一种用于预应力钢绞线的张拉力测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于预应力钢绞线的张拉力测量系统，属于预应力工程技术领域。所述用于预应力钢绞线的张拉力测量系统，包括预应力混凝土中预应力筋的钢绞线、一预应力锚垫板、一预应力锚板、多个电磁传感器和一电磁测量仪。其中，预应力锚垫板设于预应力混凝土内且套设于钢绞线外；预应力锚板的一端与预应力锚垫板的端部连接，预应力锚板的另一端位于预应力混凝土外；电磁传感器套设于每根钢绞线外且位于预应力锚垫板内，电磁传感器与电磁测量仪连接；电磁测量仪通过穿过预应力锚板或预应力锚垫板的信号线与电磁传感器电连接。本实用新型专利技术可同时测量预应力钢绞线筋的整束张力及内部各根钢绞线所受的张拉力，且测量误差较小。

A tension measuring system for prestressed steel strand

The utility model discloses a tension measuring system for prestressed steel strands, which belongs to the technical field of prestressed engineering. The tensioning force measuring system for prestressed steel strands includes a steel strand, a prestressed anchor pad, a prestressed anchor plate, a plurality of electromagnetic sensors and an electromagnetic measuring instrument in the prestressed concrete. The prestressed anchor pad is located in the prestressed concrete and is set outside the steel strand; one end of the prestressed anchor plate is connected to the end of the prestressed anchor plate, the other end of the prestressed anchor is located outside the prestressed concrete; the electromagnetic sensor is set outside the steel strand and is located in the pre stress anchor plate. The electromagnetic measuring instrument is electrically connected with the electromagnetic sensor through a signal line passing through a prestressed anchor plate or a prestressed anchor pad. The utility model can simultaneously measure the whole beam tension of the prestressed steel strand and the Zhang Lali received by each strand, and the measuring error is small.

【技术实现步骤摘要】
一种用于预应力钢绞线的张拉力测量系统
本技术涉及预应力工程
，具体涉及一种用于预应力钢绞线的张拉力测量系统。
技术介绍
