一种测量桥墩混凝土模板侧压力的装置及方法

1.本发明涉及一种压力测量装置，尤其是涉及一种测量桥墩混凝土模板侧压力的装置及方法。


背景技术：

2.对拉杆式模板是桥梁墩柱混凝土模板最常用的类型之一。对拉杆是混凝土模板的主要受力结构，其连接内外模板并保持内外模板之间的距离，承受着桥墩浇筑过程中混凝土对模板的侧压力，确保内、外侧模板满足设计要求的强度、刚度和整体性。随着桥墩混凝土浇筑的进行，模板承受的侧压力越来越大，对拉杆端部螺母容易滑丝脱出，进而导致混凝土模板变形过大，影响施工质量，甚至出现模板的爆模、倾斜、坍塌，引起工程事故。模板的对拉杆一般采用高强精轧螺纹钢筋。浇筑过程中对拉杆的受力情况直接反映了混凝土模板侧压力的大小。为了保证桥梁墩柱浇筑过程的安全性，测量墩柱混凝土浇筑时模板的对拉杆应力对于监测混凝土模板的侧压力至关重要。
3.工程中常用的应力测试方法是将应变片贴在被测定物上，使应变片随着被测定物的变形一起伸缩，再通过应力仪或应变仪分析被测定物的应力。由于模板的对拉杆的主杆体位于模板内部，难以直接测量混凝土浇筑时的对拉杆应力。另外，精轧螺纹钢筋对拉杆的表面是凹凸不平的螺纹，人工打磨方法费时费力，而且影响钢筋的抗拉强度。因此，常规方法测量模板对拉杆应力的可操作性不强。再者，现今科技快速发展，市场上也有专门用于测量应力的一体式测力环和应力环，其操作相对简单，测量精度高，但价格昂贵，在工程施工中难以推广使用。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是，针对传统常规方法测量模板对拉杆应力存在的问题，提出一种测量桥墩混凝土模板侧压力的装置及方法。
5.本发明实现的技术方案如下，一种测量桥墩混凝土模板侧压力的方法，所述方法在混凝土模板的对拉杆端部，螺母与模板之间设置一个测力套筒，测力套筒两端设有钢垫板；将混凝土浇筑过程中对拉杆所受拉力的测量转换成测力套筒所受压力的测量，通过对测力套筒贴应变片并结合半桥电路测量应变的方法测得套筒压力，最终得到混凝土对桥墩模板的侧压力。
6.本发明一种测量桥墩混凝土模板侧压力的方法，步骤如下：（1）根据对拉杆尺寸确定测力套筒尺寸，制作测力套筒并将套筒两端打磨平整。
7.（2）测力套筒表面处理，将大于应变片面积2至3倍的粘贴位置处理平整光洁、无污染、无锈斑及氧化物，并用细砂纸交叉打毛，用浸有丙酮的纱布清洗干净，直至擦上去不显黑迹为止。
8.（3）贴应变片，沿着套筒轴线方向和垂直于轴线方向粘贴两个应变片，粘结剂采用502胶水。
9.（4）贴片质量检验，检查应变片是否贴正，是否贴牢，有无气泡和发皱现象；用万用表检查应变计有无压坏断丝；最后用高阻表检查栅丝与试件的绝缘。
10.（5）测力套筒的安装，桥墩模板安装的过程中，将贴好应变片的测力套筒安装在对拉杆的端部，同时在测力套筒的两头设置刚垫板。
11.（6）连接导线，将两互相垂直的应变片接在相邻两个桥臂上，连接成半桥电路，电路另一端连接应变采集仪和显示器；焊接导线接头处多用锡焊，采用环氧树脂进行引线保护固定。
12.（7）测量套筒应力应变，在桥墩浇筑过程时，根据应变仪上采集的信息，在显示屏上得到混凝土模板的应力时程曲线。
13.一种测量桥墩混凝土模板侧压力的方法的装置，包括精轧螺纹钢对拉杆、套筒、钢垫板、连接螺母、应变采集仪和显示器；所述精轧螺纹钢被浇注在对拉杆式模板水平方向的主肋中，所述精轧螺纹钢垂直固定在混凝土模板上，两端分别伸对拉杆式模板外；两块中间钻有孔的钢垫板穿过精轧螺纹钢贴靠主肋端部，两个套筒分别从两端穿过精轧螺纹钢接贴钢垫板；又有两块中间钻有孔的钢垫板分别穿过两端精轧螺纹钢贴靠套筒；两个连接螺母从精轧螺纹钢两端分别固紧在钢垫板上。
附图说明
14.图1为测力套筒安装示意图；图2为应变片与套筒详图；图3为半桥电路连接图；图4为测量流程图；图中，1是精轧螺纹钢对拉杆；2是套筒；3是钢垫板；4是桥墩钢模板；5是连接螺母；6是主肋；7是应变片。
实施方式
15.本发明的具体实施方式如图4所示。
16.本实施例一种测量桥墩混凝土模板侧压力的方法，步骤如下：（1）根据对拉杆尺寸确定测力套筒尺寸，制作测力套筒并将套筒两端打磨平整。
17.（2）测力套筒表面处理，将大于应变片面积2至3倍的粘贴位置处理平整光洁、无污染、无锈斑及氧化物，并用细砂纸交叉打毛，用浸有丙酮的纱布清洗干净，直至擦上去不显黑迹为止。
18.（3）贴应变片，如图2所示，沿着套筒轴线方向和垂直于轴线方向粘贴两个应变片，粘结剂采用502胶水。
19.（4）贴片质量检验，检查应变片是否贴正，是否贴牢，有无气泡和发皱现象；用万用表检查应变计有无压坏断丝；最后用高阻表检查栅丝与试件的绝缘。
20.（5）如图1所示，对测力套筒进行安装，桥墩模板安装的过程中，将贴好应变片的测力套筒安装在对拉杆的端部，同时在测力套筒的两头设置刚垫板。
21.（6）连接导线，将两互相垂直的应变片接在相邻两个桥臂上，如图3所示，连接成半桥电路，图3中r1、r2为电阻应变片的测量电阻，ac两端接直流输入电流，u0为电桥输出电
压；电路u0端连接应变采集仪和显示器；焊接导线接头处多用锡焊，采用环氧树脂进行引线保护固定。
22.（7）测量套筒应力应变，在桥墩浇筑过程时，根据应变仪上采集的信息，在显示屏上得到混凝土模板的应力时程曲线。


