穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統的製作方法

2023-06-06 02:42:16

專利名稱：：穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種預應力張拉千斤頂的標定系統，特別涉及一種穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統。
背景技術：
：預應力混凝土結構是高強鋼筋和高強混凝土相結合而形成的一種新的結構形式，利用該結構形式能充分發揮高強鋼筋和高強混凝土的性能，且能按照結構工程師的要求建立預期的應力或變形狀態，以抵禦外荷載的作用，採用該結構形式既節約材料、能源，又可以改善和提高結構性能，從而解決了鋼筋混凝土結構的裂縫和變形問題。因而預應力混凝土在土木工程界中廣泛地應用於建築、橋梁、市政基礎設施、水利工程等各類特種工程結構。預應力結構施工是一項專業性強、技術含量高、操作要求嚴的作業。尤其是預應力筋的張拉錨固，專業性較強，質量要求較高。預應力筋的張拉是預應力施工中的重要工序，其張拉設備由液壓張拉千斤頂、電動油泵和外接油管、壓力表等組成。張拉機主要應用於預應力鋼筋混凝土構件的生產，由張拉機對鋼筋施加預定的拉力，使其預應力達到設計的要求。在預應力混凝土構件生產中，張拉設備對鋼筋施加的作用力由壓力表來測定。壓力表上的讀數是千斤頂油缸內的油壓，理論上可將它乘以千斤頂的活塞面積，來求得作用力的大小。但實際上作用於鋼筋上的力要小於理論值，因一部分作用力被千斤頂油缸與活塞間的摩擦力所消耗，而摩擦力的大小則與油壓高低、密封圈的磨損程度、油缸和活塞的加工精度等有關，具體很難測定。而張拉設備的張拉力值是否達到設計的要求，直接關係到預應力結構構件的安全使用。因此，為保證工程質量，確保張拉力值的準確性，張拉設備在使用前，應將千斤頂及其使用的電動油泵、壓力表配套編號，進行校準，以測定張拉時的實際作用力與壓力表之間的關係，供張拉時使用。預應力施工中，首先要做的就是張拉千斤頂的校驗工作。中華人民共和國國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB50204—2002中6.1.2條規定預應力筋張拉機具設備及儀表，應定期維護和校驗。張拉設備應配套標定，並配套使用。張拉設備的標定期限不應超過半年。當在使用過程中出現反常現象時或在千斤頂檢修後，應重新標定。不僅國家規範有規定，在很多專項標準和指南裡，對張拉千斤頂的標定有著更加嚴格的規定。比如遵照《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》、《客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南》編制的支架現澆箱梁施工作業指導書中要求千斤頂標定有效期不能超過一個月。另外，在高架路建設施工中對預應力張拉設備的標定通常的要求是下列情況時須對油表重作校正使用超過三個月；張拉300束預應力筋；在使用中發現超過允許誤差或發生故障檢修後；在運輸、存放和使用過程中防止日曬、受潮和震動，否則須校正。現在技術中，預應力張拉設備的校準方法有兩種，一種是用試驗機來校準張拉機，另一種是用標準測力儀來校準張拉機液壓機對張拉設備進行校驗。其中，利用試驗機標定千斤頂是使液壓機度盤讀數與油壓表讀數建立起一一對應關係，使用測力架標定千斤頂是使標準測力儀的電子儀表與油壓表讀數建立起一一對應關係，用上述兩種方法均可得出張拉力與油壓表讀數二者之間的數學關係，從而達到校驗張拉設備的目的，上述兩種方法的區別在於反力裝置和測力儀表上。無論是使用試驗機還是使用標準測力儀進行標定，首先連接好張拉設備的油路和電路，將千斤頂豎直立於壓力機中央，然後啟動油泵，使千斤頂活塞拉出、回程幾次，排出油路和千斤頂中的空氣，注意觀察油管及連接處是否漏油，如有漏油現象應及時更換油管或加墊處理。選用試驗機進行標定的操作過程，如圖1-1所示，啟動壓力機，將壓力機活塞6升起，落下壓力機上壓板5，使上壓板5壓在千斤頂1上，當然在標準測力儀的上端兩端分別放置有墊板4和2，然後關掉壓力機供油閥(此時張拉油泵的油表讀數及壓力機的度盤讀數應為零)，啟動張拉油泵，打開油泵供油閥加壓。