[發明專利]壓電式張拉力監測裝置

有效

• 申請號: 201310168195.6
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN103207041A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 王建華;陳峰;任更鋒;賈利強;張煥濤
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01L5/10
• 分類號: G01L5/10
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 申忠才

技術領域

本發明屬于測量力的設備或裝置技術領域，具體涉及到錨具鋼絞線組裝件的測試儀器。

背景技術

目前預應力技術在土木工程中應用十分廣泛，在預應力混凝土結構工程施工時，絕大多數是采用的是后張法：即先澆筑構件混凝土，并在其中預留孔道或埋設套管，待混凝土達到要求強度后，將至少一根或多根鋼絞線穿入預留的孔道內，用千斤頂支承于混凝土構件端部，張拉鋼絞線，使構件同時受到反力壓縮，待張拉到控制拉力，控制拉力的大小通過張拉設備上的油壓表來間接測量，即用特制的錨具（絕大多數采用的是YJM型錨具）將鋼絞線錨固于混凝土構件上，使混凝土獲得并保持其預壓應力，在預留孔道內壓注水泥漿，以保護鋼絞線不致銹蝕，使鋼絞線與混凝土粘結成為整體，協同工作。

當采用YJM型錨具將鋼絞線錨固于混凝土構件上后，混凝土獲得的預壓應力值是否滿足設計要求，這是由錨具的錨固力值決定，而工程施工中目前還沒有直接測量錨具錨固力值的可行方法，采用的是近似值，即認為錨具的錨固力值就是張拉設備上的油壓表給出的控制拉力值。由于YJM型錨具在錨固過程中預應力筋的滑移、內縮以及錨口摩阻損失等因素，采用該控制拉力值顯然有誤差，誤差過大時會導致構件預加應力小于設計值，從而留下工程隱患（工程建設中預壓應力值偏小的事故經常出現，導致大梁預拱度偏小、嚴重時構件開裂等）。為了確保工程質量，精確得到錨固力的大小，合理估算YJM型錨具在錨固過程中由于預應力筋的滑移、內縮以及錨口摩阻損失等帶來的錨固力損失值，有人通過在錨墊板和錨具之間安裝壓力傳感器來精確測量錨固力值，但這種做法只能供研究采用，不能在工程中廣泛推廣，因為一是壓力傳感器要占取空間，這樣將改變結構幾何尺寸的設計；二是壓力傳感器不能重復使用，從而增加工程造價，因為每只壓力傳感器從幾百元到數千元。因此如何在施工過程中準確監測YJM型錨具鋼絞線的張拉力是預應力混凝土結構工程施工時需解決的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的缺點，提供一種設計合理、安裝方便、穩定性好、測量精度高、可以反復使用，并且不會改變結構原設計的壓電式張拉力監測裝置。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：在被測的1根或3～5根中的每根鋼絞線外設置有夾片，夾片的外部設置有錨環，錨環外設置有圓環，圓環與錨環外表面之間圓環上至少設置有2個等分圓周的壓電傳感器，壓電傳感器通過數據線與計算機相連。

本發明的壓電傳感器為：在殼體內設置有密封套，密封套內設置有壓電陶瓷塊，壓電陶瓷塊的上表面設置有上墊塊和導線、下表面設置有下墊塊，上墊塊與殼體內上端之間安裝有彈簧。

本發明的設置在密封套內的壓電陶瓷塊、上墊塊、下墊塊為圓柱體。

本發明的密封套為橡膠密封套。

由于本發明采用在圓環與錨環之間安裝有至少2個壓電傳感器，壓電傳感器將所接收到的鋼絞線所承載的拉力通過夾片引起錨環變形受到的壓力轉換成電信號輸出到計算機，計算機按照事先設定的程序進行運算，輸出鋼絞線的張拉力。本發明具有穩定性好、測量精度高、可以反復使用等優點，可用于預應力混凝土結構工程施工時，監測鋼絞線的張拉力，確保錨具錨固力滿足設計要求。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的主視圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖2的A-A剖視圖。

圖4是圖2中壓電傳感器1的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明不限于這些實施例。

實施例1

在圖1、2、3中，本實施例的壓電式張拉力監測裝置由壓電傳感器1、夾片2、鋼絞線3、圓環4、錨環5、計算機6聯接構成。

在被測的鋼絞線3外安裝有夾片2，夾片2的錐角為15°，夾片2的外部套裝有錨環5，夾片2和錨環5的幾何形狀與現有工程中使用的錨具相同，錨環5的中心加工有中心孔，中心孔為錐形孔，中心孔的錐度與夾片2的錐度相同。錨環5外套裝有圓環4，圓環4與錨環5外表面之間在圓環4上通過螺紋均布固定安裝有2個壓電傳感器1，2個壓電傳感器1的中心線在同一條直徑上。2個壓電傳感器1通過數據線與計算機6相連，計算機6內設置有A/D轉換器，鋼絞線3在張拉力的作用下通過夾片2引起錨環5發生變形，由于圓環4不變形，錨環5對2個壓電傳感器1加壓，2個壓電傳感器1將接收到的壓力信號轉換成電信號輸出到計算機6，計算機6按照事先設定的程序進行運算，計算出鋼絞線3的張拉力。