專利名稱：預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程實驗裝置，具體涉及預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺。
背景技術(shù)：
預(yù)應(yīng)力錨固體系在建筑工程應(yīng)用非常廣泛。一般將鋼絞線、連接器和錨具稱為預(yù) 應(yīng)力錨固體系。GB/T14370-2000標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對錨具和連接器在使用前必須進(jìn)行試驗。目前， 鋼絞線、錨具的回縮量是通過手工測量讀數(shù)，存在精度差的缺陷，油壓壓力讀數(shù)、壓力表讀 數(shù)不能同時采集，并且現(xiàn)有的試驗臺在每次試驗中安裝過于復(fù)雜、繁瑣，缺乏一次安裝完成 多種試驗的功能，因此，錨具試驗不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，難于實現(xiàn)對其質(zhì)量的控制，本臺架正 是針對上述不足而開發(fā)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，它能對預(yù)應(yīng)力錨具和 連接器在一次安裝中完成靜載實驗、重復(fù)張拉工藝實驗、夾片與鋼絞線同步回縮實驗、錨具 回縮實驗及其全摩阻實驗；還能單獨(dú)進(jìn)行周期荷載實驗，實驗結(jié)果準(zhǔn)確，重復(fù)精度高，可靠 性好。本發(fā)明所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，包括長臺架、連接在長臺架左側(cè) 下部外面的千斤頂、通過高壓油管和低壓油管與千斤頂相連的油泵站、設(shè)在控制臺上部的 計算機(jī)、設(shè)在控制臺下部并與計算機(jī)連接的前置箱，前置箱通過第一電源線與220V電源連 接，油泵站通過第二電源線與380V電源連接，其特征是
一短臺架的一端與長臺架右側(cè)下部的外面連接，一壓力傳感器與短臺架的另一端連 接；該壓力傳感器通過第一導(dǎo)線與壓力數(shù)顯儀連接，該壓力數(shù)顯儀通過第二導(dǎo)線與前置箱 連接，并通過第三電源線與220V電源連接；
一組合閥設(shè)在油泵站上，在組合閥上設(shè)有與前置箱相連的電磁閥、比例溢流閥和油壓 傳感器；
一主位移傳感器設(shè)在千斤頂上，該主位移傳感器與前置箱連接； 多支微型位移傳感器通過支撐桿設(shè)在短臺架端面的磁力表座上，并通過多根微型位移 傳感器信號線與前置箱連接。所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其所述的前置箱上設(shè)有220V電源接口、 RS232接口、主位移傳感器接口、電磁閥接口、比例溢流閥接口、油壓傳感器接口、8個微型 位移傳感器接口，前置箱上的220V電源接口與220V電源連接、RS232接口通過RS232信號 線與壓力數(shù)顯儀連接、主位移傳感器接口通過主位移傳感器信號線與主位移傳感器連接、 電磁閥接口通過電磁閥控制線與電磁閥連接、比例溢流閥接口通過比例溢流閥控制線與比 例溢流閥連接、油壓傳感器接口通過油壓傳感器信號線與油壓傳感器連接、8個微型位移傳 感器接口通過8根微型位移傳感器信號線與8支微型位移傳感器連接。所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其所述的主位移傳感器的主位移傳感器測頭通過安裝在千斤頂上的圓形小擋板與千斤頂?shù)膱A形大擋板連接。所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，在前置箱內(nèi)設(shè)有控制電路，該控制電路 包括單片機(jī)電路、基準(zhǔn)電路、采集電路、比例閥控制電路、換向閥控制電路、通訊電路和電源 電路；所述單片機(jī)電路包括單片機(jī)U5、電容C6、復(fù)位電阻R20、以及由晶振Y1，電容C14、C15 構(gòu)成的振蕩電路；電容C6接在單片機(jī)TO的7腳，用于為單片機(jī)的電源濾波；復(fù)位電阻R20 一端接電源VCC另一端接單片機(jī)TO的1腳，用于上電時為單片機(jī)提供復(fù)位信號；振蕩電路 的晶振Yl —端接單片機(jī)U5的9腳、另一端接單片機(jī)TO的10腳，用于為單片機(jī)提供工作頻 率；單片機(jī)U5的型號為ATMEGA8，該單片機(jī)電路用于控制整個系統(tǒng)。