CN115030240B - 一种锚具静载试验过程自动监测方法及自动监测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锚具静载试验过程自动监测方法，该方法包括以下步骤：首先将夹片位置标识件和钢绞线位置标识件分别固定在锚具夹片和钢绞线上；然后将夹片与钢绞线回缩量实时监测装置固定在垫板上，采用夹片与钢绞线回缩量实时监测装置。本发明还公开了一种锚具静载试验过程自动监测设备，包括：锚具静载拉伸试验机；夹片与钢绞线回缩量实时监测装置，设置于锚具静载拉伸试验机的垫板上；控制及显示终端。本发明能够解决目前的锚具静载拉伸试验机上，钢绞线与夹片之间回缩量的测量为人工手动完成，测量结果与操作者经验密切相关，测量误差大，在整个试验过程需要操作人员看守，并进行定时测量,任务繁重的问题。

Description

一种锚具静载试验过程自动监测方法及自动监测设备
技术领域
本发明涉及工程试验自动测量设备技术领域，特别涉及一种锚具静载试验过程自动监测方法及自动监测设备。
背景技术
作为是一个有着悠久造桥历史的国家，上千年以来，我国一直拥有世界一流的造桥技术，甚至被称为“桥的国度”。近年来，随着科学技术的不断进步，我国的桥梁建造技术更是突飞猛进，并在世界各地大量承接桥梁建造工程，不断创造出新的世界纪录，如今造桥技术已成为中国在国际上的重要标志。预应力锚具是现代桥梁非常重要的结构之一，用于承受桥梁本身的岩土自重和锚垫板传递而来的行车荷载，具有提高锚后混凝土的抗压强度，防止锚下混凝土在张拉应力的作用下发生局部破坏的作用，其质量也是决定现代桥梁可靠性的关键因素之一。
为确保施工质量和施工安全，在实际施工之前，需通过静载试验对实际工程中使用的每批锚具对钢绞线的锚固性能进行抽样检测。检测试验采用锚具静载试验机对固定钢绞线的锚具进行加载，然后测量测量整个加载过程锚具夹片和钢绞线的内缩量以评估锚具对钢绞线的锚固性能。然而，目前工程中所使用的锚具静载试验机自动化程度普遍较低，试验过程仍需依靠人工多次测量试验机两端钢绞线和夹片的内缩量。手动测量结果与操作者经验密切相关，测量误差大，且需要操作人员全程看守，并进行定时测量，测量任务繁重。其次，试验过程钢绞线可能突然断裂，导致夹片和钢绞线瞬间弹出，容易对试验操作者造成伤害，存在较大的安全隐患。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种锚具静载试验过程自动监测方法及自动监测设备。
为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：
一种锚具静载试验过程自动监测方法，包括以下步骤：首先将夹片位置标识件和钢绞线位置标识件分别固定在锚具夹片和钢绞线上；然后将夹片与钢绞线回缩量实时监测装置固定在垫板上，采用夹片与钢绞线回缩量实时监测装置，实时监测锚具静载拉伸试验机试验过程中，夹片位置标识件和钢绞线位置标识件的位移变化；采用采集器记录夹片与钢绞线回缩量实时监测装置的模拟信号并将其转换为数字信号，并通过数据总线传输至PLC控制器中；PLC控制器进行数据存储、运算后在触控屏上显示测量结果，触控屏与微型打印机连接输出测量结果。
本发明提供了一种锚具静载试验过程自动监测设备，包括：
锚具静载拉伸试验机；
夹片与钢绞线回缩量实时监测装置，设置于锚具静载拉伸试验机的垫板上；
控制及显示终端，其数据输入端通过数据总线与采集器的数据输出端连接，采集器的数据输入端通过屏蔽线与夹片与钢绞线回缩量实时监测装置的数据输出端连接。
