一种预应力筋回拉装置的制作方法

1.本发明涉及土木工程中预应力测量技术领域，特别涉及一种预应力筋回拉装置。


背景技术：

2.预应力结构因其能够提高构件的抗裂度和刚度、提高结构的耐疲劳性能、节省材料、减少自重等优势被广泛应用于大型桥梁等技术难度较高、抗裂要求较高的大型结构。预应力结构服役期的安全状态与其结构内部预应力的大小息息相关。但随着结构服役期的增长，结构内部预应力会逐渐下降，使得预应力结构所带来的优势减少，严重威胁结构安全性，因此有必要对预应力结构内有效预应力进行测量，来保障整个预应力结构的安全性。
3.申请号为cn201910443598.4的中国发明专利提供了一种锈蚀预应力筋力学性能原位测试方法，该方法采用的测试装置由主钢臂、侧钢臂、螺杆、螺帽、千斤顶、压力传感器、引伸计和夹片组成。两个侧钢臂一端通过螺杆和螺帽与主钢臂连接形成加载框架，另一端设置开口的锥孔，测试预应力筋通过夹片锚固于两侧钢臂锥孔内，两侧钢臂内侧依次布置千斤顶和压力传感器，通过千斤顶施加压力，形成杠杆加载体系。引伸计用于测定预应力筋变形，通过对引伸计和压力传感器读数的推算，可测得锈蚀预应力筋荷载变形关系等力学性能参数。该测量方法能够实现对锈蚀预应力筋的力学性能的原位测试，真实反应预应力筋的受力状态，避免传统将预应力筋放张拆除后再进行力学性能测试引起的误差。但是，该方法是需要通过千斤顶对预应力筋的其中一段施力后，而后测量得到预应力筋的应力大小，而我们知道，桥梁都是悬空，使用千斤顶测量，需要将千斤顶移动到高空中，千斤顶较重，不便于移动，且千斤顶需要油来支撑其工作，高空作业是不便于补充油源的，因此，现有的测量方法是不便于高空测量预应力结构的预应力大小的。


