CN113091978B - 一种平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置与方法，通过千斤顶以及与千斤顶的移动副固定连接的接长钢绞线检测锚具所固定的断面钢绞线的预应力，其特征在于，包括安装在锚具上并用于连接千斤顶的固定副与锚具的反力架，以及连接器；所述连接器包括其两端具有第一外螺纹的调整螺栓、旋拧在调整螺栓一端的连接螺母、旋拧在调整螺栓另一端的调整螺母、开设在连接螺母内的第一安装孔、开设在调整螺母内的第二安装孔、用于夹紧接长钢绞线且固定安装在第一安装孔内的张拉夹片，以及用于夹紧断面钢绞线且固定安装在第二安装孔内的连接夹片。

Description

一种平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置与方法

技术领域

本发明涉及斜拉索领域，具体涉及一种平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置与方法。

背景技术

随着预应力技术的不断发展，预应力技术在土木工程中应用也日益广泛，对于添加预应力结构体系的混凝土构件而言，预应力结构体系所蕴含的锚下有效预应力直接关系到混凝土构件的变形、开裂及其整体寿命，影响其使用性能和安全性能，故有效预应力是混凝土构件的质量控制核心之一。

通过有效的检测方法来检测有效预应力，对预应力施工质量和混凝土构件强度进行评估，是保证混凝土构件安全使用性能的重要手段。

平行钢绞线式斜拉索锚固系统作为预应力锚固体系的一种，需要使用安全、可靠的检测方法对其有效预应力的进行检测及维护。

现有技术中，预应力检测时需先锚固钢绞线，由于斜拉索端部钢绞线截断后，保留的钢绞线长度较短，锚固不方便，不利于预应力检测的操作过程；而且常规的检测方法难以抽检单根钢绞线有效预应力的力值，不利于锚具张拉的稳定性、均匀性等评估，不能完全满足有效预应力检测需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置与方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置，通过千斤顶以及与千斤顶的移动副固定连接的接长钢绞线检测锚具所固定的断面钢绞线的预应力，其特征在于，包括安装在锚具上并用于连接千斤顶的固定副与锚具的反力架，以及连接器；所述连接器包括其两端具有第一外螺纹的调整螺栓、旋拧在调整螺栓一端的连接螺母、旋拧在调整螺栓另一端的调整螺母、开设在连接螺母内的第一安装孔、开设在调整螺母内的第二安装孔、用于夹紧接长钢绞线且固定安装在第一安装孔内的张拉夹片，以及用于夹紧断面钢绞线且固定安装在第二安装孔内的连接夹片。

进一步地，所述第一安装孔为锥形孔，其内径沿着由内向外的方向逐渐减小；所述张拉夹片呈锥形且其外壁与第一安装孔的孔壁紧密接触；所述第二安装孔为锥形孔，其内径沿着由内向外的方向逐渐减小；所述连接夹片呈锥形且其外壁与第二安装孔的孔壁紧密接触。

进一步地，所述调整螺栓靠近连接螺母一端的端面上开设有向内凹陷且用于放置部分接长钢绞线的第一容纳孔；所述调整螺栓靠近调整螺母的一端的端面上开设有向内凹陷且用于放置部分断面钢绞线的第二容纳孔。

进一步地，所述调整螺栓两端的第一外螺纹具有相反的螺纹旋转方向。

进一步地，所述调整螺栓上开设有外安装孔；所述连接螺母上开设有与连接螺母的轴线垂直的第三安装孔；所述调整螺母上开设有与调整螺母的轴线垂直的第四安装孔。

进一步地，所述锚具上设置有第二外螺纹，所述反力架包括旋拧在第二外螺纹上的安装螺母、其一端与安装螺母固定连接且与安装螺母垂直设置的立柱、与立柱的另一端固定连接的支撑环，以及搭放在支撑环上且与千斤顶固定连接的承力组件。

进一步地，包括第一螺钉，所述立柱与安装螺母通过第一螺钉固定连接。

进一步地，还包括第二螺钉；所述立柱与支撑环通过第二螺钉固定连接。

进一步地，所述承力组件包括支撑板、压板以及第三螺钉，所述支撑板的一侧搭放在支撑环上且另一侧与压板通过第三螺钉固定连接，所述压板与千斤顶固定连接。

一种平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置的检测方法，所述锚具包括锚具本体、设置在锚具本体内的锥形孔，以及安装在锥形孔内且用于固定断面钢绞线的固定夹片；所述第二外螺纹设置在锚具本体上；

所述检测方法包括：

步骤一：通过将安装螺母旋拧在第二外螺纹上的方式将反力架与锚具固定连接；

步骤二：通过张拉夹片固定接长钢绞线，通过连接夹片固定断面钢绞线；

步骤三：千斤顶的移动副顶出，通过接长钢绞线和连接器张拉所述的断面钢绞线，当夹片与锥形孔分离时，所述千斤顶的顶出力即为断面钢绞线的预应力。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

1.本发明利用螺母、夹片以及螺栓组合成连接器，即使斜拉索端部所预留的钢绞线较短，也可进行连接和接长，操作方便；同时也能够用于单根钢绞线有效预应力检测与修复，可根据平行钢绞线式斜拉索实际检测或修复需求，对其中一根或几根钢绞线进行检测与修复。

