚具4部分夹持锚固，并施加向外的力收紧内锚环51，使内楔形夹片52夹紧待检测预应力钢绞线2端部；
S2、通过外锚环71和外楔形夹片72将检测用钢绞线6一端夹持并锚固，检测用钢绞线6与工程用钢绞线同一规格，长度500mm—600mm，满足后续张拉长度即可；
S3、参见附图5，将外锚环71与内锚环51螺纹连接拧紧，螺纹拧紧约13mm-15mm即可满足检测力需要；
S4、参见附图6，将反力架81同轴套设在检测用钢绞线6外侧，并贴紧混凝土结构1端面；反力架81包括圆钢管811、力扩散钢板812、端头圆钢板813和三角加劲板814；圆钢管811同轴套设在检测用钢绞线6外侧；力扩散钢板812固定在圆钢管811的端头，且具有穿过检测用钢绞线6的第一通孔8121，并与混凝土结构1端面贴合；端头圆钢板813固定在圆钢管811的另一端，且具有用于检测用钢绞线6通过的第二通孔8131；三角加劲板814的数量为多个，且固定在圆钢管811的外壁和力扩散钢板812之间；圆钢管811的长度为120mm-150mm，壁厚为6mm-8mm，且内径大于外锚环71的外径5mm-10mm；力扩散钢板812的厚度为16mm-20mm，第一通孔8121的内径大于外锚环71的外径5mm-10mm；端头圆钢板813的外径大于圆钢管811的外径10mm，厚度为10mm；三角加劲板814的数量为3-4块；所有钢板焊接固定；
S5、参见附图7，在检测用钢绞线6上依次安装压力传感器82、张拉千斤顶83，并在张拉千斤顶83油缸露出位置安装电子位移计84；
S6、参见附图8，将压力传感器82和电子位移计84的数值接入数据采集系统9；
S7、进行张拉检测，张拉千斤顶83的油缸开始有伸出，压力传感器82开始产生压力值，读取并记录数据；
S8、张拉检测过程绘制拉力-位移曲线，当发现拉力-位移曲线出现转折，斜率明显减小时，转折点的力值即被检测预应力值；
S9、停止检测，张拉千斤顶83卸载，取下张拉千斤顶83、电子位移计84、压力传感器82和反力架81，拧下检测用钢绞线6以及外连接锚具7，即完成一根预应力筋的预应力检测。
参见附图9，某根待检测预应力钢绞线检测力与位移曲线如图所示，可以发现，在力的大小为155KN时，力-位移曲线有明显的转折，可以判断此预应力值为155KN。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种预应力值端部检测的连接装置，用于对混凝土结构(1)端面露出的待检测预应力钢绞线(2)进行预应力检测；包括所述待检测预应力钢绞线(2)上套设有的与所述混凝土结构(1)端面贴合的承压板(3)，并通过结构内锚具(4)紧固所述待检测预应力钢绞线(2)且顶紧所述承压板(3)；其特征在于，还包括：内连接锚具(5)、检测用钢绞线(6)、外连接锚具(7)、施力组件(8)和数据采集系统(9)；
所述内连接锚具(5)包括内锚环(51)和内楔形夹片(52)；所述内锚环(51)套设在所述待检测预应力钢绞线(2)端头，且外部具有螺纹；所述内楔形夹片(52)涨紧在所述待检测预应力钢绞线(2)端头侧壁和内锚环(51)之间；
所述检测用钢绞线(6)的端头与所述待检测预应力钢绞线(2)的端头对应，且同轴布置向所述混凝土结构(1)的反方向延伸；
所述外连接锚具(7)包括外锚环(71)和外楔形夹片(72)；所述外锚环(71)套设在所述检测用钢绞线(6)端头，且端头内部具有螺纹，并与所述内锚环(51)螺纹连接；所述外楔形夹片(72)涨紧在所述检测用钢绞线(2)端头侧壁和外锚环(71)之间；
所述施力组件(8)位于所述混凝土结构(1)端面且与延伸出的所述检测用钢绞线(6)连接，用于向所述检测用钢绞线(6)施加拉力并检测其受力值和位移值；
所述数据采集系统(9)用于采集所述施力组件(8)检测的受力值和位移值。
