一種后張法預應力損失試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種后張法預應力損失試驗裝置，包括預應力砼結構，及埋設在預應力砼結構內(nèi)部的預應力鋼束，所述預應力鋼束一端設置有主動張拉端，預應力鋼束另一端設置有被動張拉端；所述的主動張拉端從下往上依次同軸的設置有第一螺旋筋、第一喇叭管、第一環(huán)形壓力傳感器、第一錨環(huán)、第二環(huán)形壓力傳感器、千斤頂及工具錨，所述的第一螺旋筋與第一喇叭管預埋于預應力砼結構的表面，被動張拉端從下往上依次同軸的設置有第二螺旋筋、第二喇叭管、第三環(huán)形壓力傳感器及第二錨環(huán)，所述的第二螺旋筋與第二喇叭管預埋于預應力砼結構的表面。本實用新型能夠正確的把握工程實際中出現(xiàn)的預應力損失，減小對結構安全與壽命的影響，結構簡單，造價低廉。
【專利說明】一種后張法預應力損失試驗裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種試驗裝置，更具體地說，涉及一種后張法預應力損失試驗裝置。

【背景技術】
[0002]根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTJD62 — 2004)引起預應力損失的六大原因是σ u預應力鋼筋與管道壁之間的摩擦；σ 12錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮；σ 13預應力鋼筋與臺座之間的溫差；σ 14混凝土的彈性壓縮；σ 15預應力鋼筋的應力松弛；σ 16混凝土的收縮和徐變。同時規(guī)范中還提出“尚應考慮預應力鋼筋與錨圈口之間的摩擦，臺座的彈性變形等因素引起的預應力損失”。后張法的第一批預應力損失即:張拉時的預應力損失，為σ n+o 12+σ 14，由于彈性壓縮在設計時已給予考慮，故一般不在試驗中予以考慮。同時考慮到預應力鋼筋與錨圈口之間的摩擦，故對后張法預應力構件在正式張拉前進行孔道摩阻系數(shù)、錨圈摩阻損失、錨具回縮值試驗是十分有必要的。
[0003]雖然現(xiàn)行設計規(guī)范對后張法預應力的第一批預應力損失進行了一定的考慮并給出了一些建議的取值范圍，但目前主要仍停留在依靠經(jīng)驗取定參數(shù)的階段，并未針對工程實際張拉噸位，孔道半徑，張拉工藝進行考慮，致使實際施工中的預應力損失大于設計計算的預應力損失，影響結構的安全與壽命。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術問題在于，提供一種測量結果準確，并且減小對結構安全與壽命的影響的后張法預應力損失試驗裝置。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種后張法預應力損失試驗裝置，包括預應力砼結構，及埋設在預應力砼結構內(nèi)部的預應力鋼束，所述預應力鋼束一端設置有主動張拉端，預應力鋼束另一端設置有被動張拉端；所述的主動張拉端從下往上依次同軸的設置有第一螺旋筋、第一喇叭管、第一環(huán)形壓力傳感器、第一錨環(huán)、第二環(huán)形壓力傳感器、千斤頂及工具錨，所述的第一螺旋筋與第一喇叭管預埋于預應力砼結構的表面，被動張拉端從下往上依次同軸的設置有第二螺旋筋、第二喇叭管、第三環(huán)形壓力傳感器及第二錨環(huán)，所述的第二螺旋筋與第二喇叭管預埋于預應力砼結構的表面。
[0006]按上述方案，所述的第一環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不大于第一喇叭管的端面直徑，第一環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不小于第一錨環(huán)的端面直徑。
[0007]按上述方案，所述的第三環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不大于第二喇叭管的端面直徑，第三環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不小于第二錨環(huán)的端面直徑。
[0008]按上述方案，其特征在于，所述的第二環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不大于千斤頂?shù)亩嗣嬷睆?，第二環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不大于第一錨環(huán)的端面直徑。
[0009]實施本實用新型的一種后張法預應力損失試驗裝置，具有以下有益效果:
[0010]1、利用一般預應力張拉設備，構造較為簡單，采用環(huán)形壓力傳感器量測張拉力的施加，量測結果準確可靠。
[0011]2、能準確量測出后張法預應力損失中的三項重要參數(shù)，為施工提供可靠依據(jù)，可進一步計算預應力鋼束的理論伸長值，做到預應力張拉伸長值與張拉力的雙控。
[0012]3、可以檢驗設計時按照規(guī)范和經(jīng)驗所取的計算參數(shù)是否準確，防止設計時未考慮足夠的的預應力損失，避免影響結構的壽命與安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0014]圖1是本實用新型一種后張法預應力損失試驗裝置的結構示意圖；
[0015]圖中:1、主動張拉端，101、第一螺旋筋，102、第一喇叭管，103、第一環(huán)形壓力傳感器，104、第一錨環(huán)，105、第二環(huán)形壓力傳感器，106、千斤頂，107、工具錨，2、被動張拉端，
