專利名稱：鋼絞線張拉力測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及錨索內(nèi)錨固段鋼絞線張拉力測量，該裝置可廣泛用于橋梁、水利、邊坡防護、建筑等使用預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨固的工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
預(yù)應(yīng)力工程是一項復(fù)雜的隱蔽工程，再加上施工過程中不可避免的管道彎曲和鋼絞線絞纏等因素的制約，為測試單根鋼絞線張拉力的大小及其在錨上的分布情況帶來了極大的困難。當(dāng)前，主要使用的方法一種方法是在鋼絞線上直接粘貼應(yīng)變片。這種做法的缺點在于一是對原材料的結(jié)構(gòu)造成了一定程度的損傷；其次，最重要的方面是由于每束鋼絞線由多根鋼絲互相絞纏而成(例如7根Ф5的鋼絲纏繞后形成15.24的鋼絞線)，外表面極不規(guī)則，鋼絞線受拉時每根鋼絲變形并不一致，因此極易造成應(yīng)變片松動破壞且受力不均，從而嚴重影響了測試精度，使測量結(jié)果誤差較大。另一種方法是在錨固端安裝力傳感器或測力裝置，這種方法對測力裝置的材料要求高，因為測量的是多根鋼絞線的合力，噸位較大；其次需要在錨具后端預(yù)留安裝空間，給施工造成一定困難；再者該方法得到的是整體多根鋼絞線的張拉力的合力，而無法獲取錨具上各根鋼絞線的受力情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安全可靠、測試精度高的鋼絞線張拉力測量裝置，用以測定單根鋼絞線在施工過程中的預(yù)應(yīng)力。
本發(fā)明的目的通過如下裝置實現(xiàn)
一種鋼絞線張拉力測量裝置，包括與應(yīng)變片連接的應(yīng)變儀、兩內(nèi)套筒、兩外套筒和圓鋼，兩內(nèi)套筒活動連接，中心設(shè)有圓孔，圓鋼位于的兩內(nèi)套筒圓孔內(nèi)，圓鋼兩端設(shè)有直徑大于內(nèi)套筒圓孔的突起；應(yīng)變片貼在圓鋼上，通過導(dǎo)線經(jīng)內(nèi)套筒上的孔與應(yīng)變儀連接；所述內(nèi)套筒兩端與兩外套筒兩端活動連接；所述外套筒中心設(shè)有供鋼絞線穿過的孔，孔后端設(shè)有錐形空腔，錐形空腔內(nèi)設(shè)有與其匹配的夾住鋼絞線的錐形夾片；被測鋼絞線切斷，通過兩外套筒及位于其圓錐形空腔內(nèi)的錐形夾片連接。
所述內(nèi)套筒活動連接的方式為一內(nèi)套筒一端設(shè)有直徑小于其它部分的圓柱體，另一內(nèi)套筒一端設(shè)有與所述圓柱體配合的空心圓柱面。
所述內(nèi)套筒活動連接的兩部分上設(shè)有安置定位銷的孔。
所述內(nèi)套筒兩端與兩外套筒兩端活動連接的方式為兩內(nèi)套筒兩端設(shè)有外螺紋，兩外套筒設(shè)有與所述外羅紋配套的內(nèi)螺紋，兩內(nèi)套筒與兩外套筒螺紋連接。
所述圓鋼兩端設(shè)有直徑大于內(nèi)套筒圓孔的突起是指圓鋼的一端設(shè)有圓鋼球頭，另一端設(shè)有螺紋與螺帽。所述內(nèi)套筒的外端向內(nèi)設(shè)有凹球面，圓鋼柱的圓鋼球頭或者螺帽位于凹球面內(nèi)。
所述應(yīng)變片為四片直角式箔式應(yīng)變片，組成全橋惠斯登電路，并接入應(yīng)變儀進行測量。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、充分利用現(xiàn)有成熟的鋼絞線錨固技術(shù)，將外套筒一側(cè)做成單孔錨具形式，與現(xiàn)成的工具夾片一起對鋼絞線進行錨固連接，該連接方式錨固效率高，在預(yù)應(yīng)力工程中已得到廣泛應(yīng)用。外套筒另一側(cè)做成內(nèi)螺紋，與內(nèi)套筒連接，內(nèi)套筒一端設(shè)計為球面接觸，從而保證圓鋼只受拉力而不受彎矩，并使拉力與圓鋼軸線一致。因此該裝置中心與鋼絞線軸線在同一條直線上，同時鋼絞線所受拉力全部由特制圓鋼承受。這與現(xiàn)有技術(shù)采用螺栓等裝置夾持鋼絞線，而不切斷鋼絞線，其傳感器或測力裝置位于鋼絞線一側(cè)相比，本發(fā)明測量的鋼絞線張拉力更加準確。
2、該裝置有較厚的鋼保護套，可避免在施工過程特別是張拉過程中鋼絞線之間的絞纏擠壓對脆弱的應(yīng)變片造成的破壞損傷。這樣就使得該裝置可用于對整個施工過程的鋼絞線預(yù)應(yīng)力監(jiān)測。