技术特征：
1.一种测量桥墩混凝土模板侧压力的方法，其特征在于，所述方法在混凝土模板的对拉杆端部，螺母与模板之间设置一个测力套筒，测力套筒两端设有钢垫板；将混凝土浇筑过程中对拉杆所受拉力的测量转换成测力套筒所受压力的测量，通过对测力套筒贴应变片并结合半桥电路测量应变的方法测得套筒压力，最终得到混凝土对桥墩模板的侧压力。2.根据权利要求1所述的一种测量桥墩混凝土模板侧压力的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：（1）根据对拉杆尺寸确定测力套筒尺寸，制作测力套筒并将套筒两端打磨平整；（2）测力套筒表面处理，将大于应变片面积2至3倍的粘贴位置处理平整光洁、无污染、无锈斑及氧化物，并用细砂纸交叉打毛，用浸有丙酮的纱布清洗干净，直至擦上去不显黑迹为止；（3）贴应变片，沿着套筒轴线方向和垂直于轴线方向粘贴两个应变片，粘结剂采用502胶水；（4）贴片质量检验，检查应变片是否贴正，是否贴牢，有无气泡和发皱现象；用万用表检查应变计有无压坏断丝；最后用高阻表检查栅丝与试件的绝缘；（5）测力套筒的安装，桥墩模板安装的过程中，将贴好应变片的测力套筒安装在对拉杆的端部，同时在测力套筒的两头设置刚垫板；（6）连接导线，将两互相垂直的应变片接在相邻两个桥臂上，连接成半桥电路，电路另一端连接应变采集仪和显示器；焊接导线接头处多用锡焊，采用环氧树脂进行引线保护固定；（7）测量套筒应力应变，在桥墩浇筑过程时，根据应变仪上采集的信息，在显示屏上得到混凝土模板的应力时程曲线。3.实现如权利要求1-2任一项所述一种测量桥墩混凝土模板侧压力的方法的装置，其特征在于，所述装置包括精轧螺纹钢对拉杆、套筒、钢垫板、连接螺母、应变采集仪和显示器；所述精轧螺纹钢被浇注在对拉杆式模板水平方向的主肋中，所述精轧螺纹钢垂直固定在混凝土模板上，两端分别伸对拉杆式模板外；两块中间钻有孔的钢垫板穿过精轧螺纹钢贴靠主肋端部，两个套筒分别从两端穿过精轧螺纹钢接贴钢垫板；又有两块中间钻有孔的钢垫板分别穿过两端精轧螺纹钢贴靠套筒；两个连接螺母从精轧螺纹钢两端分别固紧在钢垫板上。

技术总结
一种测量桥墩混凝土模板侧压力的装置及方法，装置包括连接螺母（5）、套筒（2）、钢垫板（3）、对拉杆（1）、桥墩钢模板（4）、应变片（7）等。方法包括制作测力套筒，在桥墩钢模板的对拉杆端部，螺母与模板之间设置一个测力套筒，测力套筒两端设有钢垫板，钢垫板贴于模板主肋（6）。本发明的技术效果在于，将混凝土浇筑过程中对拉杆所受拉力的测量转换成测力套筒所受压力的测量，通过对测力套筒贴应变片并结合半桥电路测量应变的方法测得套筒压力，最终得到混凝土对桥墩模板的侧压力。该装置构造巧妙且简单，成本低廉，可行性强，对实际工程中的对拉杆式墩柱混凝土模板侧压力的测量与监控具有广阔应用前景。阔应用前景。阔应用前景。


技术研发人员：陈利 胡常福 方观宝 徐天良 熊开勇 杜云 丁志文 曾文科 黄家华 郑超 蔡祥龙
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：2023.03.08
技术公布日：2023/7/22