CN214622065U - 芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置，其中，光栅嵌入钢绞线中芯丝测点，另一端调制解调仪；夹紧螺栓沿圆周均匀分布，用于沿圆周向内顶压旋齿夹头提供夹紧力；旋齿夹头内部的咬齿均匀螺旋部分，受圆周向内顶压后咬固待测智能钢绞线，固定凸块固定于牵引头，受牵引力后向待测智能钢绞线提供张拉力；标距应变测量引伸计测量臂卡固在待测智能钢绞线测试段两端测量待测智能钢绞线的实验段在张拉力下的应变。本实用新型提供的芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置结构简单、操作方便、结果准确可靠、可适用于预应力混凝土桥梁钢绞线及钢绞线类拉索索力的监测结果评定。
Description
技术领域
本实用新型属于桥梁检测技术领域，特别涉及芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置。
背景技术
预应力混凝土桥梁在施工和运营期间，由于施工误差，以及运营过程中的作用的不确定性、环境变化、材料和结构性能恶化等因素的影响，造成结构的内力状态发生变异，而结构的实际应力水平无法掌握。
目前常用的结构应力监测方法主要有：形状记忆合金技术、振弦式应变计、磁通量传感器等。由于该类产品的在安装3-5年后，会出现零飘现象，造成传感器本身的测试基准出现变化，因此很难在结构的长期监测中应用。光纤光栅传感器由于其耐高温、耐腐蚀、抗疲劳性能强等优点，在桥梁健康监测工程中广泛应用。但是由于芯丝嵌光栅的智能钢绞线，监测点为芯丝应变，由于芯丝与缠绕丝之间仅为缠绕关系，二者之间存在变形协调问题，该监测点的应变值并不能代表测点处每根钢丝的平均应变值。因此，有必要对芯丝嵌光栅型智能钢绞线的测试结果进行修正。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置以用于预应力混凝土桥梁钢绞线及钢绞线类拉索索力的监测结果评定。
技术方案如下：
芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置，包括：光栅、标距应变测量引伸计、旋齿夹头、夹紧螺栓、固定凸块和调制解调仪，其中：
所述光栅嵌入钢绞线中芯丝测点，另一端调制解调仪；
所述夹紧螺栓沿圆周均匀分布，用于沿圆周向内顶压旋齿夹头提供夹紧力；
所述旋齿夹头内部的咬齿均匀螺旋部分，受圆周向内顶压后咬固待测智能钢绞线，所述固定凸块固定于牵引头，受牵引力后向待测智能钢绞线提供张拉力；
所述标距应变测量引伸计测量臂卡固在待测智能钢绞线测试段两端测量待测智能钢绞线的实验段在张拉力下的应变。
本实用新型提供的芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置结构简答，操作方便、结果准确可靠、可适用于预应力混凝土桥梁钢绞线及钢绞线类拉索索力的监测结果评定。
附图说明
图1是芯丝嵌入光栅钢绞线的拉力值修正检测装置的结构示意图。
图2是钢绞线张拉力值估算误差曲线图。
附图标记说明：
1-光栅、2-芯丝、3-缠绕丝、4-固定凸块、5-标距应变测量引伸计、6-旋齿夹头、 7-夹紧螺栓。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例对本实用新型提供的芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置进行详细描述。以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限制本实用新型的范围。
实施例1
芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置，包括：光栅、标距应变测量引伸计、旋齿夹头、夹紧螺栓、固定凸块和调制解调仪，其中：
所述光栅嵌入钢绞线中芯丝测点，另一端调制解调仪；
所述夹紧螺栓沿圆周均匀分布，用于沿圆周向内顶压旋齿夹头提供夹紧力；
所述旋齿夹头内部的咬齿均匀螺旋部分，受圆周向内顶压后咬固待测智能钢绞线，所述固定凸块固定于牵引头，受牵引力后向待测智能钢绞线提供张拉力；
所述标距应变测量引伸计测量臂卡固在待测智能钢绞线测试段两端测量待测智能钢绞线的实验段在张拉力下的应变。
