CN110455441B - 一种体外索预应力测试辅助装置 - Google Patents

一种体外索预应力测试辅助装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种体外索预应力测试辅助装置，包括U型钢板，预应力筋固定片，螺母，螺母垫片，固定螺杆，传感器，连接螺杆，预应力筋。U型钢板设有穿孔，孔径同固定螺杆直径。所述预应力筋固定片为弧形钢板，其圆弧直径同预应力筋，其外侧设置有与U型钢板穿孔直径相同但未贯穿的孔洞。固定螺杆一端外侧设置螺纹并通过螺母及螺母垫片与U型钢板拧紧固定，另一端内部设置一段孔道，孔道内壁设置有螺纹。传感器内部设置与固定螺杆相同直径和长度的孔道。连接螺杆表面设置螺纹，其直径与传感器内部孔道相同，传感器与固定螺杆通过连接螺杆固定。本发明可准确地测试预应力筋的振动频率，造价经济，使用和维修方便，具有良好的工程实用价值。

Description

一种体外索预应力测试辅助装置
技术领域
本发明属于桥梁检测、监控技术领域，尤其涉及一种体外索预应力测试辅助装置。
背景技术
我国现有的公路桥梁中，有大量桥梁经过多年的运营后，承载能力已不能满足日益增长交通量的要求，当桥梁结构跨中截面不允许出现拉应力或所受拉应力超限时，往往需要施加预应力进行加固。常用的预应力加固技术为体外预应力加固法。
体外预应力加固法由于体外预应力筋变形与混凝土变形不一致，容易造成预应力损失，因此对在役体外预应力筋的有效预应力值进行检测对于全面了解桥梁结构性能有着重要的现实意义和工程实用价值。常用的体外束预应力检测方法有频率测试法，其原理是根据钢束预应力值与频率的确定性关系，通过测试钢束频率来间接计算钢束的有效预应力值。目前，桥梁检测、监控现有的频率测试法装置多数结构原理复杂，无法快速测试预应力筋频率值计算有效预应力。
发明内容
发明目的：为了解决上述频率法测试体外束预应力过程中装置结构原理复杂，无法快速测试预应力筋频率值计算有效预应力工程技术问题，本发明提出一种体外索预应力测试辅助装置，准确地测试预应力筋的振动频率，造价经济，使用和维修方便，具有良好的工程实用价值。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种体外索预应力测试辅助装置，包括U型钢板1，预应力筋固定片2，螺母31，螺母垫片4，固定螺杆5，传感器6，连接螺杆7，预应力筋8。
所述U型钢板1一侧面中心设有穿孔，其孔径与固定螺杆5直径相同。所述预应力筋固定片2为弧形钢板，位于U型钢板1上，其圆弧直径与预应力筋8直径相同，其外侧设置有圆柱形孔洞且该孔洞未贯穿预应力筋固定片2。预应力筋固定片2的孔洞直径与U型钢板1的穿孔直径相同。预应力筋8位于U型钢板1未设置穿孔的侧面，并与预应力筋固定片2卡接，不产生相对滑动。
所述固定螺杆5一端外侧设置螺纹，并穿过U型钢板1侧面的孔与预应力筋固定片2外侧的圆柱形孔洞卡接。螺母31及螺母垫片4与固定螺杆5螺纹连接。通过螺母31、螺母垫片4、固定螺杆5使得U型钢板1、预应力筋固定片2、预应力筋8相互固定，防止在预应力筋8振动时装置发生松动影响测试效果。固定螺杆5另一端内部设置一段孔道，孔道内壁设置有螺纹。
所述传感器6内部设置有一段孔道，孔道内壁设置有螺纹，传感器6内部孔道与固定螺杆5内部孔道的直径和长度均相同，传感器6与固定螺杆5通过连接螺杆7连接固定。所述连接螺杆7外表面设置有螺纹，其一端与固定螺杆5的内部孔道螺纹连接，其另一端与传感器6的内部孔道螺纹连接。
进一步，在与连接螺杆7相接的固定螺杆5端部焊接固定螺母32，固定螺母32与连接螺杆7螺纹连接，通过同步旋转螺母32及固定螺杆5，使固定螺杆5的旋转紧固操作更方便。
进一步，所述固定螺杆5长度及直径根据体外索的直径、频率进行调整，即根据预应力筋8的直径、频率进行调整，均可达到预期测试效果。
进一步，在预应力筋8与预应力筋固定片2之间根据需要设置保护套，用于防止预应力筋8受到损伤。优选地，所述保护套材料选用尼龙、聚乙烯或聚丙烯。
本发明装置使用时，通过U型钢板1、预应力筋固定片2、固定螺杆5使预应力筋8在发生振动时整个装置保持固定，保证频率测试的准确性。预应力筋8与传感器6之间通过预应力筋固定片2、固定螺杆5、连接螺杆7连接，预应力筋8的振动可以通过固定螺杆5和连接螺杆7有效地传递到传感器6。同时，由于本装置采用的钢板、螺杆刚度远远大于预应力筋8的刚度，根据结构动力学的理论，本装置的频率明显高于体外索基频，能够保证频率测试的准确性。
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：通过本发明装置的固定作用，可以较为准确地测试预应力筋的振动频率，进而计算出有效预应力。同时本发明装置结构简单、体积小、造价经济，使用时所需要的工作平台小，便于安装、使用和维修，具有良好的工程实用价值。
附图说明
图1是本发明装置的U型钢板示意图；
图2是本发明装置的预应力筋固定片示意图；
图3是本发明装置的螺母、螺母垫片以及固定螺杆示意图；
图4是本发明装置的连接螺杆示意图；
图5是本发明装置的传感器示意图；
图6是本发明装置的分装示意图；
图7是本发明装置的整装示意图；
