CN205120306U - 一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置 - Google Patents

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晋民杰
韩飞
韩智强
杨春霞
杜建增
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Abstract

本实用新型公开了一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,包括对待测试斜拉桥拉索的锈蚀程度进行检测的锈蚀检测仪、两个均与锈蚀检测仪相接的检测电极和对待测试斜拉桥拉索进行张拉的预应力张拉装置,待测试斜拉桥拉索为套装于外套管内的钢束;预应力张拉装置包括张拉千斤顶、张拉力检测单元和预应力张拉仪,张拉力检测单元和钢束上布设的应变片均与数据采集仪连接,两个检测电极均夹持固定在钢束上;锈蚀检测仪、数据采集仪和应变片均与数据接收终端相接。本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,能为钢束预应力检测设备的标定提供有效依据,确保锈蚀后拉索有效预应力的检测精度。

Description

一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种标定装置,尤其是涉及一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置。
背景技术
[0002] 钢丝束(简称“钢束”),指用平行的钢丝编成的束,主要用于预应力钢筋混凝土构件和大型索桥结构中。近年来,预应力钢束在公路桥梁、大型建筑结构等工程中的应用已逐渐广泛。但实际使用过程中,由于预应力张拉技术落后以及运营阶段拉索结构的钢丝锈蚀严重,使得结构预应力损失较大,使得结构的安全性和可靠性逐渐降低。因此,需对预应力构件和拉索结构的有效索力值进行准确检测,为后续采取有效的加固和维修提供依据,以保障和提高索桥结构的安全使用性能。
[0003] 实际对斜拉桥拉索的有效预应力进行测试时,需对拉索用钢束的锈蚀状况和拉索应力间的相互关系进行分析,通过测定钢束的锈蚀情况,来检验拉索的实际有效应力值。现如今,钢束锈蚀检测虽已被应用于钢束预应力检测中,但实际可操作性较差、受现场环境影响实测值与真实值存在较大的误差等缺陷。“标定”是指通过采用测试仪器,减小或消除测试设备因外界因素干扰其输出值会与预期有所偏差,此处“标定”也指“校准”。因而,为提高拉索有效预应力检测的精度,便需要对所采用预应力检测设备进行标定。由上述内容可知,现如今需要设计一种结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,能为钢束预应力检测设备的标定提供有效依据,确保锈蚀后拉索有效预应力的检测精度。
实用新型内容
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,能为钢束预应力检测设备的标定提供有效依据,确保锈蚀后拉索有效预应力的检测精度。
[0005] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:包括对待测试斜拉桥拉索的锈蚀程度进行检测的锈蚀检测仪、两个均与锈蚀检测仪相接的检测电极和对所述待测试斜拉桥拉索进行张拉的预应力张拉装置,所述待测试斜拉桥拉索为套装于外套管内的钢束,所述锈蚀检测仪为钢筋锈蚀检测仪;所述预应力张拉装置包括呈水平布设的张拉台座、两个分别支撑于张拉台座前后两端下方的支承座、对钢束进行张拉的张拉千斤顶、对张拉千斤顶的张拉力进行实时检测的张拉力检测单元和对张拉千斤顶进行控制的预应力张拉仪,所述张拉千斤顶与预应力张拉仪相接,所述张拉台座为混凝土台座且其内部设置有供所述待测试斜拉桥拉索穿过的预应力孔道,所述张拉台座的中部下方开有检测通道;所述钢束的一端为锚固端且其另一端为张拉端,所述张拉千斤顶与钢束的张拉端连接,所述张拉力检测单元布设在钢束的张拉端上且其与数据采集仪连接,所述钢束的锚固端和张拉端上均安装有张拉锚具;所述钢束上布设有应变片,所述应变片与数据采集仪连接且其位于检测通道内;两个所述检测电极均夹持固定在钢束上且二者分别位于应变片的前后两侧;所述锈蚀检测仪、数据采集仪和应变片均与数据接收终端相接。
[0006] 上述一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征是:所述张拉千斤顶为穿心式千斤顶,所述张拉力检测单元为穿心式压力传感器。