2.本发明利用连接器、反力架以及千斤顶组成检测装置，其采用的检测方法是基于“反拉法”所设计，根据力的相互作用原理可以准确地检测锚下有效预应力值。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明反力架的结构示意图；

图3为本发明连接器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

如图1-3所示，一种平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置，通过千斤顶4以及与千斤顶的移动副固定连接的接长钢绞线1-1检测锚具2-2所固定的断面钢绞线2-1的预应力，包括安装在锚具上并用于连接千斤顶的固定副与锚具的反力架3，以及连接器1；所述连接器包括其两端具有第一外螺纹的调整螺栓1-4、旋拧在调整螺栓一端的连接螺母1-2、旋拧在调整螺栓另一端的调整螺母1-5、开设在连接螺母内的第一安装孔、开设在调整螺母内的第二安装孔、用于夹紧接长钢绞线且固定安装在第一安装孔内的张拉夹片1-3，以及用于夹紧断面钢绞线且固定安装在第二安装孔内的连接夹片1-6。

所述连接器通过锥形的夹片与螺母内的锥形孔进行配合，分别对接长钢绞线和断面钢绞线进行夹紧，在保持原有性能的条件下，整体外径减小为原来的78％，能满足绝大多数平行钢绞线式斜拉索的钢绞线连接要求，尤其适合2400MPa级小外径断面钢绞线的连接，从而为平行钢绞线式斜拉索的预应力检测与修复提供有效保障。

如图3所示，所述第一安装孔为锥形孔，其内径沿着由内向外的方向逐渐减小；所述张拉夹片呈锥形且其外壁与第一安装孔的孔壁紧密接触；所述第二安装孔为锥形孔，其内径沿着由内向外的方向逐渐减小；所述连接夹片呈锥形且其外壁与第二安装孔的孔壁紧密接触。

第一安装孔和第二安装孔均为锥形孔，锥形孔的开口较大的一端均朝向调整螺栓；张拉夹片和连接夹片的外壁也呈锥形，分别与第一安装孔和第二安装孔进行配合，进而实现接长钢绞线和断面钢绞线的夹紧；所述张拉夹片和连接夹片与钢绞线接触的部分设置有内丝，内丝的齿高为0.5mm，能够提高夹片对钢绞线的咬合力；调整螺母和连接螺母设置外锥形，夹片外锥形与螺母内锥形之间设置10′角度差，能够提高二者的锚固效率，在减小外径和体积的同时能够确保强度，满足2400MPa级别钢绞线的预应力检测与修复。

如图3所示，所述调整螺栓靠近连接螺母一端的端面上开设有向内凹陷且用于放置部分接长钢绞线的第一容纳孔1-41；所述调整螺栓靠近调整螺母的一端的端面上开设有向内凹陷且用于放置部分断面钢绞线的第二容纳孔1-42。

第一容纳孔内可以容纳一段接长钢绞线，提高夹紧的安全性；第二容纳孔的作用同上。

所述连接螺母上开设有与连接螺母的轴线垂直的第三安装孔1-21；所述调整螺母上开设有与调整螺母的轴线垂直的第四安装孔1-51；所述第三安装孔和第四安装孔均有多个，沿着各自螺母的周向均匀排布。所述调整螺栓的中部设置有台阶状凸起，台阶状凸起上开设有外安装孔，可以通过工具伸入到外安装孔内，绕着调整螺栓的轴线旋转，或者通过工具伸入到第三安装孔和第四安装孔内，旋拧连接螺母和调整螺母，完成调整螺栓与两个螺母的旋紧、连接。

本发明中，靠近调整螺栓的中心为“内”，远离“调整螺栓”的中心为“外”。

如图3所示，所述调整螺栓两端的第一外螺纹具有相反的螺纹旋转方向。

所述调整螺栓两端的外螺纹具有相反的螺纹旋转方向；进行预应力测试时，调整螺栓两端的反向螺纹能够使螺栓与螺母之间相互锁紧，防止两端的螺母松动。

如图2所示，所述锚具上设置有第二外螺纹，所述反力架包括旋拧在第二外螺纹上的安装螺母3-1、其一端与安装螺母固定连接且与安装螺母垂直设置的立柱3-2、与立柱的另一端固定连接的支撑环3-4，以及搭放在支撑环上且与千斤顶固定连接的承力组件。

本发明中的反力架3，用于将千斤顶4的固定副与锚具2-2连接起来，进行测试时，利用另外的连接器1和接长钢绞线1-1将千斤顶的移动副与锚具所夹紧的断面钢绞线2-1连接起来，此时反力架即可承受千斤顶的移动副以及锚具所施加的力，配合连接器完成平行钢绞线式斜拉索的预应力测试。