预应力混凝土结构是在荷载作用之前对构件施加压力,使荷载作用时截面受拉区预先存在压应力的混凝土结构。一般情况预应力是通过张拉梁内预应力筋(主要是高强度钢筋或钢绞线)，通过自锚固压缩结构而实现的。与普通混凝土结构相比，预应力能提高混凝土承受荷载时的抗拉能力，防止或延迟裂缝的出现，并增加结构的刚度，节省钢材和水泥，保证结构良好的耐久性，被广泛地应用于土木工程各种结构中。由于结构特点、材料特性等原因，施加预应力后的预应力混凝土结构，会产生预应力损失。预应力损失的大小影响到已建立的预应力，当然也影响到结构的工作性能，因此，如何确定有效预应力或永存预应力，是预应力混凝土结构设计和使用中的一个重要内容。预应力损失包括瞬时损失和长期损失，引起损失的因素较多，要做到准确计算是比较困难的。比较理想的方法是，采用长效性比较好的传感器对预应力筋的状况直接进行施工监控和长期监测。即对预应力张拉过程中的预应力张拉力值控制测量、运营期间的预应力测量以及预应力损失测量。体内预应力结构的预应力筋位于混凝土结构的内部，属于隐蔽构件，采用常规的方法进行检测和张力测量比较困难。目前常用的方法有：(1)测力环传感器，该方法的测力传感器需要安装在预应力锚板下，为了传力均匀，一般在锚板下增加一个垫板，该方法测量的为整束预应力；(2)波纹管外套磁通量传感器，磁通量传感器是基于铁磁性材料的磁弹效应原理制成的，即当铁磁性材料受到外力作用时，其内部产生机械应力或应变，相应地磁导率发生改变，通过测定磁导率变化来反映应力变化。它由两个铜线圈组成，即初级线圈和次级线圈。该方法测量是将磁通量传感器直接套装在波纹管的外面，测量也是整束预应力力。由于磁通量传感器套装在波纹管的外面，传感器的内芯孔径比较大，测量误差大，也不能测量同束预应力筋内的各根钢绞线的受力及保证受力的均匀性。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种用于预应力钢绞线的张拉力测量系统，该张拉力测量系统可同时测量预应力钢绞线筋的整束张力及内部各根钢绞线所受的张拉力，且测量误差较小。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种用于预应力钢绞线的张拉力测量系统，包括预应力混凝土中预应力筋的钢绞线，还包括：一预应力锚垫板，所述预应力锚垫板设于所述预应力混凝土内且套设于所述钢绞线外；一预应力锚板，所述预应力锚板的一端与所述预应力锚垫板的端部连接，所述预应力锚板的另一端位于所述预应力混凝土外，所述预应力锚板的位于所述预应力混凝土外的一端还通过一夹片与所述钢绞线固定连接；多个电磁传感器，所述电磁传感器套设于每根所述钢绞线外且位于所述预应力锚垫板内，所述电磁传感器与一电磁测量仪连接，用于获得反映每根所述钢绞线受力的电压信号；以及一电磁测量仪，所述电磁测量仪通过穿过所述预应力锚板或预应力锚垫板的信号线与所述电磁传感器电连接，用于输入脉冲电压信号并测量每根所述钢绞线受到的张拉力。进一步地，所述电磁传感器为中间开设有小孔径通孔的小体积电磁传感器。进一步地，所述预应力锚垫板由第一部分和第二部分组成，所述第一部分为外部设有环形凸起的中空圆柱体，所述第二部分为外侧表面呈内凹弧形的中空类圆锥体，所述第二部分的一端与所述第一部分一体成型，且所述第二部分与所述第一部分的内部相连通用以使所述预应力筋穿过，所述第二部分的另一端与所述预应力锚板相抵接，且所述第二部分的与所述预应力锚板相抵接的一端的外径大于与所述第一部分一体成型的一端。进一步地，所述第一部分和第二部分的中空孔径相同，且所述中空孔径的大小与所述预应力筋相适配；所述第二部分靠近所述预应力锚板一端的内表面上对应钢绞线穿过的孔径位置还开设有环状凹槽，所述环状凹槽用于放置所述小体积电磁传感器。进一步地，所述预应力锚板上开设有用于埋设信号线的埋线槽或走线孔，所述电磁传感器的信号线通过所述埋线槽或走线孔引出，并与所述电磁测量仪连接。进一步地，所述埋线槽设于所述预应力锚板上与所述预应力锚垫板相对应的一面并延伸至所述预应力锚板的侧面，所述走线孔直接穿透所述预应力锚板。进一步地，所述预应力锚板与所述电磁传感器的一端连接或所述预应力锚板与所述电磁传感器通过所述电磁传感器的信号线连接。进一步地，所述电磁测量仪为多通道电磁测量仪。进一步地，所述电磁传感器包括激励线圈和测量线圈，所述激励线圈和测量线圈上均连接有信号线，所述激励线圈套于所述测量线圈外并通过信号线与所述电磁测量仪连接，所述测量线圈套于所述钢绞线外并通过信号线与所述电磁测量仪连接；所述电磁传感器内还设有温度传感器，所述温度传感器的信号线与所述电磁测量仪连接。本技术还提供了一种所述的用于预应力钢绞线的张拉力测量系统的测量方法，可用于钢绞线张拉过程及张拉后的张拉力测量，包括如下步骤：(1)将多个所述电磁传感器中的每一电磁传感器套于每根所述钢绞线外并与所述电磁测量仪连接，以通过所述电磁测量仪向所述电磁传感器输入脉冲电压使所述电磁传感器获得反映每根所述钢绞线受力的感应电压；(2)将所述电磁传感器的信号线从所述预应力锚板引出；(3)将步骤(2)引出的电磁传感器的信号线插至电磁测量仪中，所述电磁测量仪根据所述感应电压及感应电压与应力的关系方程，即可测量出预应力筋内各根钢绞线的张拉力值。