千斤頂1的頂壓力作用於壓力機，壓力機反作用於千斤頂l，這樣壓力機的度盤數值與張拉油泵的油表數從零開始上升，隨著張拉油泵的持續供油兩個數值也相繼增長。在油壓增長過程中，壓力機度盤每間隔一定的數值，同時對張拉油表和壓力機的讀數進行記錄，這樣就能得到一一對應的兩組數，按千斤頂的不同行程校驗三次，將數據記錄在表格中。因為試驗機本身的要求，標定時先讓千斤頂的工作活塞在未接觸壓力機壓板狀態下部分出頂，然後千斤頂停止主動工作，再開動壓力機，施壓力於千斤頂活塞表面以壓縮活塞增大壓力，直至預定的最大壓力值。在上述使用試驗機進行標定過程中，雖然可隨時算出張拉力值所對應的壓力表的讀數,但誤差較大，其產生誤差的原因在於本應主動工作的千斤頂卻處於被動工作狀態，標定時千斤頂活塞的運行方向是與實際張拉工作狀態是不一致的，難免造成因千斤頂內磨阻、油管傳遞損失和油泵、壓力表輸出關係差異而帶來一些誤差。除此之外，標定時千斤頂是立式放置的，而不是通常現場作業時的臥式，這也帶來了誤差。同一臺千斤頂在不同工作狀態時，活塞與油缸內壁的摩擦力方向不同，與同一塊壓力表配套使用，在兩種不同的工作狀態下壓力相同，對外實際作用力卻不相同。另外，採用上述標定方法中，因為壓力機的不可移動性，施工單位需要使用貨車把幾百公斤重的千斤頂和上百公斤重的油泵及油管等全套設備拉到貨車白天限行的位於市區的檢驗單位，標定後再連夜拉回，給施工單位造成人力和經濟上的負擔，同時，也在時間上造成了不小的浪費。選用標準測力儀進行標定的操作過程，如圖1-2所示，將千斤頂1放入校準張拉機專用框架5中，在千斤頂1上放上標準測力儀3，在標準測力儀的上下兩端防止墊片4或2，安裝應使千斤頂1的幾何中心線與標準測力儀3的主軸線相重合。在將千斤頂1和標準測力儀3安攀調整成工作狀態後，啟動油泵，用千斤頂1對標準測力儀3施加預負荷兩次，每次加到所需額定試驗力後退回到初始試驗力，然後從初始試驗力開始，按遞增順序施加試驗力，直到額定試驗力。最後用最小二乘法整理出張拉機張拉總控制力相對壓力表示值的直線方程。也可以根據設計和施工工藝要求，算出施工中需要使用的張拉力值，然後按所需的張拉力值求得相對應的壓力表的讀數。雖然，選用上述標準測力儀進行標定可以解決千斤頂受力方向與實際張拉工作時可能不一致的問題，而且相比傳統的試驗機的測量精度高，其測量精度可達2%。因此，在業內非常推崇電子測力儀的標定方式，目前上述測力儀受到了廣泛的推廣使用，但測力儀是通過鋼材拉杆來實現反力，系統笨重，使用不便。而且，採用該測力機進行標定仍不能完全模擬施工現場的實際狀況，無法體現每個工地並不相同的鋼絞線、錨具、溫度和施工手法等實際預應力施工時的影響因素，由此可見，除了服務的便利性之外，在準確性和現實指導性上，使用上述由測力架和測力計構成的測力機進行標定架依然存在著不足。
發明內容針對上述現有技術，本發明提供了一種穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統，本發明標定系統使用起來輕便簡單，並且可以完全模擬施工狀態下預應力混凝土結構構件的張拉工作狀態，可以檢測一定張拉力下油壓表的響應，還能完全消除張拉工作時鋼絞線和夾片等的幹擾，使標定場合更具有真實性；使用本發明標定系統進行標定，使標定值更加準確，便於監理人員實際審查施工單位預應力張拉的技術操作，對有關預應力結構施工的材料、設備、人員水平和施工方法等影響施工質量的各要素，有著更好的指導、審査和檢驗作用；使用本發明標定，可以採用現場提供的鋼絞線和錨夾具，這樣在標定過程中，最大限度的反映了各工程使用不同質量的材料而造成的工程問題，排除隱患，滿足結構設計要求、為保證工程質量提供了更好的保障，本發明可以給業主、設計、施工、監督、監理等提供了最大限度的方便。為了解決上述技術問題，本發明予以實現的技術方案是使用穿芯式傳感器標定穿芯式預應力張拉千斤頂，被標定的穿芯式千斤頂中心孔道中設置有至少一根預應力筋；所述穿芯式傳感器套裝在上述預應力筋上，並與上述穿芯式千斤頂的一端緊密接觸；所述穿芯式傳感器和穿芯式千斤頂的外端均設置有套裝在預應力筋上的自鎖式錨夾具;所述反力裝置由上述預應力筋和自鎖式錨夾具構成。