[发明专利]基于单自由度系统预应力锚固结构张拉力的检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种预应力锚固结构张紧力检测系统，尤其是涉及一种针对不同预应力锚具类型（螺杆螺帽型或锚块锚塞型）的基于单自由度系统预应力锚固结构张拉力的检测系统。

背景技术

从上个世纪末，预应力锚固结构在我国桥梁、隧道与岩土工程等领域中得到了广泛应用，如桥梁工程中的预应力混凝土（刚构）箱梁桥三向预应力锚固体系、岩土工程中的预应力锚杆（锚索）技术及隧道工程中预应力锚杆（锚索）支护体系等，有效的提高锚固对象的强度、刚度及稳定性。同样，预应力锚固结构也存在预应力损失过大或失效的问题。据相关文献披露：通过现场调查、工程质量检查与检测和资料分析认为，除锚固对象的力学性质及环境腐蚀的影响外，预应力没有达到设计要求是影响预应力锚固结构失效破坏的最主要因素，换言之，预应力损失过大或失效，是导致预应力锚固对象正常运营性能减弱、没有达到设计目标的主要原因之一。本申请人在进行大跨度预应力混凝土箱梁桥施工监控和竖向预应力检测时，对预应力筋的各项损失进行了全面和长期测试，结果表明：造成预应力锚固结构张拉力失效的原因是第一次初张拉不到位引起的。虽然在预应力施工的过程中采用超张拉或二次张拉的方法减少预应力的损失或失效，但是人为因素与预应力施工环境因素造成预应力并没有达到设计要求，并且，在事后没有完备的预应力锚固结构张拉力检测标准，致使预应力锚固结构张拉力的施工、控制及检测处于一种无序的状态，进而恶化锚固对象的稳定性和安全性。解决预应力损失或失效问题最直接、最有效的途径是提出一种有效的检测方法并制定相应的检测标准。目前，预应力锚固结构张拉力测量的主流方法主要有在锚下安装压力传感器测量法、在预应力筋表面粘贴电阻应变片测量法、张拉千斤顶油表测试法、预应力筋延伸量测量法和振动测试法等，其中张拉千斤顶油表测试法和预应力延伸量测量法虽然简单易行，但仅适用于张拉时的预应力控制且精度较低，压力传感器和粘贴电阻应变片测量法，成本高，且不能重复使用，虽然可以得到很好的测试精度，但不能满足现场对预应力质量进行大面积检测的要求，无法推广应用，仅限于科学研究。振动测试法虽然能满足事后的检测标准，且测试精度较高，但相关操作过程相对繁琐，究其原理仅适用于精轧螺纹钢筋这一预应力锚固类型的张拉力的检测。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、检测成本低的基于单自由度系统预应力锚固类结构张拉力的检测系统，其不仅能适应大面积检测要求，而且能适应不同的锚具类型（螺杆螺帽型或锚块锚塞型）的各种紧固构件的检测。

本发明采用的技术方案是：包括螺纹钢筋或钢绞线、锚具、波纹套管、锚垫板及锚固对象，所述的锚固对象上开设有锚杆孔或锚索孔，螺纹钢筋或钢绞线通过螺纹钢筋或钢绞线的锚固段安装在锚固对象的锚杆孔或锚索孔中，波纹套管安装在锚固对象的锚杆孔或锚索孔中，套装在螺纹钢筋或钢绞线外，所述的锚固对象的锚杆孔或锚索孔端口处设有锚垫板和锚具，锚垫板压紧波纹套管，锚具用于固定锚垫板，锚具一侧设有击振器，另一侧设有加速度传感器，加速度传感器、击振器分别通过数据采集器与电脑连接。

上述的基于单自由度系统预应力锚固结构张拉力的检测系统中，所述的加速度传感器通过磁力吸座或橡胶泥或石膏泥固定安装于锚具外表面下缘，靠近锚垫板但不与锚垫板接触。

上述的基于单自由度系统预应力锚固结构张拉力的检测系统中，所述的加速度传感器的横向微幅振动方向垂直于螺纹钢筋或钢绞线的轴线。

上述的基于单自由度系统预应力锚固结构张拉力的检测系统中，所述的锚垫板的安装倾角在±2度以内。

上述的基于单自由度系统预应力锚固结构张拉力的检测系统中，锚具与锚垫板的接触形式为在预应力的作用下两粗糙界面的接触，接触面处材料形变均在材料的弹性形变范围内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明不仅能适应大面积检测要求，而且能实现各类锚具（螺杆螺帽型或锚块锚塞型）的紧固构件的检测；

（2）本发明的加速度传感器是经磁力吸座或橡胶泥或石膏泥固联于锚具外表面下缘，它与锚具的联接或分离均十分方便，提高了测试系统的检测效率；

（3）本发明结构简单，不仅可以快速安装，而且可以重复、安全使用，检测成本低；

（4）本发明彻底的解决了预应力锚固类结构预应力损失过大和失效的问题，提高了锚固结构的耐久性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的检测系统的结构示意图。

图2为本发明的检测系统预应力锚固结构张拉力计算原理图。

具体实施方式