[0007] 上述一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征是:所述钢束与两个所述检测电极之间均均匀涂刷有一层耦合剂涂层,所述耦合剂涂层为凡士林涂层。
[0008] 上述一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征是:所述应变片为贴装在钢束上的电阻式应变片。
[0009] 上述一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征是:所述应变片位于钢束中部,两个所述检测电极对称布设在应变片的两侧。
[0010] 上述一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征是:两个所述检测电极在钢束上的夹持位置均为电位测点,两个所述检测电极均为电位电极,且两个所述检测电极组成对钢束上两个所述电位测点之间的自然电位差进行实时检测的检测装置。
[0011] 上述一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征是:两个所述检测电极的结构相同;所述检测电极包括夹持在钢束上的固定式夹钳器和由压电材料制成的内垫层,所述内垫层垫装在所述固定式夹钳器与钢束之间;所述固定式夹钳器由上钳头和位于上钳头正下方的下钳头组成,所述上钳头底部开有上夹持槽,所述下钳头上部开有下夹持槽,所述上夹持槽位于所述下夹持槽的正上方,所述上夹持槽和所述下夹持槽均为弧形槽且二者组成一个夹持在钢束上的圆形夹持口 ;所述内垫层为圆环形且其同轴套装在钢束上,所述内垫层与锈蚀检测仪相接。
[0012] 上述一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征是:所述检测电极还包括固定座和安装在固定座上的紧固件,所述上钳头位于固定座底部,所述固定座通过紧固件固定在张拉台座上,所述张拉台座上开有供紧固件安装的安装孔。
[0013] 上述一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征是:所述上钳头与下钳头之间通过多个插接式连接件进行连接,多个所述插接式连接件均沿钢束的长度方向进行布设;所述插接式连接件包括安装在上钳头底部的上连接件和安装在下钳头顶部的下连接件,所述上连接件位于下连接件上方;所述上连接件上由前至后设置有多个上插头和多个上插槽,所述上插头和所述上插槽呈交错布设;所述下连接件上由前至后开有多个分别供多个所述上插头插装的下插槽和多个分别插入多个所述上插槽内的下插头,所述下插槽与所述下插头呈交错布设。
[0014] 上述一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征是:所述上连接件顶部设置有上垫片,所述上垫片垫装于上连接件与上钳头之间;所述下连接件底部设置有下垫片,所述下垫片垫装于下连接件与下钳头之间。
[0015] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0016] 1、结构简单、设计合理且施工方便,投入成本较低。
[0017] 2、使用操作简便且使用效果好,能简便、快速测试得出不同张拉力条件下斜拉桥拉索钢束在不同锈蚀程度下的应力,为钢束预应力测试设备标定提供有效依据,能有效解决目前桥梁预应力检测结果准确性较低的问题。利用本实用新型的测试结果对钢束预应力测试设备进行标定时,可先用最小二乘法对不同张拉力条件下钢束的应力和钢束的锈蚀程度进行回归分析,并根据回归分析结果,对钢束预应力测试设备进行标定。因而,通过本实用新型能简便、快速得出对钢束预应力测试设备进行标定的有效依据,确保钢束预应力的检测精度。因而,采用本实用新型能有效解决现有斜拉桥拉索钢丝束锈蚀后,拉索应力难以准确测定的难度,能实现斜拉桥拉索应力的简便、快速测试,缩短了拉索应力测试时间,同时能够改善斜拉桥运营阶段拉索存在的缺陷,为拉索应力检测的发展与进步提供重要的技术支撑,能为判断桥梁结构的安全承载能力及评估桥梁的运营质量评估提供准确的测试数据。
[0018] 3、实用价值高且推广应用前景广泛,采用本实用新型能够实现斜拉桥拉索锈蚀程度和应力值的准确、快速测定,且根据本实用新型的测试结果对钢束预应力测试设备进行标定后,能有效提高锈蚀后拉索有效预应力的检测精度,使得拉索预应力检测数据能较好地反应桥梁结构的实际受力状态,便于推广使用。