本發明穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統，其中，所述預應力筋包括高強度低鬆弛鋼絞線、熱處理鋼筋、高強鋼絲或碳纖維棒。所述自鎖式錨夾具由預應力筋錨板和夾片構成，所述穿芯式傳感器與錨板之間設置有墊板。所述穿芯式千斤頂與所述穿芯式傳感器之間設置有墊板。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統可以完全模擬預應力混凝土結構構件的5張拉工作狀態，不僅可檢測一定張拉力下油壓表的對應值，還能在很大的程度上消除張拉工作過程中鋼絞線或錨夾具等的幹擾，從而可以提高標定的精確度，並給業主、設計、施工、監督、監理單位等提供最大限度的方便。使用時，採用現場提供的鋼絞線和錨夾具，這樣在標定過程中，最大限度的反映了各工程使用不同質量的材料而造成的工程問題，排除質量不穩定的隱患，為滿足結構設計要求、保證工程質量提供了更好的保障。圖1-1是現有技術中使用試驗機進行標定的示意圖1-2是現有技術中使用使用測力架進行標定的示意圖2-1是本發明穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統一實施方式的結構示意圖；圖2-2是本發明穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統另一實施方式的結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細地描述。本發明主要零部件及細節說明100.計算機，200.應變計，300.鋼絞線(鋼絞線束)，400.穿芯式千斤頂，500.墊板，600.穿芯式傳感器，700.錨板。如圖2-1和圖2-2所示，本發明穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統，該系統應力傳感器和反力裝置構成，所述應力傳感器由計算機100、應變儀200和穿芯式傳感器600構成；被標定的穿芯式千斤頂的中心孔道中的設置有應力筋，所述預應力筋可選用高強度低鬆弛鋼絞線、熱處理鋼筋、高強鋼絲或碳纖維棒。例如其中的預應力筋若採用一根鋼絞線就構成了如圖2-1所示的標定單錨千斤頂的標定方式，採用鋼絞線束就構成了如圖2-2所示的標定群錨千斤頂的標定方式。所述穿芯式傳感器600是套裝在上述預應力筋上，並與上述穿芯式千斤頂400的一端緊密接觸；位於所述穿芯式傳感器600和穿芯式千斤頂400的外端均設置有套裝在預應力筋上的具有自鎖具錨夾具，所述自鎖式錨夾具由預應力筋錨板700和夾片構成。本發明的發明點就是在穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統中採用了一種新型結構的反力裝置，該反力裝置主要是由上述預應力筋和自鎖式錨夾具構成。通常，所述穿芯式傳感器600的一端與所述穿芯式千斤頂400的一端直接接觸，但根據該傳感器端面與千斤頂接觸面面積的大小匹配關係，在所述穿芯式千斤頂400與所述穿芯式傳感器600之間還可以有選擇的設置墊板500，以適應不同大小型號的千斤頂。同理，根據所述穿芯式傳感器600和與之接觸的錨板700之間的面積匹配關係，在兩者之間也可以有選擇的設置墊板500。本發明穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統中被標定的是穿芯式千斤頂，主要用於張拉帶有錨夾具的單根鋼筋或鋼鉸線，熱處理鋼筋或鋼絞線束，碳纖維棒等。本發明穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統的一個實施例是:應用應力傳感器配合施工現場的高強度低鬆弛鋼絞線、自鎖式錨夾具等施工器材和材料組成反力裝置，形成輕便易用的穿芯式預應力張拉千斤頂的標定手段，該系統可廣泛地應用於預應力張拉施工用千斤頂裝置的校準工作中。利用本發明穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統對群錨穿芯式千斤頂進行標定的工過程是如圖2-2所示，首先將高強度低鬆弛鋼絞線束300穿過穿芯式千斤頂400和穿芯式傳感器600，並在穿芯式傳感器600和穿芯式千斤頂400的兩端用具有自鎖功能的錨夾具將上述的高強度低鬆弛鋼絞線束300固定，從而形成自鎖，考慮到穿芯式千斤頂400的大小型號以及穿芯式傳感器600和與之接觸的錨板700之間的面積匹配關係，可以有選擇的在穿芯式傳感器600兩端設置墊板500。