一种用于体外预应力钢绞线的张力便携自动测量装置及方法

本发明涉及一种体外预应力钢绞线张力便携自动测量装置及方法，属于预应力工程。

背景技术：

1、近年来，将预应力技术引入传统钢结构，可以改善结构的内力分布，使更多的杆件充分发挥其强度和刚度的作用，从而改善结构的整体刚度和承载能力，随着土木工程建筑行业的蓬勃发展，使用预应力的结构也越来越多，体外预应力钢绞线作为钢结构预应力的重要组成部分，更是得到广泛的应用。然而在结构施工及后续使用过程中，常因为温度、摩擦、金属疲劳等原因造成预应力损失，直接影响结构整体稳定性及承载力。而现有预应力测量方法多较为繁琐，测量装置复杂。

2、鉴于以上情况，本发明提供一种能够准确、快速、方便的测量出钢绞线所受到的张力大小的设备及方法，且不影响结构正常使用，无需了解材料参数，便于携带，经济性好。

技术实现思路

1、本发明针对现有测量预应力的方法操作复杂的缺点，提供了一种结构简单、使用方便的体外预应力钢绞线张力便携自动测量装置及方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种体外预应力钢绞线张力自动测量装置，包括保护并固定内部设备的外壳，以及固定在外壳内部的两组钢绞线锚固装置，位于锚固装置中点的加压装置，压力感应装置，显示压力大小并计算张力的电子计算器，提供电力的电源及电线。

4、进一步的，所述外壳应采用刚性材料，测量过程中不能发生形变。

5、进一步的，所述钢绞线锚固装置应固定于外壳内部，距离固定且不能发生相对位移。

6、进一步的，所述钢绞线锚固装置固定钢绞线后不能发生滑动。

7、进一步的，所述加压装置应固定于外壳内部，在测量过程中不能发生相对位移。

8、进一步的，所述应压力感应装置应固定于外壳内部，不能发生相对位移，与加压装置加压方向垂直，且垂线同时垂直于钢绞线。

9、进一步的，所述压力感应装置、加压装置、电源由电线连接。

10、进一步的，所述压力感应装置收到压力后自动发出信号，加压装置停止加载。

11、进一步的，所述电子计算器与加压装置相连，可显示施加压力大小并进行简单计算。

12、一种体外预应力钢绞线张力自动测量方法，包括如下步骤：

13、步骤(1)将钢绞线牢牢固定在锚固装置上；

14、步骤(2)开启电源，启动加压装置，使其逐步增加压力；

15、步骤(3)当钢绞线触碰到压力感应装置后，压力感应装置自动发出信号，加压装置停止加载；

16、步骤(4)电子计算器显示加压装置施加压力大小并计算显示钢绞线张力大小。

17、该测量方法可用于体外预应力的快速测量，其步骤(4)所用计算公式如式(1)：

18、

19、式(1)中各符号含义为：f为钢绞线张力大小，p为加压装置施加压力大小，δ为钢绞线受压点位移大小，l1和l2分别为钢绞线受压点到两锚固装置距离。

20、进一步的，当钢绞线受压点位于两锚固装置中点时l1与l2相等，当钢绞线到压力感应装置距离固定且已知时，式(1)可简化为式(2)：

21、

22、进一步的，钢绞线受压点位移大小δ等于压力感应装置到钢绞线距离。

23、进一步的，由于式(2)中l1与δ都已知，故可以简单的算出f即钢绞线张力大小。

24、进一步的，实际使用中可多次测量取平均数，增加结果准确性。

25、与其他测量方式相比，本发明能够准确、快速、方便的测量出钢绞线所受到的张力大小，且便于携带，测量过程中无需提前了解材料参数，可反复使用。

技术特征：

1.一种用于体外预应力钢绞线的张力便携自动测量装置，其特征在于，包括预应力钢绞线(7)、钢绞线上的两组锚固装置(1)、两锚固装置(1)中点处设置的一端抵住钢绞线的加压装置(2)、可感受压力存在及大小的压力感应器(3)、可显示加压装置(2)施加压力大小并进行简单计算的电子计算器(4)、连接装置的电线(6)。

2.根据权利要求1所述的体外预应力钢绞线的张力便携自动测量装置，其特征在于，所述钢绞线(7)穿过锚固装置(1)与外壳(8)。

3.根据权利要求1所述的体外预应力钢绞线的张力便携自动测量装置，其特征在于，所述锚固装置(1)与钢绞线(7)连接后不会发生相对移动。

4.根据权利要求1所述的体外预应力钢绞线的张力便携自动测量装置，其特征在于，所述外壳(8)为刚性材料制成，测量过程中不会发生形变。

5.根据权利要求1所述的体外预应力钢绞线的张力便携自动测量装置，其特征在于，所述压力感应装置(3)、加压装置(2)、电源(5)由电线(6)连接。

6.根据权利要求1所述的体外预应力钢绞线的张力便携自动测量装置，其特征在于，所述加压装置(2)、压力感应装置(3)均固定于外壳内。

7.根据权利要求1所述的体外预应力钢绞线的张力便携自动测量装置，其特征在于，所述电子计算器(4)可以显示加压装置施加压力大小并进行简单计算。

8.一种体外预应力钢绞线的张力自动测量方法，其特征在于：应用于权利要求1～6任一种测量装置；包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种体外预应力钢绞线的张力自动测量方法，其特征在于，计算原理为公式(2)：

10.根据权利要求8所述的一种体外预应力钢绞线的张力自动测量方法，其特征在于，测量前先测量并输入固定参数钢绞线受压点到两锚固装置距离l1和压力感应装置到钢绞线距离δ。

技术总结
本发明涉及一种体外预应力钢绞线张力便携自动测量装置及方法，属于预应力工程技术领域。包括预应力钢绞线(7)、钢绞线上的两组锚固装置(1)、两组锚固装置(1)中点处设置的加压装置(2)、可感应压力存在及大小的压力感应器(3)、可显示加压装置(2)施加压力大小并进行简单计算的电子计算器(4)；固定好钢绞线(7)开启电源(5)后，加压装置对其施加竖直向下并不断增大的压力，使钢绞线(2)发生变形，直到其触碰到压力感应器(3)时停止增大压力，并在电子计算器(4)上显示加压装置(2)施加压力大小并计算钢绞线(2)受到预应力大小。本发明能够准确、快速、方便的测量出钢绞线(2)所受到的张力大小，经济性好。

技术研发人员：尹宏志
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23