技术实现要素：

4.鉴于以上内容，有必要提供一种预应力筋回拉装置，以能够在高空作业，且使用便捷、测量准确。
5.为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
6.一种预应力筋回拉装置，包括
7.索力增量精准测量装置，安装在预应力筋上，用于监测其所在处的预应力筋的索力是否发生增量；
8.预应力筋固定回拉装置，安装在预应力筋上，并与所述索力增量精准测量装置间隔设置，其包括两固定装置、至少两丝杆和摇把，两固定装置间隔设置，且均可拆卸夹持在预应力筋上，两固定装置通过丝杆相连，所有的丝杆平行且间隔设置，每一丝杆的一端均转动连接在同一固定装置上，另一端螺纹穿设另一固定装置，并且其中的一个丝杆在该另一端设置有摇把，所有的丝杆同步转动；
9.光纤光栅，设置在每一丝杆上，用于测量每一丝杆受到的应力；
10.接受传输装置，安装在丝杆上，并且不位于丝杆螺纹穿设固定装置的一端上，其与
每一光纤光栅连接，用于接收光纤光栅的检测值并传输至中控系统的终端设备上；
11.上述预应力筋位于待测预应力构件的开口处，其两端受待测预应力构件的作用。
12.优选地，所述固定装置包括两固定板，两固定板的中部均为夹持区，两者的夹持区共同形成夹持预应力筋的夹持空间，两固定板的两端通过连接件可拆卸连接；每一固定板上均设置有一丝杆。
13.优选地，所述丝杆设置四根，四根丝杆环绕设置在预应力筋的周向。
14.优选地，所有的丝杆通过同步连接组件联动连接。
15.优选地，所述同步连接组件可拆卸安装在丝杆上。
16.优选地，所述索力增量精准测量装置包括索力测试仪、传输层和展示层；所述索力测试仪包括上夹紧环、下夹紧环、四连接杆、四应变片、温度补偿应变片、应变采集仪，所述上夹紧环和下夹紧环平行且正对，两者的中部具有供预应力筋穿过的夹持通孔，所述夹持通孔的孔径略小于预应力筋直径，所述上夹紧环和下夹紧环之间通过四连接杆连接，四连接杆间隔设置，并环绕在所述夹持通孔的周向，每一连接杆由两传力杆和一变形杆串联而成，其中，所述变形杆位于两传力杆之间，每一变形杆的中部安装一应变片，四连接杆之一的其中一根传力杆的中部安装温度补偿应变片，所述温度补偿应变片和四应变片均连接应变采集仪；所述传输层包括4g/5g信号发射器和云端，所述应变采集仪通过4g/5g信号发射器连接云端；所述展示层包括所述终端设备，所述终端设备无线连接云端。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18.1、本发明公开一种预应力筋回拉装置，该回拉装置相对于以往千斤顶进行施力，然后利用应变片进行测量，具有移动方便、使用便捷、能够高空作业等优点，且能够轻松、准确、高效的实现预应力筋的回拉工作，并得出预应力筋内原有预应力大小，方便后续预应力结构内部预应力的测量，进而对预应力值低或损失较大的结构及时做出加固或做出其他补救措施，保证结构安全性。
19.2、本发明弥补了以往预应力回拉装置上的空白，对后续预应力筋回拉装置的发展与设置具有指导意义。
20.3、本发明能够适用性广，且施工方便，结构计算简单，操作便利，具有很高的推广价值。
附图说明
21.图1是本发明预应力筋回拉装置安装在预应力筋上时的结构示意图；
22.图2是本发明索力增量精准测量装置中索力测试仪的结构示意图；
23.图3是本发明固定装置的侧视图。
24.主要元件符号说明
25.图中：索力测试仪1、上夹紧环1.1、下夹紧环1.2、变形杆1.3、螺栓1.4、应变片1.5、温度补偿应变片1.6、传力杆1.7、固定装置2、固定板2.1、连接件2.2、丝杆3、传动组件4、摇把5、预应力筋6。
26.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
27.请参阅图1至图3，在本发明的一种较佳实施方式中，一种预应力筋回拉装置，包括
28.索力增量精准测量装置，安装在预应力筋6上，用于监测其所在处的预应力筋6的索力是否发生增量；
29.预应力筋固定回拉装置，安装在预应力筋6上，并与所述索力增量精准测量装置间隔设置，其包括两固定装置2、至少两丝杆3和摇把5，两固定装置2间隔设置，且均可拆卸夹持在预应力筋6上，两固定装置2通过丝杆3相连，所有的丝杆3平行且间隔设置，每一丝杆3的一端均转动连接在同一固定装置2上，另一端螺纹穿设另一固定装置2，并且其中的一个丝杆3在该另一端设置有摇把5，所有的丝杆3同步转动；
30.光纤光栅，设置在每一丝杆3上，用于测量每一丝杆3受到的应力；
31.接受传输装置，安装在丝杆3上，并且不位于丝杆3螺纹穿设固定装置2的一端上，其与每一光纤光栅连接，用于接收光纤光栅的检测值并传输至中控系统的终端设备上；
32.上述预应力筋6位于待测预应力构件的开口处，其两端受待测预应力构件的作用。
33.本发明通过预应力筋固定回拉装置夹持固定裸露在外的一段预应力筋6，并能够对该一段预应力筋6进行回拉，且回拉仅作用在该一段预应力筋6上，当回拉的力度大于该一段预应力筋6所具有的预应力时，回拉的力度方作用在与该一段预应力筋6相连的外围预应力筋6上，也就是，该一段预应力筋6回拉的力度不大时，外围预应力筋6不会受到回拉装置带来的作用，其维持原有的状态，当回拉的力度大时，回拉装置施加的回拉力不仅抵消了该一段预应力筋6原有的预应力，还产生了额外的拉力，该额外的拉力作用在外围预应力筋6上，就会使得预应力筋6产生变形，因此，通过观察外围预应力筋6是否产生变形就可获知回拉力度是否适宜，且可以根据变形瞬间回拉的力度获知预应力筋6原有的预应力大小，从而实现预应力筋6内部预应力的测量。