所述控制及显示终端设置在试验桌上。
所述夹片与钢绞线回缩量实时监测装置包括：
旋转机构，通过连接件设置于锚具静载拉伸试验机的垫板上；
安装杆，通过连接机构竖直设置于旋转机构上；
可拆卸式承载机构，设置于安装杆上；
测距机构，设置于可拆卸式承载机构上；
钢绞线位置标识件，设置于钢绞线上；
夹片位置标识件，设置于锚具夹片上；
其中，通过旋转机构将测距机构转入工作区域，利用测距机构来测量钢绞线位置标识件与夹片位置标识件之间的回缩量，以评估锚具的性能。
所述旋转机构为旋转气缸。
所述连接件为四块永磁铁，吸附在旋转气缸底部，将旋转气缸和垫板相互吸附，便于拆卸与安装。
所述可拆卸式承载机构包括：
夹紧座，为U形结构，夹持在安装杆上；
梅花手柄螺丝，通过夹紧座侧壁上的螺孔安装在夹紧座上，将夹紧座与安装杆相互锁死；
支座，设置在夹紧座上，用于放置测距机构。
所述测距机构为激光位移传感器，所述钢绞线位置标识件包括：
弹簧夹，夹持在钢绞线上；
钢绞线反光片，设置在弹簧夹上，且钢绞线反光片与钢绞线相互垂直；
所述夹片位置标识件包括：
磁铁圈，磁吸在锚具夹片上；
夹片反光片，设置在磁铁圈上，且磁铁圈与锚具夹片的中心轴线相互垂直；
其中，激光位移传感器检测钢绞线反光片与夹片反光片之间的距离，得出回缩量。
所述安装杆为空心管；
所述连接机构包括：
连接法兰，固定安装在旋转机构上；
连接端头，固定设置在连接法兰上，并且，连接端头能够与空心管底部相互适配插接，使得空心管能够竖直设置在连接法兰上。
所述控制及显示终端包括：
箱体；
触控屏，设置于箱体上部；
PLC控制器、稳压电源和微型打印机，设置于箱体一侧；
其中，触控屏通过以太网与PLC控制器连接，触控屏通过排线与微型打印机连接，稳压电源分别向触控屏、PLC控制器和微型打印机供电；
本发明还包括包装箱，包装箱内设置采集器孔位、控制器孔位、数据总线孔位及电源线孔位和传感器组件孔位。
本发明的有益效果是：本发明提出的自动监测方法及可实现该方法的自动监测设备，在试验过程定时对夹片和钢绞线的回缩量进行测量，实现试验过程夹片和钢绞线回缩量的全自动监测，试验结束后自动生成测量报告，对监测结果进行存储和自动打印，减轻试验操作人员的工作强度，避免测量过程可能存在的安全隐患。
附图说明
图1为本发明现场安装总体示意图；
图2为图1的A处局部放大示意图；
图3为夹片与钢绞线回缩量实时监测装置的结构拆解图；
图4为本发明控制及显示终端的结构示意图；
图5为本发明夹片位置标识件的结构示意图；
图6为本发明钢绞线位置标识件的结构示意图；
图7为本发明包装箱结构示意图。
附图说明：
1.锚具静载拉伸试验机；2. 夹片与钢绞线回缩量实时监测装置；3.屏蔽线；4.采集器； 6.试验桌；5. 数据总线； 7.控制及显示终端； 8. 夹片反光片； 9.钢绞线反光片；10.垫板； 11.钢绞线； 12.永磁铁； 13.旋转气缸；14.连接法兰；15.连接端头；16.安装杆；17.梅花手柄螺丝； 18.夹紧座； 19.支座；20.激光位移传感器； 21.触控屏；22. PLC控制器；23.稳压电源；24.微型打印机；25. 磁铁圈； 26.弹簧夹； 27.包装箱； 28. 采集器孔位；29. 控制器孔位；30.数据总线孔位及电源线孔位；31. 传感器组件孔位。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1和图2所示，本发明提供了一种锚具静载试验过程自动监测设备，包括：锚具静载拉伸试验机1；夹片与钢绞线回缩量实时监测装置2，设置于锚具静载拉伸试验机1的垫板10上；控制及显示终端7，其数据输入端通过数据总线5与采集器4的数据输出端连接，采集器4的数据输入端通过屏蔽线3与夹片与钢绞线回缩量实时监测装置2的数据输出端连接。
