CN103234685A - 开口环式锚固力测量装置 - Google Patents

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Abstract

一种开口环式锚固力测量装置，在被测的1根或3～5钢绞线中的每根钢绞线外设置有夹片，夹片的外部设置有锚环，在锚环外设置有开口环，开口环与锚环外表面之间设置有上支撑快和中心线在同一条直径上的下支撑块，开口环的开口两端之间内侧设置有弹簧、外端设置有与千分表联接的调位杆，开口环开口端中线直径方向对称位置、开口环的内外两侧各设置有由应变片连接构成的应变传感器，应变传感器通过导线与计算机相连。本发明具有安装方便、稳定性好、测量精度高、可以反复使用等优点，可用于预应力混凝土结构工程施工时，监测钢绞线的张拉力，确保锚具锚固力满足设计要求。

Description

开口环式锚固力测量装置
技术领域
本发明属于测量力的设备或装置技术领域，具体涉及到锚具钢绞线组装件的测试仪器。
背景技术
目前预应力技术在土木工程中应用十分广泛，在预应力混凝土结构工程施工时，绝大多数是采用的是后张法：即先浇筑构件混凝土，并在其中预留孔道或埋设套管，待混凝土达到要求强度后，将至少一根或多根钢绞线穿入预留的孔道内，用千斤顶支承于混凝土构件端部，张拉钢绞线，使构件同时受到反力压缩，待张拉到控制拉力，控制拉力的大小通过张拉设备上的油压表来间接测量，即用特制的锚具（绝大多数采用的是YJM型锚具）将钢绞线锚固于混凝土构件上，使混凝土获得并保持其预压应力，在预留孔道内压注水泥浆，以保护钢绞线不致锈蚀，使钢绞线与混凝土粘结成为整体，协同工作。
当采用YJM型锚具将钢绞线锚固于混凝土构件上后，混凝土获得的预压应力值是否满足设计要求，这是由锚具的锚固力值决定，而工程施工中目前还没有直接测量锚具锚固力值的可行方法，采用的是近似值，即认为锚具的锚固力值就是张拉设备上的油压表给出的控制拉力值。由于YJM型锚具在锚固过程中预应力筋的滑移、内缩以及锚口摩阻损失等因素，采用该控制拉力值显然有误差，误差过大时会导致构件预加应力小于设计值，从而留下工程隐患（工程建设中预压应力值偏小的事故经常出现，导致大梁预拱度偏小、严重时构件开裂等）。为了确保工程质量，精确得到锚固力的大小，合理估算YJM型锚具在锚固过程中由于预应力筋的滑移、内缩以及锚口摩阻损失等带来的锚固力损失值，有人通过在锚垫板和锚具之间安装压力应变传感器来精确测量锚固力值，但这种做法只能供研究采用，不能在工程中广泛推广，因为一是压力应变传感器要占取空间，这样将改变结构几何尺寸的设计；二是压力应变传感器不能重复使用，从而增加工程造价，因为每只压力应变传感器从几百元到数千元。因此如何在施工过程中准确测量YJM型锚具锚固力是预应力混凝土结构工程施工时需解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺点，提供一种设计合理、安装方便、稳定性好、测量精度高、可以反复使用，并且不会改变结构原设计的开口环式锚固力测量装置。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：在被测的1根或3～5钢绞线中的每根钢绞线外设置有夹片，夹片的外部设置有锚环，在锚环外设置有开口环，开口环与锚环外表面之间设置有上支撑快和中心线在同一条直径上的下支撑块，开口环的开口两端之间内侧设置有弹簧、外端设置有与千分表联接的调位杆，开口环开口端中线直径方向对称位置、开口环的内外两侧各设置有由应变片连接构成的应变传感器，应变传感器通过导线与计算机相连。
本发明的应变片有2～8偶数片对称地设置在开口环开口端中线直径方向对称位置、开口环的内外两侧。
由于本发明采用了锚环的外端套装有开口环，开口环的开口端安装有千分表，千分表可指示出被测钢绞线所承受的力，适宜于在施工现场直观测试钢绞线的张拉力，在开口环开口端中线径向对应位置、开口环的内外两侧设置有应变片，应变片连接构成应变传感器，应变传感器通过导线与计算机相连，应变传感器将接收到的钢绞线所承受的拉力引起开口环变形的位移信号转换成电信号通过导线输出到计算机，计算机按照事先设定的程序进行运算，计算出锚具的锚固力。本发明具有安装方便、稳定性好、测量精度高、可以反复使用等优点，可用于预应力混凝土结构工程施工时，监测钢绞线的张拉力，确保锚具锚固力满足设计要求。
附图说明
图1是本发明实施例1的主视图。
图2是图1的左视图。
图3是图2的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1、2、3中，本实施例的开口环式锚固力测量装置由应变片1、开口环2、钢绞线3、上支撑块4、弹簧5、千分表6、调位杆7、锚环8、夹片9、下支撑块10、计算机11联接构成。