安装螺母通过螺纹方式旋拧在锚具上，能够保证结构强度以及部件之间的对中；并可在安装螺母的周边开孔，以便将工具伸入孔内旋紧安装螺母。

如图2所示，包括第一螺钉，所述立柱与安装螺母通过第一螺钉固定连接。

如图2所示，还包括第二螺钉3-3；所述立柱与支撑环通过第二螺钉固定连接。

安装螺母与支撑环之间通过立柱连接，能够为检测时的手动操作预留空间。

如图2所示，所述承力组件包括支撑板3-5、压板3-6以及第三螺钉3-7，所述支撑板的一侧搭放在支撑环上且另一侧与压板通过第三螺钉固定连接，所述压板与千斤顶固定连接。

支撑板搭放在支撑环上，便于拆卸，能够循环使用。

本发明中各部件均采用40Cr合金结构钢，并在调质后进行机械加工成型。

一种平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置的检测方法，所述锚具包括锚具本体、设置在锚具本体内的锥形孔，以及安装在锥形孔内且用于固定断面钢绞线的固定夹片；所述第二外螺纹设置在锚具本体上；

所述检测方法包括：

步骤一：通过将安装螺母旋拧在第二外螺纹上的方式将反力架与锚具固定连接；

步骤二：通过张拉夹片固定接长钢绞线，通过连接夹片固定断面钢绞线；

步骤三：千斤顶的移动副顶出，通过接长钢绞线和连接器张拉所述的断面钢绞线，当夹片与锥形孔分离时，所述千斤顶的顶出力即为断面钢绞线的预应力。

预应力修复的方法与检测方法具有相似的工作原理：可将有效预应力不足的钢绞线补张拉至设计力值，或是在夹片拔出后，对夹片错位等情况进行修复。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置，通过千斤顶(4)以及与千斤顶的移动副固定连接的接长钢绞线(1-1)检测锚具(2-2)所固定的断面钢绞线(2-1)的预应力，其特征在于，包括安装在锚具上并用于连接千斤顶的固定副与锚具的反力架(3)，以及连接器(1)；所述连接器包括其两端具有第一外螺纹的调整螺栓(1-4)、旋拧在调整螺栓一端的连接螺母(1-2)、旋拧在调整螺栓另一端的调整螺母(1-5)、开设在连接螺母内的第一安装孔、开设在调整螺母内的第二安装孔、用于夹紧接长钢绞线且固定安装在第一安装孔内的张拉夹片(1-3)，以及用于夹紧断面钢绞线且固定安装在第二安装孔内的连接夹片(1-6)；

所述第一安装孔为锥形孔，其内径沿着由内向外的方向逐渐减小；所述张拉夹片呈锥形且其外壁与第一安装孔的孔壁紧密接触；所述第二安装孔为锥形孔，其内径沿着由内向外的方向逐渐减小；所述连接夹片呈锥形且其外壁与第二安装孔的孔壁紧密接触；

所述锚具上设置有第二外螺纹，所述反力架包括旋拧在第二外螺纹上的安装螺母(3-1)、其一端与安装螺母固定连接且与安装螺母垂直设置的立柱(3-2)、与立柱的另一端固定连接的支撑环(3-4)，以及搭放在支撑环上且与千斤顶固定连接的承力组件。

2.根据权利要求1所述的平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置，其特征在于：所述调整螺栓靠近连接螺母一端的端面上开设有向内凹陷且用于放置部分接长钢绞线的第一容纳孔(1-41)；所述调整螺栓靠近调整螺母的一端的端面上开设有向内凹陷且用于放置部分断面钢绞线的第二容纳孔(1-42)。

3.根据权利要求1所述的平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置，其特征在于：所述调整螺栓两端的第一外螺纹具有相反的螺纹旋转方向。

4.根据权利要求1所述的平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置，其特征在于：所述调整螺栓上开设有外安装孔；所述连接螺母上开设有与连接螺母的轴线垂直的第三安装孔(1-21)；所述调整螺母上开设有与调整螺母的轴线垂直的第四安装孔(1-51)。

5.根据权利要求4所述的平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置，其特征在于：包括第一螺钉，所述立柱与安装螺母通过第一螺钉固定连接。

6.根据权利要求4所述的平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置，其特征在于：还包括第二螺钉(3-3)；所述立柱与支撑环通过第二螺钉固定连接。

7.根据权利要求4所述的平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置，其特征在于：所述承力组件包括支撑板(3-5)、压板(3-6)以及第三螺钉(3-7)，所述支撑板的一侧搭放在支撑环上且另一侧与压板通过第三螺钉固定连接，所述压板与千斤顶固定连接。

8.一种如权利要求1-6中任一项所述的平行钢绞线式斜拉索预应力检测装置的检测方法，其特征在于，所述锚具包括锚具本体、设置在锚具本体内的锥形孔，以及安装在锥形孔内且用于固定断面钢绞线的固定夹片；所述第二外螺纹设置在锚具本体上；

所述检测方法包括：

步骤一：通过将安装螺母旋拧在第二外螺纹上的方式将反力架与锚具固定连接；

步骤二：通过张拉夹片固定接长钢绞线，通过连接夹片固定断面钢绞线；

步骤三：千斤顶的移动副顶出，通过接长钢绞线和连接器张拉所述的断面钢绞线，当夹片与锥形孔分离时，所述千斤顶的顶出力即为断面钢绞线的预应力。

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