2.根据权利要求1所述的一种预应力值端部检测的连接装置，其特征在于，所述施力组件(8)包括反力架(81)、压力传感器(82)、张拉千斤顶(83)和电子位移计(84)；所述反力架(81)穿过所述检测用钢绞线(6)并与所述混凝土结构(1)端面贴合；所述压力传感器(82)穿过所述检测用钢绞线(6)且顶紧所述反力架(81)；所述张拉千斤顶(83)穿过所述检测用钢绞线(6)且顶紧所述压力传感器(82)，所述张拉千斤顶(83)与所述检测用钢绞线(6)连接；所述电子位移计(84)安装在所述张拉千斤顶(83)的油缸露出处。
3.根据权利要求2所述的一种预应力值端部检测的连接装置，其特征在于，所述数据采集系统(9)分别与所述压力传感器(82)和电子位移计(84)电性连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种预应力值端部检测的连接装置，其特征在于，所述反力架(81)包括圆钢管(811)、力扩散钢板(812)、端头圆钢板(813)和三角加劲板(814)；所述圆钢管(811)同轴套设在所述检测用钢绞线(6)外侧；所述力扩散钢板(812)固定在所述圆钢管(811)的端头，且具有穿过所述检测用钢绞线(6)的第一通孔(8121)，并与所述混凝土结构(1)端面贴合；所述端头圆钢板(813)固定在所述圆钢管(811)的另一端，且具有用于所述检测用钢绞线(6)通过的第二通孔(8131)；所述三角加劲板(814)的数量为多个，且固定在所述圆钢管(811)的外壁和力扩散钢板(812)之间。
5.根据权利要求4所述的一种预应力值端部检测的连接装置，其特征在于，所述圆钢管(811)的长度为120mm-150mm，壁厚为6mm-8mm，且内径大于所述外锚环(71)的外径5mm-10mm；所述力扩散钢板(812)的厚度为16mm-20mm，第一通孔(8121)的内径大于所述外锚环(71)的外径5mm-10mm；所述端头圆钢板(813)的外径大于所述圆钢管(811)的外径10mm，厚度为10mm。
6.根据权利要求4所述的一种预应力值端部检测的连接装置，其特征在于，所述三角加劲板(814)的数量为3-4块。
7.根据权利要求1所述的一种预应力值端部检测的连接装置，其特征在于，所述待检测预应力钢绞线(2)露出所述内锚环(51)端头5mm。
8.根据权利要求1所述的一种预应力值端部检测的连接装置，其特征在于，所述检测用钢绞线(6)与工程用钢绞线规格相同，长度500mm—600mm。
9.根据权利要求1所述的一种预应力值端部检测的连接装置，其特征在于，所述外锚环(71)和内锚环(51)的螺纹连接长度为13mm-15mm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种预应力值端部检测的连接装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过内锚环(51)和内楔形夹片(52)将待检测预应力钢绞线(2)露出结构内锚具(4)部分夹持锚固，并施加向外的力收紧内锚环(51)，使内楔形夹片(52)夹紧待检测预应力钢绞线(2)端部；
S2、通过外锚环(71)和外楔形夹片(72)将检测用钢绞线(6)一端夹持并锚固；
S3、将外锚环(71)与内锚环(51)螺纹连接拧紧；
S4、将施力组件(8)连接在检测用钢绞线(6)外侧，向检测用钢绞线(6)施加拉力并检测其受力值和位移值；
S5、进行张拉检测，开始产生压力值，读取并记录数据；
S6、张拉检测过程绘制拉力-位移曲线，当发现拉力-位移曲线出现转折，斜率明显减小时，转折点的力值即被检测预应力值；
S7、停止检测，卸载施力组件(8)，拧下检测用钢绞线(6)以及外连接锚具(7)，即完成一根预应力筋的预应力检测。
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