在被测的钢绞线3外安装有夹片9，夹片9的锥度为15°，夹片9的外部套装有锚环8，夹片9和锚环5的几何形状与现有工程中使用的锚具相同，锚环8的中心加工有中心孔，中心孔为锥形孔，中心孔的锥度为15°。锚环8的外端套装有开口环2，开口环2与锚环8外表面之间的开口环2上用螺纹紧固联接件固定联接安装有上支撑快4，开口环2与锚环8外表面之间与上支撑快4的中心线在同一条直径上、开口环2上用螺纹紧固联接件固定联接安装有下支撑块10，上支撑块4和下支撑块10起支撑作用，开口环2的开口两端之间内侧安装有弹簧5，弹簧5为拉力弹簧，用于对锚环8的开口端加力，使得开口环2将锚环8夹紧。开口环2的开口两端之间外端通过螺纹联接安装有调位杆7，调位杆7的端部通过螺纹联接安装有千分表6，千分表6可指示出被测钢绞线3所承受的力，由于本发明安装有千分表6，很适宜于在施工现场直观地测试钢绞线3的张拉力。转动调位杆7，可调节千分表6的安装位置。在开口环2开口端中线直径方向对称位置、开口环2的内外两侧用胶各粘接有2片应变片1，2片应变片1沿环向平行排列，4片应变片1全桥连接构成应变传感器，应变传感器通过导线与计算机11相连，应变传感器将接收到的钢绞线3所承受的拉力通过夹片9、锚环8、上支撑块4和下支撑块10引起开口环2变形的位移信号转换成电信号通过导线输出到计算机11，计算机11内设置有A/D转化器，计算机11按照事先设定的程序进行运算，计算出钢绞线3的张拉力。
实施例2
在本实施例中，在开口环2开口端中线直径方向对称位置、开口环2的内外两侧用胶各粘接有1片应变片1，2片应变片1半桥连接构成应变传感器，应变传感器通过数据导线线与计算机11相连，应变传感器将接收到的钢绞线3所承受的拉力通过夹片9、锚环8、上支撑块4和下支撑块10引起开口环2变形的位移信号转换成电信号通过导线输出到计算机11，计算机11内设置有A/D转化器，计算机11按照事先设定的程序进行运算，计算出钢绞线3的张拉力。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例3
在本实施例中，在开口环2开口端中线直径方向对称位置、开口环2的内外两侧用胶各粘接有4片应变片1，8片应变片1中的每两片应变片1串联后再全桥连接构成应变传感器，应变传感器通过导线与计算机11相连，应变传感器将接收到钢绞线3所承受的拉力通过夹片9、上支撑块4和下支撑块10引起开口环2变形的位移信号转换成电信号通过导线输出到计算机11，计算机11内设置有A/D转化器，计算机11按照事先设定的程序进行运算，计算出钢绞线3的张拉力。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例4
在以上的实施例1～3中，在被测的3根钢绞线3中的每根钢绞线3外安装有夹片9，夹片9的锥度为15°，3组夹片9的外部套装有锚环8，夹片9和锚环8的几何形状与现有工程中使用的锚具相同，锚环8的轴向加工有3个锥形孔，锥形孔的锥度为15°，每个锥形孔内安装有1个夹片9。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例5
在以上的实施例1～3中，在被测的4根钢绞线3中的每根钢绞线3外安装有夹片9，夹片9的锥度为15°，4组夹片9的外部套装有锚环8，夹片9和锚环8的几何形状与现有工程中使用的锚具相同，锚环8的轴向加工有4个锥形孔，锥形孔的锥度为15°，每个锥形孔内安装有1个夹片9。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例6
在以上的实施例1～3中，在被测的5根钢绞线3中的每根钢绞线3外安装有夹片9，夹片9的锥度为15°，5组夹片9的外部套装有锚环8，夹片9和锚环8的几何形状与现有工程中使用的锚具相同，锚环8的轴向加工有5个锥形孔，锥形孔的锥度为15°，每个锥形孔内安装有1个夹片9。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
本发明的工作原理如下：
在现场预应力张拉力施工过程中，随着钢绞线3张拉力增大，钢绞线3通过夹片9使锚环8的变形也随着增大，开口环2在上支撑块4、下支撑块10的支撑下，开口环2开口增大，增大值由千分表读出；开口环2中部弯曲变形，应变片1连接构成的应变传感器将感应到开口环2变形的位移信号转换成电信号输出到计算机11，计算机11按照事先设定的程序进行运算，计算出钢绞线3的张拉力。

Claims (2)

1.一种开口环式锚固力测量装置，在被测的1根或3～5钢绞线（3）中的每根钢绞线（3）外设置有夹片（9），夹片（9）的外部设置有锚环（5），其特征在于：在锚环（8）外设置有开口环（2），开口环（2）与锚环（8）外表面之间设置有上支撑快（4）和中心线在同一条直径上的下支撑块（10），开口环（2）的开口两端之间内侧设置有弹簧（5）、外端设置有与千分表（6）联接的调位杆（7），开口环（2）开口端中线直径方向对称位置、开口环（2）的内外两侧各设置有由应变片（1）连接构成的应变传感器，应变传感器通过导线与计算机（11）相连。
2.根据权利要求1所述的开口环式锚固力测量装置，其特征在于：所述的应变片（1）有2～8偶数片对称地设置在开口环（2）开口端中线直径方向对称位置、开口环（2）的内外两侧。
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