大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于铁路施工高精度计量技术领域，具体涉及一种大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置及方法，检测装置包括筒体和夹具，筒体外侧周向均布有支撑杆；筒体内设有固定环和转动环，筒体内设有限位部，限位部与固定环平行，限位部与固定环之间的距离大于转动环的距离，转动环设置在固定环之间，转动环连接有若干柔性绳；固定环上和滑动环上分别贴有金属片，两块金属片上分别连接有导线；限位部上设有锁定结构，锁定结构连接有控制装置；检测方法则包括预应力管道铺设、检测装置安装、建立应变模型、张拉电容检测和应力计算等步骤。本发明专利技术能够精确地检测大跨径桥梁悬臂浇筑梁预应力张拉应力及应变。梁预应力张拉应力及应变。梁预应力张拉应力及应变。

【技术实现步骤摘要】
大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置及方法


[0001]本专利技术属于铁路施工高精度计量
，具体涉及一种大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置及方法。

技术介绍

[0002]连续梁桥因其结构具有优异的力学性及经济性能，在跨越河谷的大跨径桥梁建设中得到广泛应用，而悬臂法浇筑施工技术为该类型桥梁主梁的施工首选技术，悬臂法浇筑施工技术通过逐段浇筑悬臂浇筑梁后最终合龙形成连续刚构的桥梁。
[0003]在悬臂浇筑梁内，设有预应力体系，该体系通过在悬臂浇筑梁预应力管道内穿设预应力钢绞线后，在两端通过液压千斤顶进行张拉，张拉过程中必须严格按照设计要求控制张拉应力及应变，但由于缺乏相关的检测手段，并不能精确地控制张拉应力及应变。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供一种大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置及方法，以精确地检测预应力张拉应力及应变。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置，包括筒体和夹具，筒体外侧周向均布有若干根具有弹性的支撑杆；筒体内设有固定环和转动环，固定环同轴地固定在筒体内侧，筒体内设有限位部，限位部与固定环平行，限位部与固定环之间的距离大于转动环的距离，转动环设置在固定环之间，转动环的周向上静连接有若干柔性绳，柔性绳远离转动环的一端连接到夹具上；固定环朝向滑动环的一面上和滑动环朝向固定环的一面上分别贴有金属片，金属片相对设置，两块金属片上分别连接有导线；限位部上设有限制转动环转动的锁定结构，锁定结构连接有控制锁定结构开闭的控制装置。
[0006]本方案的工作原理：控制装置锁定结构闭合，将转动环的转动锁定后，筒体内的固定环和转动环穿过任何一根预应力钢绞线，柔性绳同向地螺旋缠绕到该预应力钢绞线上，并且将夹具固定在该预应力钢绞线上，该预应力钢绞线穿设到预应力管道内后，弹性支撑杆将筒体支撑在预应力管道内，穿设完成后，将两根导线从预应力管道的端口牵出，控制装置控制锁定结构开启，固定环和转动环上的两块金属片构成平行板电容，张拉预应力钢绞线将使夹具产生微小的位移，而夹具则拉伸柔性绳，受拉的柔性绳在限位部和螺旋的共同作用下，让转动环产生转动，两个金属片的正对面积减小，平行电容的电容值减小，从预应力管道的端口处测量电容值。取一截与穿设有检测装置相同规格型号的预应力钢绞线，将检测装置与检测装置安装步骤中完全相同地安装在该预应力钢绞线上，然后对该预应力钢绞线进行张拉，测量张拉端的应变量、电容值，建立起应变量与电容值之间的对应关系的模型。根据模型，可得知夹具发生的位移量，即可在张拉的过程中实时地测出应变量，再根据胡克定律和预应力钢绞线自身的弹性系数计算出产生所测应变量需要多大的应力，即可实时地测出预应力钢绞线实际上所受应力的大小。
[0007]本方案的有益效果在于：
[0008]在张拉的过程中，能够实时地测出预应力钢绞线实际上应变量和应力的大小。本方案中，应变量通过本装置的结构被巧妙地转化成了转动环的转动量，并且转化的过程具有放大作用，即应变量的一维变化被转化成了两个金属片的正对面积的二维变化(金属片转动距离也是应变量的数倍)，从而能够更准确地检测出应变量。在每段悬臂浇筑梁浇筑完成、预应力体系设置完成后，还需要持续对该段悬臂浇筑梁的应力和应变情况进行检测，此时只需要从预应力管道的端口处测量电容即可，不仅便捷，而且检测结果准确。
[0009]可选地，金属板呈圆弧形的条状，圆弧的圆心与筒体的轴心重合。
[0010]可选地，限位部包括限位环，限位环与筒体同轴。
[0011]可选地，柔性绳为碳纤维绳。碳纤维绳的抗拉强度高，受拉后变形量微小，更利于提高应变量检测的精确度。
[0012]可选地，支撑杆由橡胶材质制成，支撑杆远离筒体的一端为自由端，自由端的端面为向着背向转动环方向倾斜的斜面。在预应力钢绞线穿过预应力管道时，橡胶材质向穿设方向的反方向弯曲，支撑杆的自由端与预应力管道内壁为线接触，摩擦力小，避免穿设预应力钢绞线时产生过大的摩擦力而阻碍穿设；而穿设完成后，沿穿设方向的反方向回退一小段距离，自由端的端面翻转，整个端面抵在预应力管道的内表面上，支撑杆与预应力管道之间的摩擦力大幅增加，从而将筒体卡紧在预应力管道内，避免筒体在夹具位移时被拉动。
