CN203965083U

CN203965083U - 一种后张法预应力损失试验装置

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Publication number: CN203965083U
Application number: CN201420384287.8U
Authority: CN
Inventors: 罗佳意; 张谢东
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2024-07-11

Abstract

本实用新型涉及一种后张法预应力损失试验装置，包括预应力砼结构，及埋设在预应力砼结构内部的预应力钢束，所述预应力钢束一端设置有主动张拉端，预应力钢束另一端设置有被动张拉端；所述的主动张拉端从下往上依次同轴的设置有第一螺旋筋、第一喇叭管、第一环形压力传感器、第一锚环、第二环形压力传感器、千斤顶及工具锚，所述的第一螺旋筋与第一喇叭管预埋于预应力砼结构的表面，被动张拉端从下往上依次同轴的设置有第二螺旋筋、第二喇叭管、第三环形压力传感器及第二锚环，所述的第二螺旋筋与第二喇叭管预埋于预应力砼结构的表面。本实用新型能够正确的把握工程实际中出现的预应力损失，减小对结构安全与寿命的影响，结构简单，造价低廉。

Description

一种后张法预应力损失试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，更具体地说，涉及一种后张法预应力损失试验装置。

背景技术

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJD62一2004)引起预应力损失的六大原因是σ_l1预应力钢筋与管道壁之间的摩擦；σ_l2锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩；σ_l3预应力钢筋与台座之间的温差；σ_l4混凝土的弹性压缩；σ_l5预应力钢筋的应力松弛；σ_l6混凝土的收缩和徐变。同时规范中还提出“尚应考虑预应力钢筋与锚圈口之间的摩擦，台座的弹性变形等因素引起的预应力损失”。后张法的第一批预应力损失即：张拉时的预应力损失，为σ_l1+σ_l2+σ_l4，由于弹性压缩在设计时已给予考虑，故一般不在试验中予以考虑。同时考虑到预应力钢筋与锚圈口之间的摩擦，故对后张法预应力构件在正式张拉前进行孔道摩阻系数、锚圈摩阻损失、锚具回缩值试验是十分有必要的。

虽然现行设计规范对后张法预应力的第一批预应力损失进行了一定的考虑并给出了一些建议的取值范围，但目前主要仍停留在依靠经验取定参数的阶段，并未针对工程实际张拉吨位，孔道半径，张拉工艺进行考虑，致使实际施工中的预应力损失大于设计计算的预应力损失，影响结构的安全与寿命。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种测量结果准确，并且减小对结构安全与寿命的影响的后张法预应力损失试验装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种后张法预应力损失试验装置，包括预应力砼结构，及埋设在预应力砼结构内部的预应力钢束，所述预应力钢束一端设置有主动张拉端，预应力钢束另一端设置有被动张拉端；所述的主动张拉端从下往上依次同轴的设置有第一螺旋筋、第一喇叭管、第一环形压力传感器、第一锚环、第二环形压力传感器、千斤顶及工具锚，所述的第一螺旋筋与第一喇叭管预埋于预应力砼结构的表面，被动张拉端从下往上依次同轴的设置有第二螺旋筋、第二喇叭管、第三环形压力传感器及第二锚环，所述的第二螺旋筋与第二喇叭管预埋于预应力砼结构的表面。

按上述方案，所述的第一环形压力传感器的端面直径不大于第一喇叭管的端面直径，第一环形压力传感器的端面直径不小于第一锚环的端面直径。

按上述方案，所述的第三环形压力传感器的端面直径不大于第二喇叭管的端面直径，第三环形压力传感器的端面直径不小于第二锚环的端面直径。

按上述方案，其特征在于，所述的第二环形压力传感器的端面直径不大于千斤顶的端面直径，第二环形压力传感器的端面直径不大于第一锚环的端面直径。

实施本实用新型的一种后张法预应力损失试验装置，具有以下有益效果：

1、利用一般预应力张拉设备，构造较为简单，采用环形压力传感器量测张拉力的施加，量测结果准确可靠。

2、能准确量测出后张法预应力损失中的三项重要参数，为施工提供可靠依据，可进一步计算预应力钢束的理论伸长值，做到预应力张拉伸长值与张拉力的双控。

3、可以检验设计时按照规范和经验所取的计算参数是否准确，防止设计时未考虑足够的的预应力损失，避免影响结构的寿命与安全。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种后张法预应力损失试验装置的结构示意图；