如图1所示，控制及显示终端7设置在试验桌6上。
如图3所示，夹片与钢绞线回缩量实时监测装置2包括：旋转机构，通过连接件设置于锚具静载拉伸试验机的垫板上；安装杆16，通过连接机构竖直设置于旋转机构上；可拆卸式承载机构，设置于安装杆16上；测距机构，设置于可拆卸式承载机构上；钢绞线位置标识件，设置于钢绞线11上；夹片位置标识件，设置于锚具夹片上；其中，通过旋转机构将测距机构转入工作区域，利用测距机构来测量钢绞线位置标识件与夹片位置标识件之间的回缩量，以评估锚具的性能。
如图3所示，旋转机构为旋转气缸13。
如图3所示，连接件为四块永磁铁12，吸附在旋转气缸13底部，将旋转气缸13和垫板相互吸附，便于拆卸与安装。
如图3所示，可拆卸式承载机构包括：夹紧座18，为U形结构，夹持在安装杆16上；梅花手柄螺丝17，通过夹紧座18侧壁上的螺孔安装在夹紧座18上，将夹紧座18与安装杆16相互锁死；支座19，设置在夹紧座18上，用于放置测距机构，测距机构为激光位移传感器20。
如图6所示，钢绞线位置标识件包括：弹簧夹26，夹持在钢绞线11上；钢绞线反光片9，设置在弹簧夹26上，且钢绞线反光片9与钢绞线11相互垂直；
如图5所示，夹片位置标识件包括：磁铁圈25，磁吸在锚具夹片上；夹片反光片8，设置在磁铁圈25上，且磁铁圈25与锚具夹片的中心轴线相互垂直；其中，激光位移传感器20检测钢绞线反光片9与夹片反光片8之间的距离，得出回缩量。
如图3所示，安装杆16为空心管；
如图3所示，连接机构包括：连接法兰14，固定安装在旋转机构上；连接端头15，固定设置在连接法兰14上，并且，连接端头15能够与空心管底部相互适配插接，使得空心管能够竖直设置在连接法兰14上。
如图4所示，控制及显示终端7包括：箱体；触控屏21，设置于箱体上部；PLC控制器22、稳压电源23和微型打印机24，设置于箱体一侧；其中，触控屏21通过以太网与PLC控制器22连接，触控屏21通过排线与微型打印机24连接，稳压电源23分别向触控屏21、PLC控制器22和微型打印机24供电；
如图7所示，本发明还包括包装箱27，包装箱27内设置采集器孔位28、控制器孔位29、数据总线孔位及电源线孔位30和传感器组件孔位31。
一种锚具静载试验过程自动监测方法，包括以下步骤：
首先在每个钢绞线11一侧设置一种锚具静载试验过程自动监测设备，将钢绞线反光片9和夹片反光片8分别通过弹簧夹26和磁铁圈25固定在钢绞线11和锚具夹片上；
然后通过四块永磁铁12，将旋转气缸13吸附在锚具静载拉伸试验机的垫板10上，通过旋转气缸13将激光位移传感器20转动进入工作区，开启锚具静载拉伸试验机1，锚具静载拉伸试验机1对锚具进行作业，激光位移传感器20实时监测钢绞线反光片9与夹片反光片8之间的距离，得出回缩量；
采用采集器4记录激光位移传感器20的模拟信号并将其转换为数字信号，并通过数据总线5传输至PLC控制器22中；
PLC控制器22进行数据存储、运算后在触控屏21上显示测量结果，触控屏21与微型打印机24连接输出测量结果，检测完毕后，通过旋转气缸13将激光位移传感器20转离工作区，回到原工位。
以上所述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 (7)

