CN212903682U - 一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置。该装置包括机架，自近而远布置在机架固定端板外侧的预制混凝土试块、固定端传感器、固定端千斤顶和固定端工作锚板，自近而远布置在机架张拉端板外侧的预制混凝土试块、张拉端工作锚板、张拉端传感器、张拉端千斤顶和工具锚板，以及试块拖运小车和千斤顶拖运小车；预制混凝土试块的轴向中心孔为外端喇叭孔连通内端圆柱孔，在外端喇叭孔中内套形状相匹配的约束环；机架固定端板、固定端传感器、固定端千斤顶、机架张拉端板、张拉端传感器、张拉端千斤顶均采用中空结构。利用本实用新型能够在实验室内快速准确地检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力，准确、高效、安全、成本低。

Description

一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁、建筑施工中摩擦阻力试验的技术领域，更具体讲是一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置。

背景技术

在预应力张拉过程中，由于预应力束不可避免地与喇叭口、锚圈口接触以及发生相对滑动，因此必然会产生摩擦力。如果预应力束布置恰当，则不仅能使结构的跨越能力出现飞跃、大大提高工程质量，而且可以大幅度减轻结构自重、节约大量的钢材和混凝土。

在实际工程中，加到混凝土构件上的初始预应力，由于种种原因会随着时间增长而发生应力损失。预应力在张拉、承载及运营期内产生的损失都将对桥梁结构产生一定的影响，特别是对于长束、弯曲等具有特殊性质的预应力构造结构而言，这种损失的影响会直接关系到桥梁建设的安全质量。先张构件中应力损失的原因有：混凝土的弹性压缩、收缩、徐变以及预应力钢筋的松弛；后张构件中应力损失的原因有：混凝土的弹性压缩、收缩、徐变以及预应力钢筋的松弛、摩阻力和锚板造成的损失。其中，弹性压缩、摩阻力和锚板损失是瞬时性的，而钢筋松弛损失、混凝土收缩和徐变则是随着时间变化的。如果预应力配置不当，不仅浪费材料，而且还会造成混凝土结构开裂、甚至破坏，因此预应力配置对工程具有重要意义。

目前大部分预应力用锚口及喇叭口摩擦阻力试验采用现场浇筑混凝试件测量，现场浇筑混凝土试件为一次性试件，需要4立方米混凝加上0.5吨钢筋，预制成本较高；现场检测存在人力和物力投入大、用时长的问题；现场检测还存在工人辅助劳动量大、检测精度低、检测设备出现临时故障、检测人员成本高、检测过程存在不受控的安全隐患、检测设备投入多等一系类问题。因此开展实验室预制试块检测就显得尤为必要，但必需先设计出配套的实验室专用检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置。利用本实用新型只需制备两个小体积的预制混凝土试块就能够快速准确地检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力，使传统需要户外进行的摩擦力试验成功转移到实验室内检测，大大提高了试验精度、检测效率、试验安全性，大大降低了检测成本，具有准确、高效、安全、成本低、适用范围广、便于装卸试样的优点。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置包括机架（本实用新型采用机架两端配合小体积的预制混凝土试块来代替传统现场浇筑的大体积混凝土一次性试件，小体积预制混凝土试块与传统大体积预制试件相比预制周期大大缩短、节省大量预制材料，既可以大大缩短试验时间、提高试验效率，又可以减少物力、降低预制成本），自近而远布置在机架固定端板外侧的预制混凝土试块、固定端传感器、固定端千斤顶和固定端工作锚板（依次压合接触构成了固定端的传力部件，并且通过固定端传感器能够显示传递到固定端的张拉力值），自近而远布置在机架张拉端板外侧的预制混凝土试块、张拉端工作锚板、张拉端传感器、张拉端千斤顶和工具锚板（依次压合接触构成了张拉端的传力部件，并且通过张拉端传感器能够显示张拉端的张拉力值），以及试块拖运小车和千斤顶拖运小车（分别用于拖运混凝土试块和对应端的千斤顶）；所述固定端传感器、张拉端传感器均通过数据线与外部的测试仪电连接（在张拉端施加张拉力后，通过测试仪分别显示两端压力传感器传递的预应力、并自动计算两端预应力的差值，两端预应力的差值就等于管道摩阻力）；所述预制混凝土试块的轴向中心孔为外端喇叭孔连通内端圆柱孔后形成的组合孔；所述机架固定端板、固定端传感器、固定端千斤顶、机架张拉端板、张拉端传感器、张拉端千斤顶均采用中空结构（便于顺利穿装钢绞线）。