所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其所述的基準(zhǔn)電路包括第一基準(zhǔn)電路和 第二基準(zhǔn)電路；第一基準(zhǔn)電路包括基準(zhǔn)源U1、運(yùn)算放大器U3、電阻R15、R2、R3、R17、R18、 R19、以及電容C5 ；電源VCC通過電阻R15連接基準(zhǔn)源Ul的1腳和3腳、基準(zhǔn)源Ul的2腳 接地、3腳通過電阻R2連接運(yùn)算放大器U3的3腳；運(yùn)算放大器U3的2腳通過電阻R3接地 并通過電阻R17、R19接基準(zhǔn)電壓輸出端REF5V，4腳接地，8腳接通過電容C5濾波的MV電 源，1腳通過電阻R18接基準(zhǔn)電壓輸出端REF5V ；用于對后面的采集電路提供量化基準(zhǔn)；第 二基準(zhǔn)電路包括基準(zhǔn)源U2、電阻R16 ；電源VCC通過電阻R16連接基準(zhǔn)源U2的1腳和3腳、 基準(zhǔn)源U2的2腳接地、3腳接基準(zhǔn)電壓輸出端REF2. 5 ；用于對后面的比例閥控制電路提供 量化基準(zhǔn)；基準(zhǔn)源U1、U2的型號為TL431，運(yùn)算放大器U3的型號為LM358。所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其所述的采集電路包括外接壓力傳感器 的接線端子J2，接8支微型傳感器的接線端子J4、J5、J6、J8，接主位移傳感器和油壓傳感器 的接線端子 J7,電阻 Rl、R4、R5、R6、R7、R8、R9、Rll、R12、R110、R13 和電容 C24、C23、C22、 C21、C20、C19、C18、C17、C25、(^6構(gòu)成的RC濾波電路，采集芯片U4 ；傳感器采集的模擬信號 通過接線端子，經(jīng)濾波后傳入采集芯片U4，U4將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出給單片機(jī)TO ；采集 芯片U4的14腳與第一基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓輸出端REF5V連接，15-18腳分別與單片機(jī)TO 的16-19腳連接；采集芯片U4的型號為TLC2M3。所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其所述比例閥控制電路包括DA芯片U7， 接線端子J9，電阻R22、電容Cll ；DA芯片U7的1_3腳與單片機(jī)U5的4_6腳連接、5腳接地、 6腳接第二基準(zhǔn)源的基準(zhǔn)電壓輸出端REF2.5、8腳接經(jīng)電容Cll濾波的電源VCC、7腳通過電 阻R22與接線端子J9的2腳連接并通過J9將由DA芯片U7轉(zhuǎn)換的模擬型號送入比例閥放 大器控制比例閥；DA芯片的型號為TLV5618。所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其所述換向閥控制電路包括電阻R14、 R21，三極管Ql、Q2，二極管Dl ；Ql和Q2構(gòu)成復(fù)合三極管，三極管Q2的集電極接接線端子 J9的5腳、接線端子J9外接換向閥線圈；三極管Ql的基極通過電阻R14與單片機(jī)U5的觀 腳連接。單片機(jī)控制信號通過R14進(jìn)入復(fù)合三極管控制J9外接的換向閥線圈的電流。所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其所述通訊電路包括串口芯片U6、電容 C8, C9, CIO, C12, C13、接線端子J3，串口芯片U6的9腳接單片機(jī)U5的2腳、10腳接單片機(jī) U5的3腳、7腳接接線端子J3的2腳、8腳接接線端子J3的1腳，接線端子J3外接RS232 并連接電腦；串口芯片TO的型號為MAX232ACPE(16)。