图中：1、主动张拉端，101、第一螺旋筋，102、第一喇叭管，103、第一环形压力传感器，104、第一锚环，105、第二环形压力传感器，106、千斤顶，107、工具锚，2、被动张拉端，201、第二螺旋筋，202、第二喇叭管，203、第三环形压力传感器，204、第二锚环，3、预应力钢束，4、预应力砼结构。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，在本实用新型的一种后张法预应力损失试验装置的实施例中，包括预应力砼结构4，及埋设在预应力砼结构4内部的预应力钢束3，预应力钢束3一端设置有主动张拉端1，预应力钢束3另外设置有被动张拉端2；主动张拉端1从下往上依次同轴的设置有第一螺旋筋101、第一喇叭管102、第一环形压力传感器103、第一锚环104、第二环形压力传感器105、千斤顶106及工具锚107，第一螺旋筋101与第一喇叭管102预埋于预应力砼结构4的表面，被动张拉端2从下往上依次同轴的设置有第二螺旋筋201、第二喇叭管202、第三环形压力传感器203及第二锚环204，第二螺旋筋201与第二喇叭管202预埋于预应力砼结构4的表面。

第一环形压力传感器103的端面直径不大于第一喇叭管102的端面直径，第一环形压力传感器102的端面直径不小于第一锚环103的端面直径；第三环形压力传感器202的端面直径不大于第二喇叭管202的端面直径，第三环形压力传感器202的端面直径不小于第二锚环204的端面直径。

第二环形压力传感器105的端面直径不大于千斤顶106的端面直径，第二环形压力传感器105的端面直径不大于第一锚环104的端面直径。

由于第一环形压力传感器103的端面直径小于等于第一垫板101的端面直径，大于第一锚环104的端面直径，可以保证张拉时第一环形压力传感器103能够准确测量出第一锚环104传递给主动张拉端1的第一喇叭管102上的作用力的数值大小，且不至于顶压到预应力砼结构4的梁体上致其损坏；由于第三环形压力传感器203的端面直径小于等于第二喇叭管202的端面直径，大于第二锚环204的端面直径，可以保证张拉时第三环形压力传感器203能够准确测量出第二锚环204传递给被动张拉端2的第三喇叭管202上作用力的数值大小，且不至于顶压到预应力砼结构4的梁体上致其损坏。

由于第二环形压力传感器105的端面直径小于等于千斤顶106的端面直径，也小于等于第一锚环104的端面直径，可以保证张拉时第二环形压力传感器105能够准确测量千斤顶106直接传递给主动张拉端1的第一锚环104上的作用力的数值大小，同时能够测量第一锚环104在锚固前后的压力差值。

工作原理如下：

第二环形压力传感器105靠近千斤顶106，用于测量千斤顶106在张拉时所施加的张拉力，即张拉控制力；第一环形压力传感器103位于主动张拉端1靠近预应力砼结构4的上表面，用于测量主动张拉端1预应力筋受到的张拉力，即主动端实际的施加力；第二环形压力传感器202位于被动张拉端2靠近预应力砼结构4的上表面，用于量测被动端预应力筋受到的张拉力，即被动端实际的施加力。另外通过第一环形压力传感器102及第三环形压力传感器202在预应力筋锚固前后进行量测，即可得到预应力筋锚固前后张拉力的大小，换算得到锚固回缩值引起的预应力损失。

测试时注意各个环形压力传感器与前后测试部件之间内外径的要求，并保证各部件的中心线同轴。

测试方法：

测试采用一端主动张拉，另一端被动张拉的方法进行。张拉采用三级分级张拉，减小预应力筋非弹性变形引起的测试误差；第一级张拉取10％-20％的张拉控制力，作为张拉初应力，减小预应力钢束3的非弹性变形影响；第二级为中间控制应力，一般取50％张拉控制应力；第三级取100％张拉控制应力；分级张拉后进行锚固。读取每一级荷载施加后及锚固前后三个环向压力传感器的读数。第一环形压力传感器103与第三环形压力传感器203读数的差值即为孔道摩阻总损失；第二环形压力传感器105与第一环形压力传感器103的读数的差值即为预应力的锚环摩阻损失；第一环形压力传感器103和第三环形压力传感器203在锚固前后读数的变化，均可用于分析钢绞线回缩引起的预应力损失。

具体步骤如下：

S1、按照附图所示连接好各部件，注意第一环形压力传感器103的端面直径小于等于第一喇叭管102的端面直径，同时大于等于第一锚环104的端面直径，第三环形压力传感器203的端面直径大于等于第二喇叭管202的端面直径，同时大于等于第二锚环204的端面直径；第二环形压力传感器105的端面直径小于等于千斤顶106的端面直径，同时小于等于第一锚环104的端面直径；并保证预应力钢束3表面与各部件之间的间隙配合。

S2、千斤顶106张拉预应力钢束3至第一级张拉力即初拉力，持荷5min，读第一环形压力传感器103、第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203的读数N1、N2、N3，记录于表1。注意持荷时严格保持荷载的施加，以免荷载降低，出现预应力筋回缩，锚环锚固的现象。

S3、依次张拉至第二级、第三级张拉力，重复步骤S2。分级张拉至第二级张拉控制力时，在表1中分别记录环第一环形压力传感器103、第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203的读数N4、N5、N6；分级张拉至第三级张拉控制力时，在表1中分别记录第一环形压力传感器103、第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203的读数N7、N8、N9。