在本实用新型中所述固定端工作锚板、张拉端工作锚板和工具锚板的张拉孔中均嵌装有夹片（用于锁紧钢绞线）；在固定端工作锚板与固定端千斤顶之间依次安装有锚垫板和垫板Ⅰ（传递张拉力），在张拉端工作锚板与张拉端传感器之间依次安装有限位板和锚垫板（锚垫板用于支撑对应锚板的端面，并传递张拉力；当受到张拉端千斤顶的张拉加载作用时，由于摩擦力的存在使夹片随钢绞线一起向右移动，为防止夹片从张拉端工作锚板中脱落，本实用新型设计了限位板对夹片进行限位，限定了夹片随钢绞线向右移动范围不能超出限位板所在位置，并且在张拉端千斤顶卸载后能使夹片跟随回缩的钢绞线顺利地归位到张拉端工作锚板张拉孔内），在张拉端千斤顶与工具锚板之间依次安装有垫板Ⅱ和锚垫板（传递张拉力）。

在本实用新型中所述试块拖运小车和千斤顶拖运小车的下方沿纵向铺设有导轨（作为试块拖运小车和千斤顶拖运小车的运行轨道）。

在本实用新型中所述机架固定端板和机架张拉端板的底部均安装有两个调高支座（能够实现机架高度可调，能够满足不同高度规格的预制混凝土试块对中需求，扩大了本实用新型的通用性和适用范围）。

在本实用新型中所述垫板Ⅰ的右端面与固定端千斤顶缸体的左端面之间安装有卡环，所述卡环是由两个半圆形抱箍对扣连接后形成一个用于贯穿固定端千斤顶活塞的安装孔（在张拉过程中固定端的传力情况依次为钢绞线、夹片、固定端工作锚板、锚垫板、垫板Ⅰ、卡环、固定端千斤顶缸体，由于安装有卡环，可以避免力直接传递到固定端千斤顶活塞上，避免压缩固定端千斤顶中的液压油造成，从而有效避免固定端因液压油受压缩而产生位移。也就是说，当张拉端加载时能够使固定端千斤顶处在刚性状态，提高检测精度和稳定性）。

本实用新型的设计原理如下：

利用本实用新型只需制备两个小体积的预制混凝土试块就能够快速准确地检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力，使传统需要户外进行的摩擦力试验成功转移到实验室内检测。更具体讲，位于机架内腔中的钢绞线束沿轴线方向同时向固定端和张拉端延伸、两个延伸端分别自近而远依次贯穿预制混凝土试块、喇叭口、传感器、千斤顶、锚板，两端的压力传感器均通过数据线与测试仪相连，在张拉端施加张拉力后，通过测试仪分别显示两端压力传感器传递的预应力、并自动计算两端预应力的差值，两端预应力的差值就等于管道摩阻力。由于利用本实用新型试验过程中需要用到的是小体积预制混凝土试块，小体积预制混凝土试块与传统预制试件相比预制周期大大缩短、节省大量预制材料，既可以大大缩短试验时间、提高试验效率，又可以减少物力、降低预制成本；由于利用本实用新型能够使传统需要户外进行的摩擦力试验成功转移到实验室内检测，所以大大提高了试验精度和试验安全性；同时，由于本实用新型作为实验室试验设备能够重复使用，且检测效率高，可以省去过多的设备投入，大大降低了设备成本。由于本实用新型中机架高度可以调节，能够满足不同高度规格的预制混凝土试块对中需求，扩大了本实用新型的通用性和适用范围。因此，本实用新型具有准确、高效、安全、成本低、适用范围广、便于装卸试样的优点。

本实用新型的有益技术效果：

利用本实用新型只需制备两个小体积的预制混凝土试块就能够快速准确地检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力，使传统需要户外进行的摩擦力试验成功转移到实验室内检测，大大提高了试验精度、检测效率、试验安全性，大大降低了检测成本，具有准确、高效、安全、成本低、适用范围广、便于装卸试样的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是A处固定端的放大图。