所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其所述電源電路包括接線端子J1，濾波 電容(1乂2乂3、(4;接線端子Jl的1腳接MV電源，2腳接地，3腳接電源VCC，電容C2、C4對MV電源濾波，電容Cl、C3對電源VCC濾波，該電源電路用于為整個系統(tǒng)提供電源。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點
(1)能在一次安裝中準(zhǔn)確的完成下述實驗靜載實驗、重復(fù)張拉工藝實驗、夾片與絞線 同步回縮實驗、錨具回縮實驗及其全摩阻實驗。其重復(fù)精度高，可靠性好，大大提高實驗效 率，便于對錨具連接器實施全面質(zhì)量控制。(2)采用微型位移傳感器采集鋼絞線、夾片的回縮量，自動跟蹤，能描繪出其同步 曲線，精確度更高，提高了設(shè)備的自動化水平。(3)電磁閥的增設(shè)實現(xiàn)了實驗完畢自動退頂，進(jìn)一步提高了設(shè)備的自動化水平。(4)提供了壓力數(shù)顯儀和計算機(jī)通信的功能，能同時采集張拉端和被動端的力值。(5)將軟硬件系統(tǒng)與計算機(jī)安裝在一個整體的控制箱內(nèi)，既便于集中控制，又簡化 了安裝與操作，使設(shè)備大方美觀，總體性能好。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的前置箱的接口示意圖 圖3為本發(fā)明的控制電路的電源電路圖 圖4為本發(fā)明的控制電路的單片機(jī)電路圖 圖5為本發(fā)明的控制電路的基準(zhǔn)電路圖 圖6為本發(fā)明的控制電路的采集電路圖
圖7為本發(fā)明的控制電路的比例閥控制電路圖 圖8為本發(fā)明的控制電路的換向閥控制電路圖 圖9為本發(fā)明的控制電路的通訊電路圖 圖10為本發(fā)明的軟件流程圖 圖11為本發(fā)明作實驗時的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。參見圖1和圖2所示的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，包括長臺架33、連接在長 臺架左側(cè)下部外面的千斤頂32、通過高壓油管3和低壓油管4與千斤頂相連的油泵站12、 設(shè)在控制臺17上部的計算機(jī)18、設(shè)在控制臺17下部并與計算機(jī)連接的前置箱16，前置箱 通過第一電源線15與220V電源連接，油泵站通過第二電源線13與380V電源連接；
一短臺架27的一端與長臺架右側(cè)下部的外面連接，一壓力傳感器沈與短臺架的另一 端連接；該壓力傳感器通過第一導(dǎo)線21與壓力數(shù)顯儀19連接，該壓力數(shù)顯儀通過第二導(dǎo)線 14與前置箱16連接，并通過第三電源線20與220V電源連接；
一組合閥10設(shè)在油泵站12上，在組合閥10上設(shè)有與前置箱16相連的電磁閥8、比例 溢流閥11和油壓傳感器9;
一主位移傳感器34設(shè)在千斤頂32上，該主位移傳感器與前置箱連接； 多支微型位移傳感器22通過支撐桿設(shè)在短臺架27端面的磁力表座36上，并通過多根 微型位移傳感器信號線23與前置箱16連接。
所述的前置箱16上設(shè)有220V電源接口 50、RS232接口 49、主位移傳感器接口 40、 電磁閥接口 38、比例溢流閥接口 37、油壓傳感器接口 39、8個微型位移傳感器接口 41、42、 43、44、45、46、47、48，前置箱16上的220V電源接口 50與220V電源20連接、RS232接口 49通過RS232信號線14與壓力數(shù)顯儀19連接、主位移傳感器接口 40通過主位移傳感器信 號線31與主位移傳感器34連接、電磁閥接口 38通過電磁閥控制線7與電磁閥8連接、比 例溢流閥接口 37通過比例溢流閥控制線5與比例溢流閥11連接、油壓傳感器接口 39通過 油壓傳感器信號線6與油壓傳感器9連接、8個微型位移傳感器接口 41、42、43、44、45、46、 47,48通過8根微型位移傳感器信號線23與8支微型位移傳感器22連接。