本实用新型提供的芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置结构简答，操作方便、结果准确可靠、可适用于预应力混凝土桥梁钢绞线及钢绞线类拉索索力的监测结果评定。
长度为1.4米的商用智能钢绞线，芯丝直径dc0＝5.2mm，缠绕丝直径ds＝5.05mm，捻距Lc0＝225mm，弹性模量Es＝1.95×105Mpa，泊松比μ＝0.3，钢绞线的芯丝和缠绕丝为同种材料。
芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正计算方法，包括以下步骤：
在钢绞线的芯丝中刻槽并嵌入光栅，然后用光纤的一端连接到光栅上，再将光纤的另一端接口引到钢绞线的端部；
钢绞线受力前参数：芯丝直径dc0、缠绕丝直径ds0、芯丝弹性模量Ec、缠绕丝弹性模量Es、芯丝的捻距Lc0、缠绕丝的捻距Ls0、材料的泊松比μ、芯丝与缠绕丝的夹角α；
受力后相应的参数为：芯丝直径dc1、缠绕丝直径ds1、芯丝的捻距Lc1、缠绕丝的捻距Ls1、芯丝与缠绕丝的夹角β；
根据结构受力过程中钢绞线芯丝应变监测结果εc，计算缠绕丝的实际应变εs，
其中εc为钢绞线芯丝应变的实际监测结果，εsj为与εc同一截面的缠绕丝应变迭代初值，εsj+1与εc同一截面的缠绕丝应变迭代终值；
计算测点处钢绞线的实际拉力N＝AcEcεc+6AsEsεscos(β)其中，Ac为芯丝的截面面积，As为缠绕丝的截面面积。
本次试验仅验证钢绞线芯丝应变的测试值与拉力机张拉力的对比验证结果，根据需要，按照以下步骤操作：
1)将购买的智能钢绞线两端夹在拉力试验机的夹具上；
2)将待测试钢绞线中光栅的另一端接入调制解调仪；
3)启动拉力试验机进行加载试验，为了解测试结果的稳定性，本次试验采用分级加载的方式，张拉力分别为0.15F、0.25F、0.35F、0.45F、0.5F、0.55F、0.6F、 0.65F、0.7F，其中F＝260400N。
4)测试结果如下表：
表1 1×7Φ15.2自感知钢绞线应变试验结果(1.4米)
Tab.1 1×7Φ15.2Strain test results of smart strand(1.4m)
注1、表中缠绕丝应变平均值是去除三个最大值和三个最小值后其余测点的应变平均值；
2、表中P＝260400N。
5)测试误差分析，如图2。
附注参数说明：
上面结合实施例对本实用新型的实例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (1)
1.芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置，其特征在于，包括：光栅、标距应变测量引伸计、旋齿夹头、夹紧螺栓、固定凸块和调制解调仪，其中：
所述光栅嵌入钢绞线中芯丝测点，另一端调制解调仪；
所述夹紧螺栓沿圆周均匀分布，用于沿圆周向内顶压旋齿夹头提供夹紧力；
所述旋齿夹头内部的咬齿均匀螺旋部分，受圆周向内顶压后咬固待测智能钢绞线，所述固定凸块固定于牵引头，受牵引力后向待测智能钢绞线提供张拉力；所述标距应变测量引伸计测量臂卡固在待测智能钢绞线测试段两端测量待测智能钢绞线的实验段在张拉力下的应变。
Priority Applications (1)
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| CN202120533218.9U CN214622065U (zh) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | 芯丝嵌光栅智能钢绞线拉力值修正检测装置 |
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| CN214622065U true CN214622065U (zh) | 2021-11-05 |
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2021
- 2021-03-15 CN CN202120533218.9U patent/CN214622065U/zh not_active Expired - Fee Related
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