CN204202977U - 一种用于预应力u形渡槽的预应力张拉试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于预应力U形渡槽的预应力张拉试验装置，属于水利工程技术领域。本实用新型通过在水平方向构建一个整体构型与待试验U形渡槽相同的封闭结构，在封闭结构中预埋可供预应力筋穿过的波纹管，并在封闭结构上部合适的地方留有可安装应力测量设备的预留孔，从而可方便准确地模拟、测量U形渡槽真实预应力张拉环境。本实用新型结构简单，实现成本低，可准确有效地实现用现有技术难以实现的预应力U形渡槽的预应力张拉试验，具有很高的工程实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于预应力张拉试验的试验装置，尤其涉及一种用于预应力U形渡槽的预应力张拉试验装置，属于水利工程技术领域。
背景技术
近年来大型调水工程中的大流量、大断面预应力U形渡槽不断涌现，这些大型预应力U形渡槽体型巨大，一般为双向预应力结构，即纵向（顺槽向）与环向（环槽向）均布有预应力筋。由于U形渡槽壁厚较薄，其环向预应力体系一般采用扁形管道、扁形锚具，线型一般为直线+曲线，曲线部分一般为180°半圆；此种大曲率曲线线型的后张预应力扁锚体系应用较少，比一般公路、铁路桥梁的小曲率曲线线型预应力圆锚体系更复杂。在大面积渡槽浇筑、预应力张拉施工前有必要对渡槽纵、环向预应力体系进行张拉试验，确定所用锚具的锚口损失、所用管道的摩阻系数、放张时的回缩损失等重要参数，对于复核前期结构设计及总结张拉施工工艺保证后期施工质量等均有积极的意义。预应力筋一般可重复张拉2~3次，张拉试验后需更换。一般公路、铁路桥梁预应力筋多为纵向（顺桥向），原型跨张拉试验结束后可较方便的更换预应力筋。大型预应力U形渡槽纵向预应力筋与公路、铁路桥梁类似，但其环向预应力筋不宜在原型跨进行张拉试验，一是张拉端位于渡槽顶部，由于其曲线部分曲率大原型跨张拉试验后预应力筋不易更换，后期继续张拉易断丝影响施工质量；二是槽顶空间有限，不适宜进行频繁的张拉试验；三是无法在原型跨纵、环向孔道内布设监测仪器，无法获取张拉及放张后纵、环向预应力筋各部位实际应力值。因此该类大型预应力U形渡槽预应力张拉试验需要一种结构简单、方便监测、可多次更换预应力筋的能够实时反映真实预应力张拉的试验台。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服预应力U形渡槽难以及进行有效预应力张拉试验的问题，提供一种用于预应力U形渡槽的预应力张拉试验装置，可有效解决在原型跨上进行张拉试验所带来的操作空间不足、无法更换预应力筋、不能实时监测张拉及放张时预应力筋各部位应力值等诸多问题。
本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种用于预应力U形渡槽的预应力张拉试验装置，包括水平放置的预制混凝土U形梁、预制混凝土矩形梁，预制混凝土矩形梁横跨于预制混凝土U形梁的开口端，形成一个封闭结构，该封闭结构的尺寸与所述预应力U形渡槽的尺寸相同；预制混凝土矩形梁内部轴向预埋有可供预应力筋穿过的直线波纹管，直线波纹管的两端分别安装有与直线波纹管的孔数相同个数的预应力锚具，预制混凝土矩形梁中部沿垂直于水平方向设置有一个与所述直线波纹管内部连通的预留孔，所述直线波纹管、预应力锚具与所述预应