图3是B处张拉端的放大图。

图中序号说明：1、机架，1-1、机架固定端板，1-2、机架张拉端板，1-3、调高支座；2、预制混凝土试块，2-1、外端喇叭孔，2-2、内端圆柱孔；3、张拉端工作锚板，3’、固定端工作锚板，4、张拉端传感器，4’、固定端传感器，5、张拉端千斤顶，5’、固定端千斤顶，5’-1、固定端千斤顶活塞，5’-2、固定端千斤顶缸体，6、工具锚板，7、试块拖运小车，8、千斤顶拖运小车，9、夹片，10、锚垫板，11、限位板，12、导轨，13、卡环，14-1、垫板Ⅰ，14-2、有垫板Ⅱ。

具体实施方式

本实用新型以下结合附图作进一步描述：

如图1～图3所示，本实用新型的一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置包括机架1（本实用新型采用机架1两端配合小体积的预制混凝土试块2来代替传统现场浇筑的大体积混凝土一次性试件，小体积预制混凝土试块与传统大体积预制试件相比预制周期大大缩短、节省大量预制材料，既可以大大缩短试验时间、提高试验效率，又可以减少物力、降低预制成本），自近而远布置在机架固定端板1-1外侧的预制混凝土试块2、固定端传感器4’、固定端千斤顶5’和固定端工作锚板3’（依次压合接触构成了固定端的传力部件，并且通过固定端传感器4’能够显示传递到固定端的张拉力值），自近而远布置在机架张拉端板1-2外侧的预制混凝土试块2、张拉端工作锚板3、张拉端传感器4、张拉端千斤顶5和工具锚板6（依次压合接触构成了张拉端的传力部件，并且通过张拉端传感器4能够显示张拉端的张拉力值），以及试块拖运小车7和千斤顶拖运小车8（分别用于拖运混凝土试块2和对应端的千斤顶）；所述固定端传感器4’、张拉端传感器4均通过数据线与外部的测试仪电连接（在张拉端施加张拉力后，通过测试仪分别显示两端压力传感器传递的预应力、并自动计算两端预应力的差值，两端预应力的差值就等于管道摩阻力）；所述预制混凝土试块2的轴向中心孔为外端喇叭孔2-1连通内端圆柱孔2-2后形成的组合孔；所述机架固定端板1-1、固定端传感器4’、固定端千斤顶5’、机架张拉端板1-2、张拉端传感器4、张拉端千斤顶5均采用中空结构（便于顺利穿装钢绞线）。

在本实用新型中所述固定端工作锚板3’、张拉端工作锚板3和工具锚板6的张拉孔中均嵌装有夹片9（用于锁紧钢绞线）；在固定端工作锚板3’与固定端千斤顶5’之间依次安装有锚垫板10和垫板Ⅰ14-1（传递张拉力），在张拉端工作锚板3与张拉端传感器4之间依次安装有限位板11和锚垫板10（锚垫板10用于支撑对应锚板的端面，并传递张拉力；当受到张拉端千斤顶5的张拉加载作用时，由于摩擦力的存在使夹片9随钢绞线一起向右移动，为防止夹片9从张拉端工作锚板3中脱落，本实用新型设计了限位板11对夹片9进行限位，限定了夹片9随钢绞线向右移动范围不能超出限位板11所在位置，并且在张拉端千斤顶5卸载后能使夹片9跟随回缩的钢绞线顺利地归位到张拉端工作锚板3张拉孔内），在张拉端千斤顶5与工具锚板6之间依次安装有垫板Ⅱ14-2和锚垫板10（传递张拉力）。

在本实用新型中所述试块拖运小车7和千斤顶拖运小车8的下方沿纵向铺设有导轨12（作为试块拖运小车7和千斤顶拖运小车8的运行轨道）。

在本实用新型中所述机架固定端板1-1和机架张拉端板1-2的底部均安装有两个调高支座1-3（能够实现机架高度可调，能够满足不同高度规格的预制混凝土试块对中需求，扩大了本实用新型的通用性和适用范围）。