其中：1-U型钢板，2-预应力筋固定片，31、32-螺母，4-螺母垫片，5-固定螺杆，6-传感器，7-连接螺杆，8-预应力筋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明所述的一种体外索预应力测试辅助装置，如图6、图7所示，包括U型钢板1，预应力筋固定片2，螺母31、32，螺母垫片4，固定螺杆5，传感器6，连接螺杆7，预应力筋8。
所述U型钢板1一侧面中心设有穿孔，其孔径与固定螺杆5直径相同，如图1所示。所述预应力筋固定片2为弧形钢板，位于U型钢板1上，其圆弧直径与预应力筋8直径相同，其外侧设置有圆柱形孔洞且该孔洞未贯穿预应力筋固定片2，如图2所示。预应力筋固定片2的孔洞直径与U型钢板1的穿孔直径相同。预应力筋8位于U型钢板1未设置穿孔的侧面，并与预应力筋固定片2卡接，不产生相对滑动。
所述固定螺杆5一端外侧设置螺纹，并穿过U型钢板1侧面的孔与预应力筋固定片2外侧的圆柱形孔洞卡接。螺母31及螺母垫片4与固定螺杆5螺纹连接。通过螺母31、螺母垫片4、固定螺杆5使得U型钢板1、预应力筋固定片2、预应力筋8相互固定，防止在预应力筋8振动时装置发生松动影响测试效果。固定螺杆5另一端焊接固定螺母32，并在固定螺杆5的内部设置一段孔道，孔道内壁设置有螺纹。螺母31、32、螺母垫片4以及固定螺杆5如图3所示。
所述传感器6内部设置有一段孔道，孔道内壁设置有螺纹，如图5所示。传感器6内部孔道与固定螺杆5内部孔道的直径和长度均相同，传感器6与固定螺杆5通过连接螺杆7连接固定。所述连接螺杆7外表面设置有螺纹，如图4所示，其一端与螺母32以及固定螺杆5的内部孔道螺纹连接，其另一端与传感器6的内部孔道螺纹连接。
本实施例装置的安装及使用原理如下：
首先，将预应力筋8放置在U型钢板1中，使预应力筋固定片2与预应力筋8接触，将固定螺杆5依次穿过螺母31、螺母垫片4以及U型钢板1上的孔并与预应力筋固定片2上的圆柱形孔洞接触。旋转位于固定螺杆5端部的螺母32使固定螺杆5与预应力筋固定片2接触并固定，拧紧与螺母垫片4接触的螺母31进一步固定装置。将连接螺杆7一端置于传感器6内部并旋转拧紧，使连接螺杆7和传感器6形成一个整体，最后将连接螺杆7的另一端与固定螺杆5内部的孔道旋转拧紧，至此，整个装置已经连接固定完成。其中，分装过程如图6(a)、图6(b)所示，整装完成后的结构如图7(a)、图7(b)所示。
将上述各部件固定连接后，采用外部激励(如敲击)或随机激励(如风荷载，车辆行驶)，使预应力筋8产生振动，振动频率通过固定螺杆5和连接螺杆7传递到传感器6，再通过相应的采集设备记录信号。通过振动频率与预应力筋预应力的计算公式得到预应力筋有效预应力。
以上结合附图对本发明的实施方式做出了详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种体外索预应力测试辅助装置，其特征在于：该装置包括U型钢板(1)，预应力筋固定片(2)，螺母(31)，螺母垫片(4)，固定螺杆(5)，传感器(6)，连接螺杆(7)，预应力筋(8)；所述U型钢板(1)一侧面中心设有穿孔，其孔径与固定螺杆(5)直径相同；所述预应力筋固定片(2)为弧形钢板，位于U型钢板(1)上，其圆弧直径与预应力筋(8)直径相同，其外侧设置有圆柱形孔洞且该孔洞未贯穿预应力筋固定片(2)；预应力筋固定片(2)的孔洞直径与U型钢板(1)的穿孔直径相同；预应力筋(8)位于U型钢板(1)未设置穿孔的侧面，并与预应力筋固定片(2)卡接，不产生相对滑动；所述固定螺杆(5)一端外侧设置螺纹，并穿过U型钢板(1)侧面的孔与预应力筋固定片(2)外侧的圆柱形孔洞卡接；螺母(31)及螺母垫片(4)与固定螺杆(5)螺纹连接；通过螺母(31)、螺母垫片(4)、固定螺杆(5)使得U型钢板(1)、预应力筋固定片(2)、预应力筋(8)相互固定；固定螺杆(5)另一端内部设置一段孔道，孔道内壁设置有螺纹；所述传感器(6)内部设置有一段孔道，孔道内壁设置有螺纹，传感器(6)内部孔道与固定螺杆(5)内部孔道的直径和长度均相同，传感器(6)与固定螺杆(5)通过连接螺杆(7)连接固定；所述连接螺杆(7)外表面设置有螺纹，其一端与固定螺杆(5)的内部孔道螺纹连接，其另一端与传感器(6)的内部孔道螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种体外索预应力测试辅助装置，其特征在于：在与连接螺杆(7)相接的固定螺杆(5)端部焊接固定螺母(32)，固定螺母(32)与连接螺杆(7)螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种体外索预应力测试辅助装置，其特征在于：所述固定螺杆(5)的长度及直径根据预应力筋(8)的直径、频率进行调整。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种体外索预应力测试辅助装置，其特征在于：在预应力筋(8)与预应力筋固定片(2)之间设置保护套。
5.根据权利要求4所述的一种体外索预应力测试辅助装置，其特征在于：所述保护套材料选用尼龙、聚乙烯或聚丙烯。
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