力U形渡槽纵向预应力筋所使用的直线波纹管、预应力锚具相同；预制混凝土U形梁内部轴向预埋有可供预应力筋穿过的U形波纹管，U形波纹管的两端分别贯穿预制混凝土矩形梁与其相接的部位，且在U形波纹管的两端分别安装有与U形波纹管的孔数相同个数的预应力锚具，预制混凝土U形梁沿垂直于水平方向设置有多个与所述U形波纹管内部连通的预留孔，所述U形波纹管、预应力锚具与所述预应力U形渡槽竖向预应力筋所使用的U形波纹管、预应力锚具相同；预制混凝土U形梁、预制混凝土矩形梁所使用混凝土与所述预应力U形渡槽所使用混凝土相同。
进一步地，所述用于预应力U形渡槽预应力张拉试验的试验装置还包括用于承载所述封闭结构的底部垫层。所述底部垫层的材料优选混凝土。
优选地，预制混凝土U形梁沿垂直于水平方向设置的预留孔的数量为5个，均设置于预制混凝土U形梁的圆弧段。
相比现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型为封闭结构，能够保证张拉试验时的台座刚度和承载力；所用混凝土、孔道、锚具及预应力筋均与U形预应力渡槽相同，能够保证张拉试验数据的可靠性；整个封闭结构为水平放置且预埋有直线/U形波纹管，可方便的更换预应力筋，能够保证张拉试验数据样本的数量；矩形梁中部有预留孔，可方便监测直线圆锚预应力筋张拉及放张时应力状况；U形梁圆弧部分有多个预留孔，可方便监测圆弧部分各典型点预应力筋张拉及放张时应力状况；本实用新型结构简单、制作方便，可快速、便捷的进行预应力张拉试验。
附图说明
图1为本实用新型的预应力张拉试验装置的俯视透视图；图中，1为底部垫层，2为预制混凝土矩形梁，3为预制混凝土U形梁，4为矩形梁内的直线塑料波纹管，5为矩形梁内的预应力锚具，6为矩形梁的预留孔，7为U形梁内的U形塑料波纹管，8为U形梁内的扁形锚具，9为U形梁的预留孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明：
本实用新型的思路是在水平方向构建一个整体构型与待试验U形渡槽相同的封闭结构，在封闭结构中预埋可供预应力筋穿过的波纹管，并在封闭结构上部合适的地方留有可安装应力测量设备的预留孔，从而可方便准确地模拟、测量U形渡槽真实预应力张拉环境。
本实用新型一个优选实施例的整体结构如图1所示，包括底部垫层1、预制混凝土矩形梁2、预制混凝土U形梁3，如图所示，预制混凝土矩形梁2横跨于预制混凝土U形梁3的开口部，形成一个封闭结构，该封闭结构水平放置于底部垫层1之上。底部垫层1的面积应大于封闭结构的投影面积，底部垫层1各边应与封闭结构的各边留有一定距离，以方便张拉时能够在垫层上放置张拉试验时用千斤顶。
如图1所示，预制混凝土矩形梁2内部的轴向预埋有两孔的直线塑料波纹管4，矩形梁两端各预埋两个与直线塑料波纹管4的两个孔相对应的预应力锚具5，直线塑料波纹管4、预应力锚具5均与要试验的U形渡槽纵向预应力筋所用波纹管、锚具相同。预制混凝土矩形梁2中部沿垂直于水平方向设置有一个与直线塑料波纹管4内部连通的预留孔6。预应力筋安装完毕后可通过预留孔6在预应力筋上安装钢索计或应变片等设备监测张拉及放张时孔内预应力筋应力值。