3、將鋼絞線拉力完全通過規(guī)則形狀的圓鋼來承受，受力模式直觀簡單，從而可以保證實測數(shù)據(jù)的準確性。


圖1是本發(fā)明鋼絞線張拉力測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表達的范圍，凡是根據(jù)本發(fā)明應(yīng)變片受內(nèi)套筒保護，鋼絞線切斷，并通過外套筒連接，內(nèi)外套筒連接保證鋼絞線與測量裝置在同一條直線上，同時鋼絞線所受拉力全部由特制圓鋼承受的原理，進行技術(shù)方案等同的變換，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
如圖1所示，鋼絞線張拉力測量裝置包括與應(yīng)變片5連接的應(yīng)變儀12、兩內(nèi)套筒2、兩外套筒1和圓鋼3，兩內(nèi)套筒2活動連接，具體是一內(nèi)套筒2一端設(shè)有直徑小于其它部分的圓柱體，另一內(nèi)套筒2一端設(shè)有與所述圓柱體配合的空心圓柱面。兩內(nèi)套筒套接在一齊，內(nèi)套筒套接兩部分上設(shè)有安置定位銷7的孔，定位銷7用來固定內(nèi)外套筒位置，在正式使用時，應(yīng)被拔出，使2個內(nèi)套簡2之間可以相互沿鋼絞線軸線方向滑動。內(nèi)套筒2中心設(shè)有圓孔，圓鋼3位于的兩內(nèi)套筒圓孔內(nèi)，圓鋼柱一端端設(shè)有鋼球頭9，在一端設(shè)有螺紋級螺帽11，以利安裝圓鋼；內(nèi)套筒2的外端向內(nèi)設(shè)有凹球面8，圓鋼柱3的鋼球頭9或螺帽11位于凹球面8內(nèi)。應(yīng)變片5貼在圓鋼3上，通過導(dǎo)線，經(jīng)內(nèi)套筒2上的孔與應(yīng)變儀12連接；所述應(yīng)變片為四片直角式箔式應(yīng)變片，組成全橋惠斯登電路，并接入應(yīng)變儀進行測量。兩內(nèi)套筒2兩端與兩外套筒1兩端活動連接；具體是外套筒1一端開有裝入部分內(nèi)套筒2的圓柱形空腔，空腔內(nèi)側(cè)設(shè)有與內(nèi)套筒外周螺紋10配合的螺紋，外套筒1另一端中心設(shè)有供鋼絞線6穿過的孔，孔后端設(shè)有錐形空腔，錐形空腔內(nèi)設(shè)有與其匹配的夾住鋼絞線的錐形夾片4；被測鋼絞線6切斷，通過兩外套筒1及位于其圓錐形空腔內(nèi)的錐形夾片4連接。
安裝時，按照下列順序進行(1)先切斷鋼絞線，套上外套筒1，塞入兩片錐形夾片4，鋼絞線露出長度要適當(dāng)；(2)將圓鋼帶螺紋一側(cè)(11)的半球頭旋開，裝入到內(nèi)套筒2內(nèi)，并注意導(dǎo)線的引出。旋緊螺紋11，將銷7插入。
(3)拉近兩側(cè)鋼絞線6及外套筒1和夾片4，并注意使鋼絞線有一定的長度露出夾片。
(4)將內(nèi)套筒2旋入一側(cè)外套筒1。
(5)旋另一側(cè)外套筒1的螺紋與內(nèi)套筒2旋合。
(6)拔出定位銷7。
(7)將引出導(dǎo)線接上應(yīng)變儀。讀取初讀數(shù)或調(diào)零。
(8)張拉鋼絞線，讀取張拉力。
根據(jù)本實施方式，本發(fā)明的裝置的等效變化還可以是兩內(nèi)套筒2完全至于外套筒1內(nèi)，而外套筒1套接在一起，應(yīng)變片1通過導(dǎo)線，從內(nèi)套筒2和外套筒1上的孔穿過與應(yīng)變儀12連接。
應(yīng)用實施例應(yīng)用場合單片梁中一束多根鋼絞線的張拉力的測量。
布置完波紋管后，穿好鋼絞線，并裁剪一些短的鋼絞線(同種規(guī)格Ф15.24或Ф12.7)。用本測量裝置將短鋼絞線與波紋管內(nèi)鋼絞線連接起來。連接時注意盡可能讓每根鋼絞線上的測量裝置不在同一平面上(可以事先將短鋼絞線裁成不等長度)，然后在短鋼絞線側(cè)安裝上錨具，拔出定位銷。將各根導(dǎo)線都接到應(yīng)變儀，記錄初讀數(shù)；預(yù)張拉單根鋼絞線，整體張拉該預(yù)應(yīng)力束。張拉過程中可進行多次或定時采樣，從而獲取各根鋼絞線的張拉力的大小和變化曲線。張拉完成后，也可以繼續(xù)測量，得到鋼絞線張拉力隨時間的變化曲線。