34.在本发明中，预应力筋固定回拉装置是通过两固定装置2对一段预应力筋6进行夹持固定的，通过丝杆3将两固定装置2相连并对两固定装置2进行施力，实现回拉，丝杆3由摇把5进行驱动转动，其相对于千斤顶，更易实现高空作业，搬移和拆装更容易。
35.在本实施方式中，考虑到所作用的预应力筋6的两端不敞开，现有的预应力筋6锚具无法直接使用，两固定装置2具体是通过如下方式夹持固定在预应力筋6上的：请参阅图3，所述固定装置2包括两固定板2.1，两固定板2.1的中部均为夹持区，两者的夹持区共同形成夹持预应力筋6的夹持空间，两固定板2.1的两端通过连接件2.2可拆卸连接，所述连接件2.2可为螺栓螺母组件，也可以为其他的结构；每一固定板2.1上均设置有一丝杆3；在夹持固定前，两固定板2.1分开，需要夹持固定时，两固定板2.1正对，预应力筋6放置在两者的夹持区处，再通过螺栓螺母组件将两固定板2.1的两端分别连接起来，直至两固定板2.1均抵接预应力筋6，实现夹持固定，而后转动丝杆3，即可将两个固定装置2相互靠近，达到将两者夹持的一段预应力筋6进行回拉。需要说明的是，为了方便安装，在实际生产时，两固定装置2的两固定板2.1一一对应连接，也就是，利用丝杆3同时连接两固定板2.1，该两固定板2.1不是同一个固定装置2上的两个，其中丝杆3的一端转动连接一固定板2.1，另一端螺纹穿设另一固定板2.1，并且在固定装置2夹持预应力筋6时，丝杆3的该另一端通过传动组件4与其他的丝杆3联动，从而使得摇动一个丝杆3就可以带动其他的丝杆3转动，即，所述传动组件4为同步连接组件，所有的丝杆3通过同步连接组件联动连接。
36.由上文可知，本发明的丝杆3是作为回拉的驱动装置，优选的，所述丝杆3设置四根，四根丝杆3环绕设置在预应力筋6的周向，以均衡固定装置2回拉预应力筋6的力度，使得回拉的效果更好，即，每一个固定板2.1上均间隔设置有两个丝杆3，两个丝杆3位于固定板2.1夹持区的相对两侧，两者之间通过传动组件4连接，这样，同一固定板2.1上的丝杆3就可以同步转动了。
37.为了便于安装，特别是便于同一固定装置2上的两个固定板2.1之间的丝杆3连接，优选地，所述同步连接组件可拆卸安装在丝杆3上，特别是，不处于同一固定板2.1上的丝杆3的同步连接组件是可拆卸连接的，同一固定板2.1上的两个丝杆3的同步连接组件可以可拆卸连接，也可以不是可拆卸安装在丝杆3上。所述同步连接组件可以是齿轮组件、齿轮齿条组件、同步带或者同步链组件。
38.综上可知，通过预应力筋固定回拉装置的回拉获知外围的预应力筋6变形与否，从而测量得到预应力筋6所具有的的预应力。在本发明中，预应力筋固定回拉装置施加的力度通过光纤光栅测量，而所有丝杆3均对固定装置2施加了作用力，因此，将所有丝杆3上光纤光栅所测得的应力相加，即可得到预应力筋固定回拉装置所施加的回拉力，当回拉力恰巧使得外围预应力筋6变形时，该变形瞬间的回拉力即为预应力筋6原有的预应力大小，因此，获取该一时刻光纤光栅所测得的应力，就可得到预应力筋6原有的预应力大小。
39.而在本发明中，外围预应力筋6在回拉力施加的过程是否产生变形，由索力增量精准测量装置进行检测。在本实施方式中，所述索力增量精准测量装置的结构为现有技术，具体详见公告号为cn 213301544 u的中国实用新型专利提供的一种桥梁拉索索力增量精确测量装置，其主体结构具体为，请参阅图2，所述索力增量精准测量装置包括索力测试仪1、传输层和展示层；所述索力测试仪1包括上夹紧环1.1、下夹紧环1.2、四连接杆、四应变片1.5、温度补偿应变片1.6、应变采集仪，所述上夹紧环1.1和下夹紧环1.2平行且正对，两者的中部具有供预应力筋6穿过的夹持通孔，所述夹持通孔的孔径略小于预应力筋6直径，所述上夹紧环1.1和下夹紧环1.2之间通过四连接杆连接，四连接杆间隔设置，并环绕在所述夹持通孔的周向，每一连接杆由两传力杆1.7和一变形杆1.3串联而成，其中，所述变形杆1.3位于两传力杆1.7之间，每一变形杆1.3的中部安装一应变片1.5，四连接杆之一的其中一根传力杆1.7的中部安装温度补偿应变片1.6，所述温度补偿应变片1.6和四应变片1.5均连接应变采集仪；所述传输层包括4g/5g信号发射器和云端，所述应变采集仪通过4g/5g信号发射器连接云端；所述展示层包括所述终端设备，所述终端设备无线连接云端。
40.即，上述的索力增量精准测量装置通过索力测试仪1的上夹紧环1.1和下夹紧环1.2的夹持通孔来夹紧外围预应力筋6，通过连接杆来使得上夹紧环1.1和下夹紧环1.2连接，其中，连接杆由传力杆1.7和变形杆1.3构成，变形杆1.3能够在上夹紧环1.1和下夹紧环1.2随预应力筋6受力产生移位时同步发生变形，该变形被变形杆1.3上的应变片1.5检测到，通过应变片1.5的检测结果即可获知预应力筋6的变形情况。而应变片1.5检测的结果通过应变采集仪、传输层传递至终端设备。
41.上述索力增量精准测量装置具体的测量原理和其他结构详见现有专利，在此不再详细说明。
42.本发明所给的预应力筋回拉装置的具体实施流程为：
43.s1：将所需检测预应力的预应力构件开口，暴露处内部的预应力筋6；
44.s2：将固定装置2套设在预应力筋6上，并通过连接件2.2进行夹持固定，然后再将索力增量精准测试装置安装在预应力筋固定回拉装置外侧的外围预应力筋6上，所形成的结构如图1所示；
45.s3：通过旋转摇把5不停的施加力，监测外围预应力筋6的索力增量是否变化，直至达到增量变化与不变的临界点，该临界点所对应的丝杆3上光纤光栅所测量得到的力值，即为预应力筋固定回拉装置所对应的回拉力值，该回拉力值即为所测预应力构件原内部的预应力值。
46.上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