进一步地，所述步骤(1)具体为，首先通过所述电磁测量仪向所述电磁传感器中的激励线圈输入激励的脉冲电压，则当通电瞬间，由于电磁感应，所述电磁传感器中的测量线圈中产生瞬时感应电压，所述感应电压即为反映每根所述钢绞线受力的电压信号。进一步地，步骤(3)所述感应电压的积分值与应力F的关系方程为：F＝C0+C1X+C2X2+C3X3式中X表示测力时电磁测量仪直接测量得到的是积分电压值，C0，C1,C2，C3为常数系数；考虑测量与标定时的温度差异，进行温度修正后的计算公式为：FF＝C0+C1XX+C2XX2+C3XX3式中，XX为温度修正后的积分电压值，且XX＝VVcb-VV0b＝(Vc+μ(Tc-Tb))-(V0+μ(T0-Tb))＝(Vc-V0)+μ(Tc-T0)其中，VVcb为测量时的积分电压值，VV0b为测量时的零点积分电压，Tb为标定时温度，μ为温度修正系数，T0为测量零值时温度，V0为未受力零值时积分电压值，Tc为张力测试时温度，Vc为张力测试时积分电压值。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果为：(1)本技术中的电磁传感器为小孔径电磁传感器，可直接套于每根钢绞线外，可同时测量预应力钢绞线筋的整束张力及内部各根钢绞线所受的张拉力；且由于电磁传感器的孔径较小，使测量误差较小，可保证各根钢绞线的受力均匀。同时，本技术还根据电磁传感器的感应电压，通过感应电压的积分值与应力的三次近似线性的关系方程这一新的算法即可计算出钢绞线的张拉力值，方法简单有效，可便捷地计算出钢绞线的张拉力值。(2)本技术通过在预应力锚板的侧面上开设第二凹槽引出电磁传感器的信号线，使本技术不仅可用于张拉过程中的测量，还可用于张拉后的测量，扩大了其使用范围。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于预应力钢绞线的张拉力测量系统，包括预应力混凝土中预应力筋的钢绞线，其特征在于，还包括：一预应力锚垫板，所述预应力锚垫板设于所述预应力混凝土内且套设于所述钢绞线外；一预应力锚板，所述预应力锚板的一端与所述预应力锚垫板的端部连接，所述预应力锚板的另一端位于所述预应力混凝土外，所述预应力锚板的位于所述预应力混凝土外的一端还通过一夹片与所述钢绞线固定连接；多个电磁传感器，所述电磁传感器套设于每根所述钢绞线外且位于所述预应力锚垫板内，所述电磁传感器与一电磁测量仪连接，用于获得反映每根所述钢绞线受力的电压信号；以及一电磁测量仪，所述电磁测量仪通过穿过所述预应力锚板或预应力锚垫板的信号线与所述电磁传感器电连接，用于输入脉冲电压信号并测量每根所述钢绞线受到的张拉力。

【技术特征摘要】
1.一种用于预应力钢绞线的张拉力测量系统，包括预应力混凝土中预应力筋的钢绞线，其特征在于，还包括：一预应力锚垫板，所述预应力锚垫板设于所述预应力混凝土内且套设于所述钢绞线外；一预应力锚板，所述预应力锚板的一端与所述预应力锚垫板的端部连接，所述预应力锚板的另一端位于所述预应力混凝土外，所述预应力锚板的位于所述预应力混凝土外的一端还通过一夹片与所述钢绞线固定连接；多个电磁传感器，所述电磁传感器套设于每根所述钢绞线外且位于所述预应力锚垫板内，所述电磁传感器与一电磁测量仪连接，用于获得反映每根所述钢绞线受力的电压信号；以及一电磁测量仪，所述电磁测量仪通过穿过所述预应力锚板或预应力锚垫板的信号线与所述电磁传感器电连接，用于输入脉冲电压信号并测量每根所述钢绞线受到的张拉力。2.如权利要求1所述的用于预应力钢绞线的张拉力测量系统，其特征在于，所述电磁传感器为中间开设有小孔径通孔的小体积电磁传感器。3.如权利要求1所述的用于预应力钢绞线的张拉力测量系统，其特征在于，所述预应力锚垫板由第一部分和第二部分组成，所述第一部分为外部设有环形凸起的中空圆柱体，所述第二部分为外侧表面呈内凹弧形的中空类圆锥体，所述第二部分的一端与所述第一部分一体成型，且所述第二部分与所述第一部分的内部相连通用以使所述预应力筋穿过，所述第二部分的另一端与所述预应力锚板相抵接，且所述第二部分的与所述预应力锚板相抵接的一端的外径大于与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓年春，郑皆连，杨阳，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：新型
国别省市：广西,45