[0019] 综上所述,本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,能为钢束预应力检测设备的标定提供有效依据,确保锈蚀后拉索有效预应力的检测精度。
[0020] 下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0021] 图1为本实用新型的使用状态参考图。
[0022] 图2为本实用新型的电路原理框图。
[0023] 图3为本实用新型检测电极的结构示意图。
[0024] 图4为本实用新型插接式连接件的结构示意图。
[0025] 图5为本实用新型所测试斜拉桥拉索的结构示意图。
[0026] 附图标记说明:
[0027] 1一张拉台座; 2—外套管; 3—钢束;
[0028] 4一支承座; 5—张拉销具; 6—张拉千斤顶;
[0029] 7一张拉力检测单兀;8一正电极; 9一负电极;
[0030] 10—锈蚀检测仪; 11 一数据采集仪; 12—数据接收终端;
[0031] 13—检测通道; 14 一预应力张拉仪;15-1—上连接件;
[0032] 15-2—下连接件; 15-3—上垫片; 15-4—下垫片;
[0033] 16—应变片; 17-1—紧固件; 17-2—固定座;
[0034] 17-3—上钳头; 17-4—下钳头; 17-5—内垫层。
具体实施方式
[0035] 如图1、图2及图5所示,本实用新型包括对待测试斜拉桥拉索的锈蚀程度进行检测的锈蚀检测仪10、两个均与锈蚀检测仪10相接的检测电极和对所述待测试斜拉桥拉索进行张拉的预应力张拉装置,所述待测试斜拉桥拉索为套装于外套管2内的钢束3,所述锈蚀检测仪10为钢筋锈蚀检测仪。所述预应力张拉装置包括呈水平布设的张拉台座1、两个分别支撑于张拉台座1前后两端下方的支承座4、对钢束3进行张拉的张拉千斤顶6、对张拉千斤顶6的张拉力进行实时检测的张拉力检测单元7和对张拉千斤顶6进行控制的预应力张拉仪14,所述张拉千斤顶6与预应力张拉仪14相接,所述张拉台座1为混凝土台座且其内部设置有供所述待测试斜拉桥拉索穿过的预应力孔道,所述张拉台座1的中部下方开有检测通道13。所述钢束3的一端为锚固端且其另一端为张拉端,所述张拉千斤顶6与钢束3的张拉端连接,所述张拉力检测单元7布设在钢束3的张拉端上且其与数据采集仪11连接,所述钢束3的锚固端和张拉端上均安装有张拉锚具5。所述钢束3上布设有应变片16,所述应变片16与数据采集仪11连接且其位于检测通道13内。两个所述检测电极均夹持固定在钢束3上且二者分别位于应变片16的前后两侧;所述锈蚀检测仪10、数据采集仪11和应变片16均与数据接收终端12相接。
[0036] 本实施例中,所述数据接收终端12为PC机。
[0037] 本实施例中,所述张拉千斤顶6为穿心式千斤顶,所述张拉力检测单元7为穿心式压力传感器。
[0038] 实际使用时,所述张拉力检测单元7也可以采用其它类型的测力元件。
[0039] 本实施例中,所述钢束3与两个所述检测电极之间均均匀涂刷有一层耦合剂涂层,所述耦合剂涂层为凡士林涂层。
[0040] 本实施例中,所述应变片16为贴装在钢束3上的电阻式应变片。
[0041] 实际使用时,所述应变片16也可以采用其它类型的应变测试元件。
[0042] 本实施例中,所述应变片16位于钢束3中部,两个所述检测电极对称布设在应变片16的两侧。
[0043] 并且,所述应变片16位于钢束3下方。
[0044] 本实施例中,两个所述检测电极在钢束3上的夹持位置均为电位测点,两个所述检测电极均为电位电极,且两个所述检测电极组成对钢束3上两个所述电位测点之间的自然电位差进行实时检测的检测装置。所述锈蚀检测仪10为常规的钢筋锈蚀检测仪,且其采用自然电位法检测钢束3的锈蚀程度。
[0045] 实际使用时,两个所述检测电极分别为锈蚀检测仪10相接的正电极8和负电极9,所述正电极8与锈蚀检测仪10的正电源端相接,所述负电极9与锈蚀检测仪10的信号输出έ而相接。
[0046] 本实施例中,两个所述检测电极的结构相同。如图3所示,所述检测电极包括夹持在钢束3上的固定式夹钳器和由压电材料制成的内垫层17-5,所述内垫层17-5垫装在所述固定式夹钳器与钢束3之间;所述固定式夹钳器由上钳头17-3和位于上钳头17-3正下方的下钳头17-4组成,所述上钳头17-3底部开有上夹持槽,所述下钳头17-4上部开有下夹持槽,所述上夹持槽位于所述下夹持槽的正上方,所述上夹持槽和所述下夹持槽均为弧形槽且二者组成一个夹持在钢束3上的圆形夹持口。所述内垫层17-5为圆环形且其同轴套装在钢束3上,所述内垫层17-5与锈蚀检测仪10相接。