技术特征：
1.一种预应力筋回拉装置，其特征在于：包括索力增量精准测量装置，安装在预应力筋上，用于监测其所在处的预应力筋的索力是否发生增量；预应力筋固定回拉装置，安装在预应力筋上，并与所述索力增量精准测量装置间隔设置，其包括两固定装置、至少两丝杆和摇把，两固定装置间隔设置，且均可拆卸夹持在预应力筋上，两固定装置通过丝杆相连，所有的丝杆平行且间隔设置，每一丝杆的一端均转动连接在同一固定装置上，另一端螺纹穿设另一固定装置，并且其中的一个丝杆在该另一端设置有摇把，所有的丝杆同步转动；光纤光栅，设置在每一丝杆上，用于测量每一丝杆受到的应力；接受传输装置，安装在丝杆上，并且不位于丝杆螺纹穿设固定装置的一端上，其与每一光纤光栅连接，用于接收光纤光栅的检测值并传输至中控系统的终端设备上；上述预应力筋位于待测预应力构件的开口处，其两端受待测预应力构件的作用。2.如权利要求1所述的一种预应力筋回拉装置，其特征在于：所述固定装置包括两固定板，两固定板的中部均为夹持区，两者的夹持区共同形成夹持预应力筋的夹持空间，两固定板的两端通过连接件可拆卸连接；每一固定板上均设置有一丝杆。3.如权利要求1所述的一种预应力筋回拉装置，其特征在于：所述丝杆设置四根，四根丝杆环绕设置在预应力筋的周向。4.如权利要求1所述的一种预应力筋回拉装置，其特征在于：所有的丝杆通过同步连接组件联动连接。5.如权利要求4所述的一种预应力筋回拉装置，其特征在于：所述同步连接组件可拆卸安装在丝杆上。6.如权利要求1所述的一种预应力筋回拉装置，其特征在于：所述索力增量精准测量装置包括索力测试仪、传输层和展示层；所述索力测试仪包括上夹紧环、下夹紧环、四连接杆、四应变片、温度补偿应变片、应变采集仪，所述上夹紧环和下夹紧环平行且正对，两者的中部具有供预应力筋穿过的夹持通孔，所述夹持通孔的孔径略小于预应力筋直径，所述上夹紧环和下夹紧环之间通过四连接杆连接，四连接杆间隔设置，并环绕在所述夹持通孔的周向，每一连接杆由两传力杆和一变形杆串联而成，其中，所述变形杆位于两传力杆之间，每一变形杆的中部安装一应变片，四连接杆之一的其中一根传力杆的中部安装温度补偿应变片，所述温度补偿应变片和四应变片均连接应变采集仪；所述传输层包括4g/5g信号发射器和云端，所述应变采集仪通过4g/5g信号发射器连接云端；所述展示层包括所述终端设备，所述终端设备无线连接云端。

技术总结
本发明提供一种预应力筋回拉装置，包括，索力增量精准测量装置，安装在预应力筋上，用于监测其所在处的预应力筋的索力是否发生增量；预应力筋固定回拉装置，安装在预应力筋上，并与索力增量精准测量装置间隔设置，其包括两固定装置、至少两丝杆和摇把，两固定装置间隔设置，且均可拆卸夹持在预应力筋上，两固定装置通过丝杆相连，所有的丝杆平行且间隔设置，每一丝杆的一端均转动连接在同一固定装置上，另一端螺纹穿设另一固定装置，并且其中的一个丝杆在该另一端设置有摇把，所有的丝杆同步转动；光纤光栅，设置在每一丝杆上，用于测量每一丝杆受到的应力；接受传输装置，与每一光纤光栅连接。该装置能够在高空作业，且使用便捷、测量准确。量准确。量准确。


技术研发人员：王华 王龙林 张子墨
受保护的技术使用者：广西交科集团有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/23