所述的主位移傳感器34的主位移傳感器測頭35通過安裝在千斤頂上的圓形小擋 板1與千斤頂?shù)膱A形大擋板2連接。參見圖4，在前置箱16內(nèi)設(shè)有控制電路，該控制電路包括單片機(jī)電路、基準(zhǔn)電路、 采集電路、比例閥控制電路、換向閥控制電路、通訊電路和電源電路；所述單片機(jī)電路包括 單片機(jī)U5、電容C6、復(fù)位電阻R20、以及由晶振Y1，電容C14、C15構(gòu)成的振蕩電路；電容C6 接在單片機(jī)U5的7腳，用于為單片機(jī)的電源濾波；復(fù)位電阻R20 —端接電源VCC另一端接 單片機(jī)U5的1腳，用于上電時為單片機(jī)提供復(fù)位信號；振蕩電路的晶振Yl —端接單片機(jī) U5的9腳、另一端接單片機(jī)TO的10腳，用于為單片機(jī)提供工作頻率；單片機(jī)TO的型號為 ATMEGA8，該單片機(jī)電路用于控制整個系統(tǒng)。參見圖5，所述基準(zhǔn)電路包括第一基準(zhǔn)電路和第二基準(zhǔn)電路；第一基準(zhǔn)電路包括 基準(zhǔn)源U1、運(yùn)算放大器U3、電阻R15、R2、R3、R17、R18、R19、以及電容C5 ；電源VCC通過電阻 R15連接基準(zhǔn)源Ul的1腳和3腳、基準(zhǔn)源Ul的2腳接地、3腳通過電阻R2連接運(yùn)算放大器 U3的3腳；運(yùn)算放大器U3的2腳通過電阻R3接地并通過電阻R17、R19接基準(zhǔn)電壓輸出端 REF5V，4腳接地，8腳接通過電容C5濾波的MV電源，1腳通過電阻R18接基準(zhǔn)電壓輸出端 REF5V ；用于對后面的采集電路提供量化基準(zhǔn)；第二基準(zhǔn)電路包括基準(zhǔn)源U2、電阻R16 ；電源 VCC通過電阻R16連接基準(zhǔn)源U2的1腳和3腳、基準(zhǔn)源U2的2腳接地、3腳接基準(zhǔn)電壓輸 出端REF2. 5 ；用于對后面的比例閥控制電路提供量化基準(zhǔn)；基準(zhǔn)源U1、U2的型號為TL431， 運(yùn)算放大器U3的型號為LM358。參見圖6，所述采集電路包括外接壓力傳感器沈的接線端子J2，接8支微型傳感 器22的接線端子J4、J5、J6、J8，接主位移傳感器34和油壓傳感器9的接線端子J7，電阻 RU R4、R5、R6、R7、R8、R9、RlU R12、R110、R13 和電容 C24、C23、C22、C21、C20、C19、C18、 C17、C25、C26構(gòu)成的RC濾波電路，采集芯片U4 ；傳感器采集的模擬信號通過接線端子，經(jīng) 濾波后傳入采集芯片U4，U4將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出給單片機(jī)U5 ；采集芯片U4的14腳與 第一基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓輸出端REF5V連接，15-18腳分別與單片機(jī)U5的16-19腳連接； 采集芯片U4的型號為TLC2M3。參見圖7，所述比例閥控制電路包括DA芯片U7，接線端子J9，電阻R22、電容Cll ； DA芯片U7的1-3腳與單片機(jī)U5的4-6腳連接、5腳接地、6腳接第二基準(zhǔn)源的基準(zhǔn)電壓輸 出端REF2. 5、8腳接經(jīng)電容Cll濾波的電源VCC、7腳通過電阻R22與接線端子J9的2腳連 接并通過J9將由DA芯片U7轉(zhuǎn)換的模擬型號送入比例閥放大器控制比例閥；DA芯片的型 號為 TLV5618。參見圖8，所述換向閥控制電路包括電阻R14、R21，三極管Q1、Q2，二極管Dl ；Ql和Q2構(gòu)成復(fù)合三極管，三極管Q2的集電極接接線端子J9的5腳、接線端子J9外接換向閥線 圈；三極管Ql的基極通過電阻R14與單片機(jī)U5的觀腳連接。單片機(jī)控制信號通過R14進(jìn) 入復(fù)合三極管控制J9外接的換向閥線圈的電流。