S4、卸载，在表1中记录记录第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203在预应力钢束3锚固前后的读数。第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203在锚固前的读数即分级张拉至100％张拉控制力时的读数N7和N9；锚固后的读数分别为N10和N11。

S5、进行数据处理，修正预应力钢束3从刚开始受力到设计控制力时，各压力传感器读数。预应力钢束3从刚开始受力到设计控制力，整个张拉过程的压力应该为：100％张拉控制力-0％张拉控制力。但由于后张法预应力张拉时无法明确确定预应力钢束3开始受力的起点，故采用利用第一级和第二级张拉控制力的方法对0％进行估计。第一环形压力传感器103、第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203压力修正后的读数用M1、M2、M3表示。

S6、计算得出后张法预应力的三项预应力损失率。孔道摩阻引起的预应力损失＝(M1-M3)/M1；锚环摩阻引起的预应力损失＝(M1-M2)/M1；锚具回缩引起的预应力损失＝(N7-N10)/N7与(N9-N11)/N9的平均值。

表1 测试记录及计算

本实用新型的具体实施例如下：

S1、按照附图所示连接好各部件，注意第一环形压力传感器103的端面直径小于等于第一喇叭管102的端面直径，同时大于等于第一锚环104的端面直径，第三环形压力传感器203的端面直径小于等于第二喇叭管202的端面直径，同时大于等于第二锚环204的端面直径；第二环形压力传感器105的端面直径小于等于千斤顶106的端面直径，同时小于等于第一锚环103的端面直径；并保证预应力钢束3表面与各部件之间的间隙配合。

S2、千斤顶106张拉预应力钢束3至1第一级张拉力即10％张拉控制力，持荷5min，读取第一环形压力传感器103、第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203的读数N1＝552KN、N2＝421KN、N3＝338KN，

S3、依次张拉至第二级即50％张拉控制力、第三极张拉力即100％控制张拉控制力，重复步骤S2。分级张拉至第二级张拉力时，第一环形压力传感器103、第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203的读数为N4＝1200KN、N5＝936KN、N6＝709KN；分级张拉至第三极张拉力时，第一环形压力传感器103、第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203的读数为N7＝2548KN、N8＝2120KN、N9＝1432KN。

S4、卸载，第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203在锚固前的读数为分级张拉至第三极张拉力时的读数N7和N9；锚固后的读数分别为N10＝1987KN和N11＝1128KN。

S5、进行数据处理，修正预应力钢束3从刚开始受力到设计控制力时，各压力传感器读数。以第二环形压力传感器105为例，0％时第二环形压力传感器105的读数应该为：N1-10％×(N4-N1)/(50％-10％)。故压力修正公式为：N7+(N4-N1)/4-N1＝2158KN。第一环形压力传感器103、第二环形压力传感器105及第三环形压力传感器203压力修正后的读数用M1、M2、M3表示。

S6、计算得出后张法预应力的三项预应力损失率。

孔道摩阻引起的预应力损失＝(M1-M3)/M1＝35％；

锚环摩阻引起的预应力损失＝(M1-M2)/M1＝15％；

锚具回缩引起的预应力损失＝[(N7-N10)/N7+(N9-N11)/N9]/2＝22％。

测试记录及计算实例见表2。

表2 测试记录及计算实例

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims

1.一种后张法预应力损失试验装置，包括预应力砼结构，及埋设在预应力砼结构内部的预应力钢束，其特征在于，所述预应力钢束一端设置有主动张拉端，预应力钢束另一端设置有被动张拉端；所述的主动张拉端从下往上依次同轴的设置有第一螺旋筋、第一喇叭管、第一环形压力传感器、第一锚环、第二环形压力传感器、千斤顶及工具锚，所述的第一螺旋筋与第一喇叭管预埋于预应力砼结构的表面，被动张拉端从下往上依次同轴的设置有第二螺旋筋、第二喇叭管、第三环形压力传感器及第二锚环，所述的第二螺旋筋与第二喇叭管预埋于预应力砼结构的表面。

2.根据权利要求1所述的后张法预应力损失试验装置，其特征在于，所述的第一环形压力传感器的端面直径不大于第一喇叭管的端面直径，第一环形压力传感器的端面直径不小于第一锚环的端面直径。

3.根据权利要求1所述的后张法预应力损失试验装置，其特征在于，所述的第三环形压力传感器的端面直径不大于第二喇叭管的端面直径，第三环形压力传感器的端面直径不小于第二锚环的端面直径。

4.根据权利要求1所述的后张法预应力损失试验装置，其特征在于，所述的第二环形压力传感器的端面直径不大于千斤顶的端面直径，第二环形压力传感器的端面直径不大于第一锚环的端面直径。