在本实用新型中所述垫板Ⅰ（14-1）的右端面与固定端千斤顶缸体（5’-2）的左端面之间安装有卡环（13），所述卡环（13）是由两个半圆形抱箍对扣连接后形成一个用于贯穿固定端千斤顶活塞（5’-1）的安装孔（在张拉过程中固定端的传力情况依次为钢绞线、夹片9、固定端工作锚板3’、锚垫板10、垫板Ⅰ14-1、卡环13、固定端千斤顶缸体5’-2，由于安装有卡环13，可以避免力直接传递到固定端千斤顶活塞5’-1上，避免压缩固定端千斤顶5’中的液压油造成，从而有效避免固定端因液压油受压缩而产生位移。也就是说，当张拉端加载时能够使固定端千斤顶5’处在刚性状态，提高检测精度和稳定性）。

本实用新型的具体使用情况如下：

首先，安装上述结构描述中的相对位置依次排布各部件，保证各部件的中心轴线共线；接着，沿中心轴线穿装钢绞线，并通过固定端工作锚板3’、张拉端工作锚板3、工具锚板6以及各自内嵌的夹片9来锁紧钢绞线；随后，将固定端传感器4’和张拉端传感器4的读数清零；接着，张拉端千斤顶5开始缓慢均匀地加载，加载时间不少于3min；当荷载第一次达到预应力筋标准强度的80%时，记录一次固定端传感器4’和张拉端传感器4的读数及读数差值；之后，将张拉端千斤顶5卸载，固定端传感器4’和张拉端传感器4的读数清零；重复上述张拉端千斤顶5的加载动作，当荷载第二次达到预应力筋标准强度的80%时，再次记录固定端传感器4’和张拉端传感器4的读数及读数差值，记录后再次卸载、清零；第三次重复加载并记录固定端传感器4’和张拉端传感器4的读数及读数差值；然后，计算出三次读数差值的平均值即为锚口及喇叭口摩擦阻力。

Claims (5)

1.一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置，其特征在于：所述装置包括机架（1），自近而远布置在机架固定端板（1-1）外侧的预制混凝土试块（2）、固定端传感器（4’）、固定端千斤顶（5’）和固定端工作锚板（3’），自近而远布置在机架张拉端板（1-2）外侧的预制混凝土试块（2）、张拉端工作锚板（3）、张拉端传感器（4）、张拉端千斤顶（5）和工具锚板（6），以及试块拖运小车（7）和千斤顶拖运小车（8）；所述固定端传感器（4’）、张拉端传感器（4）均通过数据线与外部的测试仪电连接；所述预制混凝土试块（2）的轴向中心孔为外端喇叭孔（2-1）连通内端圆柱孔（2-2）后形成的组合孔；所述机架固定端板（1-1）、固定端传感器（4’）、固定端千斤顶（5’）、机架张拉端板（1-2）、张拉端传感器（4）、张拉端千斤顶（5）均采用中空结构。

2.根据权利要求1所述的一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置，其特征在于：在所述固定端工作锚板（3’）、张拉端工作锚板（3）和工具锚板（6）的张拉孔中均嵌装有夹片（9）；在固定端工作锚板（3’）与固定端千斤顶（5’）之间依次安装有锚垫板（10）和垫板Ⅰ（14-1），在张拉端工作锚板（3）与张拉端传感器（4）之间依次安装有限位板（11）和锚垫板（10），在张拉端千斤顶（5）与工具锚板（6）之间依次安装有垫板Ⅱ（14-2）和锚垫板（10）。

3.根据权利要求1所述的一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置，其特征在于：在所述试块拖运小车（7）和千斤顶拖运小车（8）的下方沿纵向铺设有导轨（12）。

4.根据权利要求1所述的一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置，其特征在于：在所述机架固定端板（1-1）和机架张拉端板（1-2）的底部均安装有两个调高支座（1-3）。

5.根据权利要求2所述的一种实验室检测预应力锚口及喇叭口的摩擦阻力的装置，其特征在于：在所述垫板Ⅰ（14-1）的右端面与固定端千斤顶缸体（5’-2）的左端面之间安装有卡环（13），所述卡环（13）是由两个半圆形抱箍对扣连接后形成一个用于贯穿固定端千斤顶活塞（5’-1）的安装孔。

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