预制混凝土U形梁3内预埋有U形塑料波纹管7，本实施例中U形塑料波纹管7为两孔的直线+半圆弧+直线型扁形塑料波纹管，U形塑料波纹管7两端分别贯穿预制混凝土矩形梁2与其相接的部位，且在U形塑料波纹管7两端分别预埋两个扁形预应力锚具8，U形塑料波纹管7、预应力锚具8与U形预应力渡槽所用波纹管、预应力锚具相同。预制混凝土U形梁3的圆弧段沿垂直于水平方向设置有多个（本实施例中为5个）与U形塑料波纹管7内部连通的预留孔9。预应力筋安装完毕后可在预留孔9内的预应力筋上安装钢索计或应变片等设备监测张拉及放张时孔内预应力筋应力值。
为了便于公众理解本实用新型的技术方案，下面进一步对上述试验装置的施工及使用过程进行说明。
1、场地清理，浇筑底部垫层，底部垫层为普通混凝土，标号不应低于C15，底部垫层的投影面积大于试验台投影面积，垫层各边与试验台各边留有一定距离，该距离应能放置张拉千斤顶。
2、绑扎试验台钢筋，安装模板并预留好矩形梁及U形梁孔洞，波纹管及预应力锚具在混凝土浇筑前安装完毕，圆弧预应力孔道中心半径及直线段长度与U形预应力渡槽相同；浇筑混凝土矩形梁和混凝土U形梁，均为预应力钢筋混凝土结构，标号与U形预应力渡槽所用混凝土相同；浇筑后养护。
3、在矩形梁内穿入预应力筋，于矩形梁预留孔内安装钢索计等设备，在矩形梁张拉端安装锚索测力计等设备，放置千斤顶进行张拉试验，更换预应力筋重复上述步骤直至取得试验所需数据样本，可测得所用波纹管摩擦系数、所用锚具锚圈口损失、回缩损失等参数。
4、在U形梁内穿入预应力筋，于U形梁预留孔内安装钢索计等设备，在U形梁张拉端安装锚索测力计等设备，放置千斤顶进行张拉试验，更换预应力筋重复上述步骤直至取得试验所需数据样本，可测得所用波纹管摩擦系数、所用锚具锚圈口损失、回缩损失等参数。
本实用新型结构简单，实现成本低，可准确有效地实现用现有技术难以实现的预应力U形渡槽的预应力张拉试验，具有很高的工程实用性。
Claims (4)
1.一种用于预应力U形渡槽的预应力张拉试验装置，其特征在于，包括水平放置的预制混凝土U形梁、预制混凝土矩形梁，预制混凝土矩形梁横跨于预制混凝土U形梁的开口端，形成一个封闭结构，该封闭结构的尺寸与所述预应力U形渡槽的尺寸相同；预制混凝土矩形梁内部轴向预埋有可供预应力筋穿过的直线波纹管，直线波纹管的两端分别安装有与直线波纹管的孔数相同个数的预应力锚具，预制混凝土矩形梁中部沿垂直于水平方向设置有一个与所述直线波纹管内部连通的预留孔，所述直线波纹管、预应力锚具与所述预应力U形渡槽纵向预应力筋所使用的直线波纹管、预应力锚具相同；预制混凝土U形梁内部轴向预埋有可供预应力筋穿过的U形波纹管，U形波纹管的两端分别贯穿预制混凝土矩形梁与其相接的部位，且在U形波纹管的两端分别安装有与U形波纹管的孔数相同个数的预应力锚具，预制混凝土U形梁沿垂直于水平方向设置有多个与所述U形波纹管内部连通的预留孔，所述U形波纹管、预应力锚具与所述预应力U形渡槽竖向预应力筋所使用的U形波纹管、预应力锚具相同；预制混凝土U形梁、预制混凝土矩形梁所使用混凝土与所述预应力U形渡槽所使用混凝土相同。
2.如权利要求1所述用于预应力U形渡槽的预应力张拉试验装置，其特征在于，还包括用于承载所述封闭结构的底部垫层。
3.如权利要求2所述用于预应力U形渡槽的预应力张拉试验装置，其特征在于，所述底部垫层的材料为混凝土。
4.如权利要求1～3任一项所述用于预应力U形渡槽的预应力张拉试验装置，其特征在于，预制混凝土U形梁沿垂直于水平方向设置的预留孔的数量为5个，均设置于预制混凝土U形梁的圆弧段。
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