其次，將連接計算機100的應變計200與穿芯式傳感器600相^^接著即可打開油閥，啟動穿芯式千斤頂400對鋼絞線束300施加預拉應力，由於兩端錨板700的作用，鋼絞線束300兩端被鎖死，鋼絞線束300同穿芯式傳感器600—同發生變形，變形量通過應變計200顯示於計算機100的屏幕中，此過程即可將施加於鋼絞線束300上的預應力與被標穿芯式千斤頂400的油壓一一對應起來，並形成數據關係，從而達到標定的目的。圖2-1所示的單錨穿芯式千斤頂的標定的工作過程與上述群錨穿芯式千斤頂的標定過程相類似，在此不做贅述。具體實施例下面以列表方式說明本發明穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統對規格為2500kN的被標穿芯式千斤頂進行標定所得到的有關數據，見表l、表2和表3。表1標定數據tableseeoriginaldocumentpage7表2誤差分析對比tableseeoriginaldocumentpage8綜上所述，利用本發明標定系統進行標定最接近模擬現場施工具體情況，是一種最輕便易用的穿芯式預應力張拉千斤頂的標定方法。利用本發明標定系統進行了大量的試驗後，得出本發明標定系統的主要技術、經濟指標及應用範圍是①在標定作業中與實際施工中千斤頂的工作狀態相一致；②可以同時標定兩套同規格的張拉設備，提高工作效率；③可以為施工現場提供到施工作業面的上門標定服務，更好的服務於施工企業，節約施工成本。測量精度在0.5%以上(見表2)，比現有技術中的標定方法提高標定精度一倍以上。儘管上面結合圖對本發明進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬於本發明的保護之內。權利要求1.一種穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統，包括應力傳感器和反力裝置，其特徵在於所述應力傳感器為穿芯式傳感器；被標定的穿芯式千斤頂的中心孔道中的設置有至少一根預應力筋；所述穿芯式傳感器套裝在上述預應力筋上，並與上述穿芯式千斤頂的一端緊密接觸；所述穿芯式傳感器和穿芯式千斤頂的外端均設置有套裝在預應力筋上的具有自鎖式錨夾具；所述反力裝置由上述預應力筋和自鎖式錨夾具構成。2.根據權利要求1所述的穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統，其特徵在於所述預應力筋包括高強度低鬆弛鋼絞線、熱處理鋼筋、高強鋼絲或碳纖維棒。3.根據權利要求1所述的穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統，其特徵在於所述自鎖式錨夾具由預應力筋錨板和夾片構成，所述穿芯式傳感器與錨板之間設置有墊板。4.根據權利要求1所述的穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統，其特徵在於所述穿芯式千斤頂與所述穿芯式傳感器之間設置有墊板。全文摘要本發明公開了一種穿芯式預應力張拉千斤頂的標定系統，該系統包括應力傳感器和反力裝置，所述應力傳感器為穿芯式傳感器；被標定的穿芯式千斤頂的中心孔道中的設置有至少一根預應力筋；所述穿芯式傳感器套裝在上述預應力筋上，並與上述穿芯式千斤頂的一端緊密接觸；所述穿芯式傳感器和穿芯式千斤頂的外端均設置有套裝在預應力筋上的具有自鎖式錨夾具；所述反力裝置由上述預應力筋和自鎖式錨夾具構成。本發明可以完全模擬預應力混凝土結構構件的張拉工作狀態，不僅可檢測一定張拉力下油壓表的對應值，還能在很大的程度上消除張拉工作過程中鋼絞線或錨夾具等的幹擾，從而可以提高標定的精確度。文檔編號G01M99/00GK101532918SQ20091006863公開日2009年9月16日申請日期2009年4月27日優先權日2009年4月27日發明者孫俊良,張大煦,張海川,欣李,濤慄申請人:天津市建築科學研究院