预应力检测方法、不分级快速连续张拉方法及系统技术方案

本发明专利技术属于张拉设备技术领域，具体公开了一种预应力检测方法、不分级快速连续张拉方法及系统，连续张拉方法通过安装张拉系统并自检，启动张拉系统进行张拉，实时采集应力应变及流量信息，所采集的应力值与应变值实时生成应力位移曲线F

【技术实现步骤摘要】
预应力检测方法、不分级快速连续张拉方法及系统


[0001]本专利技术属于张拉设备
，涉及一种预应力检测方法、不分级快速连续张拉方法及系统。

技术介绍

[0002]预应力技术具有多领域性，公路、铁路、市政、水利、建筑和矿山等工程领域广泛使用。同时，预应力技术还具有高结合性，可融合于桥梁钢筋混凝土结构、隧道支护结构、边坡框架梁、基坑腰梁等。
[0003]预应力技术已经持续了近百年的发展，但仍然保持着最初始的施工做法。在自动化技术还不成熟的年代，传统张拉方法只能依靠分级张拉来实现分级读数、计算伸长量“双控法”校核。随着生产制造技术的进步，张拉系统实现了数据自动采集、连续采集、全过程数据分析计算等优化操作，但张拉方法和伸长值的计算方法却自始至终未改变，未能适应工业技术的发展而进步，不便于使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种预应力检测方法、不分级快速连续张拉方法及系统，实现不分级快速连续张拉。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的基础方案为：一种预应力检测方法，包括如下步骤：安装张拉系统并自检；启动张拉系统进行张拉；张拉至预设力值后，进入高位持荷阶段，预先设置持荷时间；实时采集应力应变及流量信息，所采集的应力值与应变值实时生成应力位移曲线F
‑
S、平均应力总位移曲线F均
‑
S总、应力时间曲线F
‑
T、位移时间曲线S
‑
T四种曲线的至少一种或者它们的任意组合；获取应力位移曲线F
‑
S，或平均应力总位移曲线F均
‑
S总，或位移时间曲线S
‑
T的上升单调函数中第一个转折点，求解应力初始值以及伸长量初始值；获取应力位移曲线F
‑
S，或平均应力总位移曲线F均
‑
S总，或位移时间曲线S
‑
T的极值，求解最大张拉控制力；计算实际伸长量；根据预应力钢材的应力应变关系，通过实际伸长量参数，计算实际有效预应力值:其中，为实测实际最大控制应力，为实测伸长量，为实测回缩量，为设计张拉力，为名义上的设计张拉应力对应的伸长量，为待施加预应力的受拉件的长度，n
为待施加预应力的受拉件的根数，为待施加预应力的受拉件的弹性模量；为待施加预应力的受拉件的横截面积；P
m
为实际有效预应力值，F
max
为最大张拉控制力，S
max
为最大位移量。
[0006]具体待施加预应力的受拉件可以为但不限于钢绞线、锚杆或者锚索。
[0007]本基础方案的工作原理和有益效果在于：本方案采用传感器技术及采集系统，实现自动采集、连续采集、自动计算伸长量并绘制F
‑
S、F均
‑
S总、F
‑
T、S
‑
T曲线，利用不同的曲形可突出显示不同的特征，方便后续进行数据分析、总结问题，利于使用。
[0008]本专利技术还提供一种不分级快速连续张拉方法，包括如下步骤：安装张拉系统并自检；启动张拉系统进行张拉；张拉至预设力值后，进入高位持荷阶段，预先设置持荷时间；实时采集应力应变及流量信息并实时计算伸长量，所采集的应力值与应变值实时生成应力位移曲线F
‑
S、平均应力总位移曲线F均
‑
S总、应力时间曲线F
‑
T、位移时间曲线S
‑
T四种曲线的至少一种或者它们的任意组合；至持荷时间结束，持荷完成后张拉系统自动卸荷、回油。
[0009]本方案采用传感器技术及采集系统，实现自动采集、连续采集、自动计算伸长量并绘制F
‑
S、F均
‑
S总、F
‑
T、S
‑
T曲线，并自动计算实际张拉伸长量，进行不分级快速连续张拉。安全、高效地实现预应力张拉施工，提高了预应力张拉效率的同时，又能降低了现场施工的时间成本、控制住施工质量。
[0010]进一步，计算伸长量的方法如下：获取初应力点：F
‑
S曲线，或F均
‑
S总曲线，或S
‑
T曲线的上升单调函数中第一个转折点为, F0为应力初始值，为伸长量初始值，相邻两点之间斜率的最大值对应的点为转折点，其中，x代表函数中任意点；进行数据比较，求取张拉过程数据中的极值，获取最大张拉控制力点：最大张拉控制力为F
max
，最大位移量为S
max
；时机伸长量为。
[0011]计算简单，利于使用。
[0012]本专利技术还提供一种预应力检测系统，包括包括能源模块、采集模块和计算模块；所述能源模块，用于提供张拉力；所述采集模块，用于周期性采集张拉过程的应力应变信号和流量信号；所述计算模块，利用本专利技术所述预应力检测方法接收采集模块所采集的信号并转换为应力、应变、流量体积及压缩体积参数信号，通过应力、应变关系曲线计算张拉实际伸长量和实际有效预应力值。