參見圖9，所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其特征是所述通訊電路包括 串口芯片U6、電容C8, C9, CIO, C12, C13、接線端子J3，串口芯片U6的9腳接單片機(jī)U5的2 腳、10腳接單片機(jī)TO的3腳、7腳接接線端子J3的2腳、8腳接接線端子J3的1腳，接線端 子J3外接RS232并連接電腦；串口芯片TO的型號為[MAX232ACPE (16) ]0參見圖3，所述電源電路包括接線端子了1，濾波電容(1、02、03、04;接線端子Jl 的1腳接MV電源，2腳接地，3腳接電源VCC，電容C2、C4對MV電源濾波，電容C1、C3對 電源VCC濾波，該電源電路用于為整個系統(tǒng)提供電源。實驗時，將比例溢流閥11安裝在油泵12的組合閥10上，并通過比例溢流閥控制 線5與前置箱16的比例溢流閥接口 37連接；將主位移傳感器34通過安裝支塊連接在千斤 頂32的外殼上，主位移傳感器測頭35固定在千斤頂圓形大擋板2上的千斤頂圓形小擋板 1，并通過主位移傳感器信號線31與前置箱16的主位移傳感器接口 40連接；將油壓傳感器 9的連接螺桿連接在油泵站12的螺孔上，并通過油壓傳感器信號線6與前置箱16的油壓傳 感器接口 39連接；計算機(jī)18通過RS232信號線與前置箱16的RS232接口 49連接；前置箱 16的電源接口 50通過第三電源線20與220V電源連接；
將被實驗的連接器觀通過自帶的墊環(huán)定位連接在長臺架的右側(cè)下部的里面上，多根 鋼絞線四的一端與千斤頂32連接、另一端穿過連接器觀上的內(nèi)錨具再穿過短臺架27，與 設(shè)在短臺架右側(cè)的壓力傳感器沈、錨墊板25和錨具M(jìn)連接；調(diào)索定位后，再在連接器觀 的外環(huán)槽上安裝帶擠壓套的鋼絞線，并逐根穿過長臺架另一端、千斤頂32、錨墊板，進(jìn)入錨 具中，然后調(diào)索定位。按實驗要求和實驗規(guī)范在計算機(jī)18中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，啟動油泵站12 的油泵，計算機(jī)發(fā)出信號(數(shù)字量)通過RS232信號線到前置箱16轉(zhuǎn)換成電流量并放大，電 流信號經(jīng)比例溢流閥控制線5控制比例溢流閥11以自動控制千斤頂油缸壓力。千斤頂油 缸的壓力通過油壓傳感器9轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)油壓傳感器控制線6傳送到前置箱16，將電 壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)RS232信號線輸入計算機(jī)18進(jìn)行處理；于此同時，千斤頂活塞 的位移量由主位移傳感器34將電壓信號經(jīng)主位移傳感器控制線31發(fā)送到前置箱16，將電 壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)RS232信號線輸入計算機(jī)18進(jìn)行處理。壓力傳感器沈?qū)⒈粍佣?壓力轉(zhuǎn)換為電壓信號，通過壓力傳感器信號線21傳遞給壓力數(shù)顯儀19，壓力數(shù)顯儀19將電 壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)RS232信號線14輸入計算機(jī)18進(jìn)行處理。8支微型位移傳感器 22通過8根微型位移傳感器信號線23將電壓信號傳遞給前置箱16，前置箱將電壓信號轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信號，經(jīng)RS232信號線輸入計算機(jī)18進(jìn)行處理。參見圖10，計算機(jī)18上的監(jiān)控系統(tǒng)采集到前置箱16發(fā)送來的數(shù)據(jù)，通過軟件處理 實時顯示主動張拉端的張拉力、被動張拉端的張拉力、千斤頂伸長量、鋼絞線回縮量、夾片 回縮量、錨具變形量；實時顯示壓力/位移曲線、壓力/時間曲線、位移/時間曲線、錨具變 形對比圖；根據(jù)實驗種類進(jìn)行自動壓力升降控制，實驗過程中能對異常情況進(jìn)行自動報警 并安全停止，實驗完畢之后得出相應(yīng)數(shù)據(jù)、圖像、報表、報告。本發(fā)明的安裝步驟