由于本測量裝置直接與鋼絞線形成整體，鋼絞線與圓鋼受力一致，而通過應(yīng)變片將圓鋼承受的力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓量，在材料線性范圍內(nèi)，這兩個量成直線線性關(guān)系，從而通過應(yīng)變儀的讀數(shù)可以得到圓鋼所受力的大小，也即鋼絞線所受張拉力的大小。相比于直接在鋼絞線上貼片的方法，由于鋼絞線是多根鋼絲糾纏在一起的集合體，每根鋼絲并不一定同時受力，其次是由于波紋管中都是多根鋼絞線絞纏在一起，很難保證貼在上面的應(yīng)變片不受損壞。至于在錨端安裝測力裝置，由于它得到的是多根鋼絞線的合力，無法得到每根鋼絞線的分力。本發(fā)明的裝置具有測量精度高，安全可靠，能實時監(jiān)控鋼絞線的張拉和使用的全過程的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種鋼絞線張拉力測量裝置，包括與應(yīng)變片連接的應(yīng)變儀，其特征在于，所述測量裝置還包括兩內(nèi)套筒、兩外套筒和圓鋼，兩內(nèi)套筒活動連接，中心設(shè)有圓孔，圓鋼位于的兩內(nèi)套筒圓孔內(nèi)，圓鋼兩端設(shè)有直徑大于內(nèi)套筒圓孔的突起；應(yīng)變片貼在圓鋼上，通過導(dǎo)線經(jīng)內(nèi)套筒上的孔與應(yīng)變儀連接；所述內(nèi)套筒兩端與兩外套筒兩端活動連接；所述外套筒中心設(shè)有供鋼絞線穿過的孔，孔后端設(shè)有錐形空腔，錐形空腔內(nèi)設(shè)有與其匹配的夾住鋼絞線的錐形夾片；被測鋼絞線切斷，通過兩外套筒及位于其圓錐形空腔內(nèi)的錐形夾片連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼絞線張拉力測量裝置，其特征在于所述內(nèi)套筒活動連接的方式為一內(nèi)套筒一端設(shè)有直徑小于其它部分的圓柱體，另一內(nèi)套筒一端設(shè)有與所述圓柱體配合的空心圓柱面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鋼絞線張拉力測量裝置，其特征在于所述內(nèi)套筒活動連接的兩部分上設(shè)有安置定位銷的孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意項所述鋼絞線張拉力測量裝置，其特征在于所述內(nèi)套筒兩端與兩外套筒兩端活動連接的方式為兩內(nèi)套筒兩端設(shè)有外螺紋，兩外套筒設(shè)有與所述外羅紋配套的內(nèi)螺紋，兩內(nèi)套筒與兩外套筒螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼絞線張拉力測量裝置，其特征在于所述圓鋼兩端設(shè)有直徑大于內(nèi)套筒圓孔的突起是指圓鋼的一端設(shè)有圓鋼球頭，另一端設(shè)有螺紋與螺帽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的鋼絞線張拉力測量裝置，其特征在于所述內(nèi)套筒的外端向內(nèi)設(shè)有凹球面，圓鋼柱的圓鋼球頭或者螺帽位于凹球面內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋼絞線張拉力測量裝置，包括與應(yīng)變片連接的應(yīng)變儀、兩內(nèi)套筒、兩外套筒和圓鋼，兩內(nèi)套筒活動連接，中心設(shè)有圓孔，圓鋼位于兩內(nèi)套筒圓孔內(nèi)，圓鋼兩端設(shè)有直徑大于內(nèi)套筒圓孔的突起；應(yīng)變片貼在圓鋼上，通過導(dǎo)線經(jīng)內(nèi)套筒上的孔與應(yīng)變儀連接；所述內(nèi)套筒兩端與兩外套筒兩端活動連接；所述外套筒中心設(shè)有供鋼絞線穿過的孔，孔后端設(shè)有錐形空腔，錐形空腔內(nèi)設(shè)有與其匹配的夾住鋼絞線的錐形夾片；被測鋼絞線切斷，通過兩外套筒及位于其圓錐形空腔內(nèi)的錐形夾片連接。本發(fā)明中應(yīng)變傳感器與鋼絞線在同一軸線上，測量精度高，應(yīng)變片在內(nèi)套筒的防護下，能保證應(yīng)變片不易受損，安全可靠，并能實時監(jiān)控鋼絞線的張拉和使用的全過程。
文檔編號G01L5/10GK1979108SQ20061012410
公開日2007年6月13日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者周希平 申請人:華南理工大學(xué)