[0013]具体周期性采集本专利技术还提供一种不分级快速连续张拉系统，包括能源模块、采集模块、计算模块和控制模块；所述能源模块，用于提供张拉力；所述采集模块，用于周期性次采集张拉过程的应力应变信号和流量信号；
所述计算模块，利用本专利技术所述张拉方法接收采集模块所采集的信号并转换为应力、应变、流量体积及压缩体积参数信号，通过应力、应变关系曲线计算张拉实际伸长量；所述控制模块的输出端与能源模块的控制端连接，用于控制张拉流程加载、持荷、卸载和回油动作。
[0014]采集模块周期性采集张拉过程的应力应变信号和流量信号，实现所需信号的自动采集，利于后续实现不分级快速连续张拉。计算模块自动计算伸长量，并绘制关系曲线，便于查看、分析数据。
[0015]进一步，所述能源模块包括张拉千斤顶、能量源和高压油管，所述张拉千斤顶用于张拉待施加预应力的受拉件，张拉千斤顶的进油腔和回油腔均通过高压油管与能量液连通。
[0016]结构简单，利于使用。
[0017]进一步，所述能量源包括伺服电机、柱塞泵、油箱、控制器和阀块组件；所述伺服电机的动力输出端与柱塞泵的控制端连接，用于为柱塞泵提供动力；所述柱塞泵与油箱连接，用于将置于油箱内的液压油抽离，所述油箱通过高压油管与张拉千斤顶连接；所述控制器的控制信号输出端与伺服电机的控制端连接，用于控制电机转速；所述阀块组件包括进油阀、回油阀和溢流阀，并分别调控进油、回油和溢流开口，控制器的开关信号输出端分别与进油阀、回油阀和溢流阀的控制端连接。
[0018]能量源用于控制张拉过程的加载、持荷、卸荷、回油等相关动作，利于操作。
[0019]进一步，所述能量源还包括机械外壳，所述伺服电机、柱塞泵、油箱、控制器和阀块组件置于机械外壳内，所述机械外壳上设有传感器航插接口。
[0020]机械外壳可对各器件进行防护，保护内部系统。且各部件安装在外壳上，便于整体安装、拆卸。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预应力检测方法，其特征在于，包括如下步骤：安装张拉系统并自检；启动张拉系统进行张拉；张拉至预设力值后，进入高位持荷阶段，预先设置持荷时间；实时采集应力应变及流量信息，所采集的应力值与应变值实时生成应力位移曲线F
‑
S、平均应力总位移曲线F均
‑
S总、应力时间曲线F
‑
T、位移时间曲线S
‑
T四种曲线的至少一种或者它们的任意组合；获取应力位移曲线F
‑
S，或平均应力总位移曲线F均
‑
S总，或位移时间曲线S
‑
T的上升单调函数中第一个转折点，求解应力初始值以及伸长量初始值；获取应力位移曲线F
‑
S，或平均应力总位移曲线F均
‑
S总，或位移时间曲线S
‑
T的极值，求解最大张拉控制力；计算实际伸长量；根据预应力钢材的应力应变关系，通过实际伸长量参数，计算实际有效预应力值:其中，为实测实际最大控制应力，为实测伸长量，为实测回缩量，为设计张拉力，为名义上的设计张拉应力对应的伸长量，为待施加预应力的受拉件的长度，n为待施加预应力的受拉件的根数，为待施加预应力的受拉件的弹性模量；为待施加预应力的受拉件的横截面积；P
m
为实际有效预应力值，F
max
为最大张拉控制力，S
max
为最大位移量。2.一种不分级快速连续张拉方法，其特征在于，包括如下步骤：安装张拉系统并自检；启动张拉系统进行张拉；张拉至预设力值后，进入高位持荷阶段，预先设置持荷时间；实时采集应力应变及流量信息并实时计算伸长量，所采集的应力值与应变值实时生成应力位移曲线F
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S、平均应力总位移曲线F均
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S总、应力时间曲线F
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T、位移时间曲线S
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T四种曲线的至少一种或者它们的任意组合；至持荷时间结束，持荷完成后张拉系统自动卸荷、回油。3.如权利要求2所述的不分级快速连续张拉方法，其特征在于，计算伸长量的方法如下：获取初应力点：F
‑
S曲线，或F均
‑
S总曲线，或S
‑
T曲线的上升单调函数中第一个转折点为, F0为应力初始值，为伸长量初始值，相邻两点之间斜率的最大值对应的点为转折点，其中，x代表函数中任意点；进行数据比较，求取张拉过程数据中的极值，获取最大张拉控制力点：最大张拉控制力为F
max
，最大位移量为S...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌，牟笑静，廖强，詹志峰，方宗平，方正，
申请(专利权)人：重庆大学南京研究院，
类型：发明
国别省市：