參見圖11，在安放好的臺架體33的右端依次裝好壓力傳感器沈、千斤頂32，這一端就叫做從動端；然后在臺架體左端安裝水泥墩M，這端就是主動端。從動端安裝為了便于定位和安裝，在千斤頂一右側(cè)安裝一個錨墊板25，然后將 錨具M(jìn)安裝在錨墊板25右側(cè)，至此，從動端主體安裝完成。主動端安裝將墊板56安裝在 水泥墩M上的限位槽內(nèi)。此時，逐根穿入鋼絞線四，穿絞線時注意與左端錨具孔位對正，防止打絞，然后裝 入夾片，在安裝夾片前應(yīng)注意，先要清洗夾片，同時讓從動端的千斤頂32盡量伸長，這樣以 便于在實驗過程中對主動端的位移補(bǔ)償。然后將限位板55以及墊板56穿入鋼絞線，調(diào)整 好鋼絞線位置，使其置于限位板55和墊板56的中間，接著將主動端千斤頂32對正鋼絞線 穿入，接著安裝工具錨51以及主位移傳感器34。隨后將微型位移傳感器支架52安裝在臺架支桿53上用于固定5只測夾片和絞線 軸向位移的微型位移傳感器22，再將3只帶有微型位移傳感器22的磁力座固定在錨具M(jìn) 上面，用于測試鋼絞線的徑向位移，這8只微型位移傳感器主要用于測試錨具首次摩阻回 縮值。這樣整個臺架實驗平臺的機(jī)械安裝就完成了。本發(fā)明的操作步驟
在組裝件安裝完畢后，按如下程序開展試驗，即可實現(xiàn)一次安裝預(yù)應(yīng)力筋一錨具組裝 件即可集成進(jìn)行上述多項試驗內(nèi)容的目標(biāo)
1)施加初應(yīng)力。先鐓緊張拉端錨具限位板，然后在固定端錨具一側(cè)單根施加初應(yīng)力(鋼 絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值/ptk的10%)，并輪流調(diào)整不少于4次，直至各根鋼絞線初應(yīng)力分布均 勻。2)在張拉端按/ptk的20%、40%、60%、80%分4級等速加載(加載速度由計算機(jī)自動 控制在lOOMPa/min)，各停頓點持荷時間以從動端(固定端)力傳感器顯示值穩(wěn)定為準(zhǔn)；同時 計算機(jī)繪制預(yù)應(yīng)力筋及錨具零件的位移Δ力與荷載增量相關(guān)曲線(此曲線僅在第一次 張拉過程中繪制)。3)在第一次張拉各停頓點，讀取張拉端端和固定端力傳感器力值Λ和巧，根據(jù)Λ 和6的差值計算錨固端摩阻損失U，以荷載級別達(dá)到/ptk的80%時得到的摩阻損失為準(zhǔn)。4)測得錨固端摩阻損失后，放張預(yù)應(yīng)力筋帶動錨具夾片臨時錨固，待穩(wěn)定后再在 固定端讀力值/V，根據(jù)F2和F2，的差值計算錨具內(nèi)縮量。5)在固定端放松預(yù)應(yīng)力筋到/ptkX 10%的初應(yīng)力水平。6)重復(fù)以上1廣5)步驟4次，得到5組錨固端摩阻值和錨具內(nèi)縮值，求其平均值。7)在最后一次(第5次)張拉過程中加入靜載試驗。在初應(yīng)力狀態(tài)下選定一根鋼絞 線安裝位移傳感器并以地面為參照測量試驗機(jī)各部件壓縮量Δ L，，然后逐級張拉直至/ptk 的80%，讀力值^和^求摩阻值，摩阻試驗結(jié)束；持荷Ih后臨時錨固，在固定端讀力值/V， 根據(jù)6和/V的差值計算錨具內(nèi)縮量，錨具內(nèi)縮試驗結(jié)束；在從動端加荷張拉，直到預(yù)應(yīng)力 筋發(fā)生斷裂，記錄極限拉力Aapu、千斤頂活塞伸長量Δ L和試驗機(jī)壓縮量Δ Ζ’，計算錨具效 率系數(shù)^a和力筋總應(yīng)變^apu，并觀察預(yù)應(yīng)力筋、錨具的破壞情況，靜載試驗結(jié)束。整個試驗程序重復(fù)張拉組裝件5次，每次張拉分4級進(jìn)行并含臨時錨固1次、退錨 放松力筋1次，這一過程中錨具對張拉錨固工藝的適應(yīng)性得到了充分檢驗。
權(quán)利要求