1.一种锚具静载试验过程自动监测设备，其特征在于，包括：
锚具静载拉伸试验机（1）；
夹片与钢绞线回缩量实时监测装置（2），设置于锚具静载拉伸试验机（1）的垫板（10）上；
控制及显示终端（7），其数据输入端通过数据总线（5）与采集器（4）的数据输出端连接，采集器（4）的数据输入端通过屏蔽线（3）与夹片与钢绞线回缩量实时监测装置（2）的数据输出端连接；
所述夹片与钢绞线回缩量实时监测装置（2）包括：
旋转机构，通过连接件设置于锚具静载拉伸试验机的垫板上；
安装杆（16），通过连接机构竖直设置于旋转机构上；
可拆卸式承载机构，设置于安装杆（16）上；
测距机构，设置于可拆卸式承载机构上；
钢绞线位置标识件，设置于钢绞线（11）上；
夹片位置标识件，设置于锚具夹片上；
其中，通过旋转机构将测距机构转入工作区域，利用测距机构来测量钢绞线位置标识件与夹片位置标识件之间的回缩量，以评估锚具的性能；
所述测距机构为激光位移传感器（20），所述钢绞线位置标识件包括：
弹簧夹（26），夹持在钢绞线（11）上；
钢绞线反光片（9），设置在弹簧夹（26）上，且钢绞线反光片（9）与钢绞线（11）相互垂直；
所述夹片位置标识件包括：
磁铁圈（25），磁吸在锚具夹片上；
夹片反光片（8），设置在磁铁圈（25）上，且磁铁圈（25）与锚具夹片的中心轴线相互垂直；
其中，激光位移传感器（20）检测钢绞线反光片（9）与夹片反光片（8）之间的距离，得出回缩量。
2.根据权利要求1所述的一种锚具静载试验过程自动监测设备，其特征在于，所述控制及显示终端（7）设置在试验桌（6）上。
3.根据权利要求1所述的一种锚具静载试验过程自动监测设备，其特征在于：所述旋转机构为旋转气缸（13）。
4.根据权利要求3所述的一种锚具静载试验过程自动监测设备，其特征在于，所述连接件为四块永磁铁（12），吸附在旋转气缸（13）底部，将旋转气缸（13）和垫板相互吸附，便于拆卸与安装。
5.根据权利要求1所述的一种锚具静载试验过程自动监测设备，其特征在于，所述可拆卸式承载机构包括：
夹紧座（18），为U形结构，夹持在安装杆（16）上；
梅花手柄螺丝（17），通过夹紧座（18）侧壁上的螺孔安装在夹紧座（18）上，将夹紧座（18）与安装杆（16）相互锁死；
支座（19），设置在夹紧座（18）上，用于放置测距机构。
6.根据权利要求1所述的一种锚具静载试验过程自动监测设备，其特征在于，所述安装杆（16）为空心管；
所述连接机构包括：
连接法兰（14），固定安装在旋转机构上；
连接端头（15），固定设置在连接法兰（14）上，并且，连接端头（15）能够与空心管底部相互适配插接，使得空心管能够竖直设置在连接法兰（14）上。
7.根据权利要求1所述的一种锚具静载试验过程自动监测设备，其特征在于，所述控制及显示终端（7）包括：
箱体；
触控屏（21），设置于箱体上部；
PLC控制器（22）、稳压电源（23）和微型打印机（24），设置于箱体一侧；
其中，触控屏（21）通过以太网与PLC控制器（22）连接，触控屏（21）通过排线与微型打印机（24）连接，稳压电源（23）分别向触控屏（21）、PLC控制器（22）和微型打印机（24）供电；
还包括包装箱（27），包装箱（27）内设置采集器孔位（28）、控制器孔位（29）、数据总线孔位及电源线孔位（30）和传感器组件孔位（31）。
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