[0047] 本实施例中,所述内垫层17-5由垫装在所述上夹持槽底部的上垫层和垫装在所述下夹持槽上部的下垫层拼接而成,所述上垫层和所述下垫层均为弧形垫层。
[0048] 同时,所述检测电极还包括固定座17-2和安装在固定座17-2上的紧固件17-1,所述上钳头17-3位于固定座17-2底部,所述固定座17-2通过紧固件17_1固定在张拉台座1上,所述张拉台座1上开有供紧固件17-1安装的安装孔。
[0049] 本实施例中,所述上钳头17-3与下钳头17-4之间通过多个插接式连接件进行连接,多个所述插接式连接件均沿钢束3的长度方向进行布设。如图4所示,所述插接式连接件包括安装在上钳头17-3底部的上连接件15-1和安装在下钳头17-4顶部的下连接件15-2,所述上连接件15-1位于下连接件15-2上方;所述上连接件15_1上由前至后设置有多个上插头和多个上插槽,所述上插头和所述上插槽呈交错布设;所述下连接件15-2上由前至后开有多个分别供多个所述上插头插装的下插槽和多个分别插入多个所述上插槽内的下插头,所述下插槽与所述下插头呈交错布设。
[0050] 本实施例中,所述上连接件15-1顶部设置有上垫片15-3,所述上垫片15_3垫装于上连接件15-1与上钳头17-3之间;所述下连接件15-2底部设置有下垫片15_4,所述下垫片15-4垫装于下连接件15-2与下钳头17-4之间。实际使用时,可根据具体需要,对所述插接式连接件的数量进行相应调整。
[0051 ] 本实施例中,所述数据采集仪11为TDS-602数据采集仪。
[0052] 实际使用过程中,两个所述检测电极的检测环境温度控制在控制10°C〜40°C,避免长时间阳光直接暴晒;并且,检测环境的相对湿度彡90% RH
[0053] 并且,可根据具体需要,对正电极8和负电极9的布设位置分别进行调整。
[0054] 实际使用时,通过预应力张拉仪14控制张拉千斤顶6对待测试斜拉桥拉索中的钢束3进行分阶段张拉,张拉过程如下:第一步、将钢束3张拉至设计张拉力的15%;第二步、将钢束3张拉至设计张拉力的30% ;第三步、将钢束3张拉至设计张拉力的50% ;第四步、将钢束3张拉至设计张拉力的100% ;第五步、持荷3min后,对钢束3进行锚固;采用张拉千斤顶6对钢束3进行分阶段张拉过程中,通过张拉力检测单元7对钢束3的张拉力进行实时检测,同时通过应变片16对钢束2所产生的应力进行实时检测,且张拉力检测单元7和应变片16均将所检测数据同步传送至数据采集仪11,所述数据采集仪11对张拉力检测单元7和应变片16所检测数据进行采集并将所采集数据同步传送至数据接收终端12 ;与此同时,通过锈蚀检测仪10对不同张拉力条件下待测试斜拉桥拉索(具体是钢束3)的锈蚀程度进行检测,并检测结果同步传送至数据接收终端12,这样采用本实用新型能简便、快速测试得出不同张拉力条件下所述钢束3的应力和钢束3的锈蚀程度。另外,根据待测试斜拉桥拉索的锈蚀过程,获取多个不同锈蚀程度的钢束3,采用本实用新型分别对多个不同锈蚀程度的钢束3分别进行测试,便能获得钢束3在多个不同锈蚀程度下的应力测试结果,钢束3在任一个锈蚀程度下的应力测试结果均包括测试得出的不同张拉力条件下该钢束3的应力。因而,通过本实用新型能简便、快速测试得出不同张拉力条件下钢束3的锈蚀情况与应力之间的相互关系,因而本实用新型的测试结果能为钢束预应力测试设备标定提供有效依据。
[0055] 以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:包括对待测试斜拉桥拉索的锈蚀程度进行检测的锈蚀检测仪(10)、两个均与锈蚀检测仪(10)相接的检测电极和对所述待测试斜拉桥拉索进行张拉的预应力张拉装置,所述待测试斜拉桥拉索为套装于外套管(2)内的钢束(3),所述锈蚀检测仪(10)为钢筋锈蚀检测仪;所述预应力张拉装置包括呈水平布设的张拉台座(1)、两个分别支撑于张拉台座(1)前后两端下方的支承座(4)、对钢束(3)进行张拉的张拉千斤顶(6)、对张拉千斤顶(6)的张拉力进行实时检测的张拉力检测单元(7)和对张拉千斤顶(6)进行控制的预应力张拉仪(14),所述张拉千斤顶(6)与预应力张拉仪(14)相接,所述张拉台座(1)为混凝土台座且其内部设置有供所述待测试斜拉桥拉索穿过的预应力孔道,所述张拉台座(1)的中部下方开有检测通道(13);所述钢束(3)的一端为锚固端且其另一端为张拉端,所述张拉千斤顶(6)与钢束(3)的张拉端连接,所述张拉力检测单元(7)布设在钢束(3)的张拉端上且其与数据采集仪(11)连接,所述钢束(3)的锚固端和张拉端上均安装有张拉锚具(5);所述钢束(3)上布设有应变片(16),所述应变片(16)与数据采集仪(11)连接且其位于检测通道(13)内;两个所述检测电极均夹持固定在钢束(3)上且二者分别位于应变片(16)的前后两侧;所述锈蚀检测仪(10)、数据采集仪(11)和应变片(16)均与数据接收终端(12)相接。