1.預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，包括長臺架(33)、連接在長臺架左側(cè)下部外面的 千斤頂(32)、通過高壓油管(3)和低壓油管(4)與千斤頂相連的油泵站(12)、設(shè)在控制臺 (17)上部的計算機(jī)(18)、設(shè)在控制臺(17)下部并與計算機(jī)連接的前置箱(16)，前置箱通過 第一電源線(15)與220V電源連接，油泵站通過第二電源線(13)與380V電源連接，其特征 是一短臺架(27)的一端與長臺架右側(cè)下部的外面連接，一壓力傳感器(26)與短臺架的 另一端連接；該壓力傳感器通過第一導(dǎo)線(21)與壓力數(shù)顯儀(19)連接，該壓力數(shù)顯儀通過 第二導(dǎo)線(14)與前置箱(16)連接，并通過第三電源線(20)與220V電源連接；一組合閥(10)設(shè)在油泵站(12)上，在組合閥(10)上設(shè)有與前置箱(16)相連的電磁閥 (8)、比例溢流閥(11)和油壓傳感器(9)；一主位移傳感器(34)設(shè)在千斤頂(32)上，該主位移傳感器與前置箱連接；多支微型位移傳感器(22 )通過支撐桿設(shè)在短臺架(27 )端面的磁力表座(36 )上，并通 過多根微型位移傳感器信號線(23 )與前置箱(16 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其特征是所述的前置箱 (16)上設(shè)有220V電源接口(50)、RS232接口(49)、主位移傳感器接口(40)、電磁閥接口 (38)、比例溢流閥接口(37)、油壓傳感器接口(39)、8個微型位移傳感器接口(41、42、43、 44、45、46、47、48)，前置箱(16)上的 220V 電源接 口(50)與 220V 電源(20)連接、RS232 接 口(49)通過RS232信號線(14)與壓力數(shù)顯儀(19)連接、主位移傳感器接口(40)通過主位 移傳感器信號線(31)與主位移傳感器(34)連接、電磁閥接口(38)通過電磁閥控制線(7) 與電磁閥(8)連接、比例溢流閥接口(37)通過比例溢流閥控制線(5)與比例溢流閥(11)連 接、油壓傳感器接口(39)通過油壓傳感器信號線(6)與油壓傳感器(9)連接、8個微型位移 傳感器接口(41、42、43、44、45、46、47、48)通過8根微型位移傳感器信號線(23)與8支微型 位移傳感器(22)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其特征是所述的主 位移傳感器(34)的主位移傳感器測頭(35)通過安裝在千斤頂上的圓形小擋板(1)與千斤 頂?shù)膱A形大擋板(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其特征是在前置箱 (16)內(nèi)設(shè)有控制電路，該控制電路包括單片機(jī)電路、基準(zhǔn)電路、采集電路、比例閥控制電路、 換向閥控制電路、通訊電路和電源電路；所述單片機(jī)電路包括單片機(jī)U5、電容C6、復(fù)位電阻 R20、以及由晶振Y1，電容C14、C15構(gòu)成的振蕩電路；電容C6接在單片機(jī)U5的7腳，用于為 單片機(jī)的電源濾波；復(fù)位電阻R20 —端接電源VCC另一端接單片機(jī)U5的1腳，用于上電時 為單片機(jī)提供復(fù)位信號；振蕩電路的晶振Yl —端接單片機(jī)U5的9腳、另一端接單片機(jī)TO 的10腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其特征是所述基準(zhǔn)電 路包括第一基準(zhǔn)電路和第二基準(zhǔn)電路；第一基準(zhǔn)電路包括基準(zhǔn)源U1、運(yùn)算放大器U3、電阻 尺15、1 2、1 3、1 17、1 18、1 19、以及電容05;電源VCC通過電阻R15連接基準(zhǔn)源Ul的1腳和3 腳、基準(zhǔn)源Ul的2腳接地、3腳通過電阻R2連接運(yùn)算放大器U3的3腳；運(yùn)算放大器U3的2 腳通過電阻R3接地并通過電阻R17、R19接基準(zhǔn)電壓輸出端REF5V，4腳接地，8腳接通過電 容C5濾波的24V電源，1腳通過電阻R18接基準(zhǔn)電壓輸出端REF5V ；用于對后面的采集電路提供量化基準(zhǔn)；第二基準(zhǔn)電路包括基準(zhǔn)源U2、電阻R16 ；電源VCC通過電阻R16連接基準(zhǔn)源 U2的1腳和3腳、基準(zhǔn)源U2的2腳接地、3腳接基準(zhǔn)電壓輸出端REF2. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其特征是所述采集電路 包括外接壓力傳感器(26)的接線端子J2，接8支微型傳感器(22)的接線端子J4、J5、J6、 J8，接主位移傳感器(34)和油壓傳感器(9)的接線端子7，電阻1 1、1 4、1 5、1 6、1 7、1 8、1 9、 R11、R12、R110、R13 和電容 C24、C23、C22、C21、C20、C19、C18、C17、C25、C26 構(gòu)成的 RC 濾波 電路，采集芯片U4 ；傳感器采集的模擬信號通過接線端子，經(jīng)濾波后傳入采集芯片U4，U4將 其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出給單片機(jī)TO ；采集芯片U4的14腳與第一基準(zhǔn)電路的基準(zhǔn)電壓輸出 端REF5V連接，15-18腳分別與單片機(jī)U5的16-19腳連接；采集芯片U4的型號為TLC2M3。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其特征是所述比例閥控 制電路包括DA芯片U7，接線端子J9，電阻R22、電容Cll ；DA芯片U7的1_3腳與單片機(jī)TO 的4-6腳連接、5腳接地、6腳接第二基準(zhǔn)源的基準(zhǔn)電壓輸出端REF2. 5、8腳接經(jīng)電容Cll濾 波的電源VCC、7腳通過電阻R22與接線端子J9的2腳連接并通過J9將由DA芯片U7轉(zhuǎn)換 的模擬型號送入比例閥放大器控制比例閥；DA芯片的型號為TLV5618。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其特征是所述換向閥控 制電路包括電阻R14、R21,三極管Ql、Q2，二極管Dl ；Ql和Q2構(gòu)成復(fù)合三極管，三極管Q2 的集電極接接線端子J9的5腳、接線端子J9外接換向閥線圈；三極管Ql的基極通過電阻 R14與單片機(jī)U5的觀腳連接；單片機(jī)控制信號通過R14進(jìn)入復(fù)合三極管控制J9外接的換 向閥線圈的電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其特征是所述通訊電路 包括串口芯片U6、電容C8，C9, CIO, C12, C13、接線端子J3，串口芯片TO的9腳接單片機(jī)U5 的2腳、10腳接單片機(jī)U5的3腳、7腳接接線端子J3的2腳、8腳接接線端子J3的1腳，接 線端子J3外接RS232并連接計算機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，其特征是所述電源電路 包括接線端子J1，濾波電容C1、C2、C3、C4 ；接線端子Jl的1腳接24V電源，2腳接地，3腳 接電源VCC，電容C2、C4對MV電源濾波，電容Cl、C3對電源VCC濾波，該電源電路用于為 整個系統(tǒng)提供電源。
全文摘要
本發(fā)明公開一種預(yù)應(yīng)力錨固體系自動控制試驗臺，包括長臺架、千斤頂、油泵站、設(shè)在控制臺上的計算機(jī)和前置箱，其特征是一短臺架的一端與長臺架右側(cè)下部的外面連接，一壓力傳感器與短臺架的另一端連接；該壓力傳感器與壓力數(shù)顯儀連接，該壓力數(shù)顯儀與前置箱連接；一組合閥設(shè)在油泵站上，在組合閥上設(shè)有與前置箱相連的電磁閥、比例溢流閥和油壓傳感器；一主位移傳感器設(shè)在千斤頂上，該主位移傳感器與前置箱連接；多支微型位移傳感器設(shè)在短臺架端面上，并與前置箱連接。本發(fā)明能在一次安裝中準(zhǔn)確的完成靜載實驗、重復(fù)張拉工藝實驗、夾片與絞線同步回縮實驗、錨具回縮實驗及其全摩阻實驗。其重復(fù)精度高，可靠性好，大大提高實驗效率，便于對錨具連接器實施全面質(zhì)量控制。
文檔編號G01D21/00GK102062620SQ20101056847
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者沈小俊, 王繼成, 王茜, 陳伯奎 申請人:王繼成