[0013]可选地，锁定结构包括插销和设置在限位部和转动环上的销孔，控制装置为牵引绳，牵引绳的一端连接在插销上。
[0014]可选地，导线的外表面上设有刻度。便于量化导线的长度，从而间接地定位检测装置在预应力管道内的位置。
[0015]为了达到上述目的，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测方法，应用上述检测装置，包括以下步骤：
[0016]预应力管道铺设：将预应力管道铺设在悬臂浇筑梁段内；
[0017]检测装置安装：控制装置锁定结构闭合，将转动环的转动锁定后，将检测装置同轴地穿设在其中一根预应力钢绞线上，将柔性绳从筒体的同一端穿出，并螺旋缠绕在该预应力钢绞线上，并拉动转动环与限位环相抵，夹具夹紧在该预应力钢绞线上，柔性绳远离转动环的一端固定在夹具上，柔性绳保持绷紧；两根导线从预应力管道的端部穿出，并连接至电容检测仪；控制装置控制锁定结构开启；
[0018]建立应变模型：取一截与穿设有检测装置相同规格型号的预应力钢绞线，将检测装置与检测装置安装步骤中完全相同地安装在该预应力钢绞线上，然后对该预应力钢绞线进行张拉，测量张拉端的应变量、电容值，建立起应变量与电容值之间的对应关系的模型；
[0019]张拉电容检测：在张拉过程中或者张拉完成后，用电容检测仪通过两根导线检测电容，根据建立应变模型获取对应的应变量；
[0020]应力计算：根据胡克定律计算得出应力值。
[0021]可选地，预应力钢绞线的数量为七根，其中六根钢绞线在横截面方向组成六边形，六边形的中心设有一根钢绞线。
[0022]可选地，当预应力张拉为对拉时，钢绞线的两端均设置检测装置。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例中大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置的结构示意图；
[0024]图2为图1中A处的放大示意图；
[0025]图3为工作夹片的结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0027]说明书附图中的标记包括：预应力管道1、锚板2、工作夹片3、钢绞线4、筒体5、支撑杆6、固定环7、转动环8、限位环9、插销10、金属片11、喉箍12、导线13、牵引绳14、柔性绳15、触片16。
[0028]实施例
[0029]本实施例基本如图1、图2、图3所示：大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置，包括：包括筒体5和夹具，筒体5为钢制圆筒，夹具为喉箍12，筒体5外侧周向均布有四根用橡胶制成的支撑杆6；支撑杆6远离筒体5的一端为自由端，自由端的端面为向着背向转动环8方向倾斜的斜面。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置，其特征在于：包括筒体和夹具，筒体外侧周向均布有若干根具有弹性的支撑杆；筒体内设有固定环和转动环，固定环同轴地固定在筒体内侧，筒体内设有限位部，限位部与固定环平行，限位部与固定环之间的距离大于转动环的距离，转动环设置在固定环之间，转动环的周向上静连接有若干柔性绳，柔性绳远离转动环的一端连接到夹具上；固定环朝向滑动环的一面上和滑动环朝向固定环的一面上分别贴有金属片，金属片相对设置，两块金属片上分别连接有导线；限位部上设有限制转动环转动的锁定结构，锁定结构连接有控制锁定结构开闭的控制装置。2.根据权利要求1所述的大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置，其特征在于：金属板呈圆弧形的条状，圆弧的圆心与筒体的轴心重合。3.根据权利要求2所述的大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置，其特征在于：限位部包括限位环，限位环与筒体同轴。4.根据权利要求3所述的大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置，其特征在于：柔性绳为碳纤维绳。5.根据权利要求4所述的大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置，其特征在于：支撑杆由橡胶材质制成，支撑杆远离筒体的一端为自由端，自由端的端面为向着背向转动环方向倾斜的斜面。6.根据权利要求5所述的大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置，其特征在于：锁定结构包括插销和设置在限位部和转动环上的销孔，控制装置为牵引绳，牵引绳的一端连接在插销上。7.根据权利要求6所述的大跨径连续刚构...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长春，彭翔，左晴雯，杨龙江，邓浩宇，阴杰，屠定院，
申请(专利权)人：中铁八局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：