2.按照权利要求1所述的一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:所述张拉千斤顶(6)为穿心式千斤顶,所述张拉力检测单元(7)为穿心式压力传感器。
3.按照权利要求1或2所述的一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:所述钢束(3)与两个所述检测电极之间均均匀涂刷有一层耦合剂涂层,所述耦合剂涂层为凡士林涂层。
4.按照权利要求1或2所述的一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:所述应变片(16)为贴装在钢束(3)上的电阻式应变片。
5.按照权利要求1或2所述的一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:所述应变片(16)位于钢束(3)中部,两个所述检测电极对称布设在应变片(16)的两侧。
6.按照权利要求1或2所述的一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:两个所述检测电极在钢束(3)上的夹持位置均为电位测点,两个所述检测电极均为电位电极,且两个所述检测电极组成对钢束(3)上两个所述电位测点之间的自然电位差进行实时检测的检测装置。
7.按照权利要求1或2所述的一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:两个所述检测电极的结构相同;所述检测电极包括夹持在钢束(3)上的固定式夹钳器和由压电材料制成的内垫层(17-5),所述内垫层(17-5)垫装在所述固定式夹钳器与钢束(3)之间;所述固定式夹钳器由上钳头(17-3)和位于上钳头(17-3)正下方的下钳头(17-4)组成,所述上钳头(17-3)底部开有上夹持槽,所述下钳头(17-4)上部开有下夹持槽,所述上夹持槽位于所述下夹持槽的正上方,所述上夹持槽和所述下夹持槽均为弧形槽且二者组成一个夹持在钢束(3)上的圆形夹持口 ;所述内垫层(17-5)为圆环形且其同轴套装在钢束(3)上,所述内垫层(17-5)与锈蚀检测仪(10)相接。
8.按照权利要求7所述的一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:所述检测电极还包括固定座(17-2)和安装在固定座(17-2)上的紧固件(17-1),所述上钳头(17-3)位于固定座(17-2)底部,所述固定座(17-2)通过紧固件(17_1)固定在张拉台座(1)上,所述张拉台座(1)上开有供紧固件(17-1)安装的安装孔。
9.按照权利要求7所述的一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:所述上钳头(17-3)与下钳头(17-4)之间通过多个插接式连接件进行连接,多个所述插接式连接件均沿钢束(3)的长度方向进行布设;所述插接式连接件包括安装在上钳头(17-3)底部的上连接件(15-1)和安装在下钳头(17-4)顶部的下连接件(15-2),所述上连接件(15-1)位于下连接件(15-2)上方;所述上连接件(15-1)上由前至后设置有多个上插头和多个上插槽,所述上插头和所述上插槽呈交错布设;所述下连接件(15-2)上由前至后开有多个分别供多个所述上插头插装的下插槽和多个分别插入多个所述上插槽内的下插头,所述下插槽与所述下插头呈交错布设。
10.按照权利要求9所述的一种斜拉桥拉索有效预应力测试用标定装置,其特征在于:所述上连接件(15-1)顶部设置有上垫片(15-3),所述上垫片(15-3)垫装于上连接件(15-1)与上钳头(17-3)之间;所述下连接件(15-2)底部设置有下垫片(15_4),所述下垫片(15-4)垫装于下连接件(15-2)与下钳头(17-4)之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109374168A (zh) * 2018-09-17 2019-02-22 武汉希萌科技有限公司 一种在预应力张拉施工中精确使用测力传感器的方法

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