201、第二螺旋筋，202、第二喇叭管，203、第三環(huán)形壓力傳感器，204、第二錨環(huán)，3、預應力鋼束，4、預應力砼結構。

【具體實施方式】
[0016]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0017]如圖1所示，在本實用新型的一種后張法預應力損失試驗裝置的實施例中，包括預應力砼結構4，及埋設在預應力砼結構4內(nèi)部的預應力鋼束3，預應力鋼束3 —端設置有主動張拉端1，預應力鋼束3另外設置有被動張拉端2 ;主動張拉端I從下往上依次同軸的設置有第一螺旋筋101、第一喇叭管102、第一環(huán)形壓力傳感器103、第一錨環(huán)104、第二環(huán)形壓力傳感器105、千斤頂106及工具錨107，第一螺旋筋101與第一喇叭管102預埋于預應力砼結構4的表面，被動張拉端2從下往上依次同軸的設置有第二螺旋筋201、第二喇叭管
202、第三環(huán)形壓力傳感器203及第二錨環(huán)204，第二螺旋筋201與第二喇叭管202預埋于預應力砼結構4的表面。
[0018]第一環(huán)形壓力傳感器103的端面直徑不大于第一喇叭管102的端面直徑，第一環(huán)形壓力傳感器102的端面直徑不小于第一錨環(huán)103的端面直徑；第三環(huán)形壓力傳感器202的端面直徑不大于第二喇叭管202的端面直徑，第三環(huán)形壓力傳感器202的端面直徑不小于第二錨環(huán)204的端面直徑。
[0019]第二環(huán)形壓力傳感器105的端面直徑不大于千斤頂106的端面直徑，第二環(huán)形壓力傳感器105的端面直徑不大于第一錨環(huán)104的端面直徑。
[0020]由于第一環(huán)形壓力傳感器103的端面直徑小于等于第一墊板101的端面直徑，大于第一錨環(huán)104的端面直徑，可以保證張拉時第一環(huán)形壓力傳感器103能夠準確測量出第一錨環(huán)104傳遞給主動張拉端I的第一喇叭管102上的作用力的數(shù)值大小，且不至于頂壓到預應力砼結構4的梁體上致其損壞；由于第三環(huán)形壓力傳感器203的端面直徑小于等于第二喇叭管202的端面直徑，大于第二錨環(huán)204的端面直徑，可以保證張拉時第三環(huán)形壓力傳感器203能夠準確測量出第二錨環(huán)204傳遞給被動張拉端2的第三喇叭管202上作用力的數(shù)值大小，且不至于頂壓到預應力砼結構4的梁體上致其損壞。
[0021]由于第二環(huán)形壓力傳感器105的端面直徑小于等于千斤頂106的端面直徑，也小于等于第一錨環(huán)104的端面直徑，可以保證張拉時第二環(huán)形壓力傳感器105能夠準確測量千斤頂106直接傳遞給主動張拉端I的第一錨環(huán)104上的作用力的數(shù)值大小，同時能夠測量第一錨環(huán)104在錨固前后的壓力差值。
[0022]工作原理如下:
[0023]第二環(huán)形壓力傳感器105靠近千斤頂106，用于測量千斤頂106在張拉時所施加的張拉力，即張拉控制力；第一環(huán)形壓力傳感器103位于主動張拉端I靠近預應力砼結構4的上表面，用于測量主動張拉端I預應力筋受到的張拉力，即主動端實際的施加力；第二環(huán)形壓力傳感器202位于被動張拉端2靠近預應力砼結構4的上表面，用于量測被動端預應力筋受到的張拉力，即被動端實際的施加力。另外通過第一環(huán)形壓力傳感器102及第三環(huán)形壓力傳感器202在預應力筋錨固前后進行量測，即可得到預應力筋錨固前后張拉力的大小，換算得到錨固回縮值引起的預應力損失。
[0024]測試時注意各個環(huán)形壓力傳感器與前后測試部件之間內(nèi)外徑的要求，并保證各部件的中心線同軸。
[0025]測試方法:
[0026]測試采用一端主動張拉，另一端被動張拉的方法進行。張拉采用三級分級張拉，減小預應力筋非彈性變形引起的測試誤差；第一級張拉取10% -20%的張拉控制力，作為張拉初應力，減小預應力鋼束3的非彈性變形影響；第二級為中間控制應力，一般取50%張拉控制應力；第三級取100%張拉控制應力；分級張拉后進行錨固。讀取每一級荷載施加后及錨固前后三個環(huán)向壓力傳感器的讀數(shù)。第一環(huán)形壓力傳感器103與第三環(huán)形壓力傳感器203讀數(shù)的差值即為孔道摩阻總損失；第二環(huán)形壓力傳感器105與第一環(huán)形壓力傳感器103的讀數(shù)的差值即為預應力的錨環(huán)摩阻損失；第一環(huán)形壓力傳感器103和第三環(huán)形壓力傳感器203在錨固前后讀數(shù)的變化，均可用于分析鋼絞線回縮引起的預應力損失。
[0027]具體步驟如下:
[0028]S1、按照附圖所示連接好各部件，注意第一環(huán)形壓力傳感器103的端面直徑小于等于第一喇叭管102的端面直徑，同時大于等于第一錨環(huán)104的端面直徑，第三環(huán)形壓力傳感器203的端面直徑大于等于第二喇叭管202的端面直徑，同時大于等于第二錨環(huán)204的端面直徑；第二環(huán)形壓力傳感器105的端面直徑小于等于千斤頂106的端面直徑，同時小于等于第一錨環(huán)104的端面直徑；并保證預應力鋼束3表面與各部件之間的間隙配合。
[0029]S2、千斤頂106張拉預應力鋼束3至第一級張拉力即初拉力，持荷5min,讀第一環(huán)形壓力傳感器103、第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器203的讀數(shù)N1、N2、N3，記錄于表I。注意持荷時嚴格保持荷載的施加，以免荷載降低，出現(xiàn)預應力筋回縮，錨環(huán)錨固的現(xiàn)象。
[0030]S3、依次張拉至第二級、第三級張拉力，重復步驟S2。分級張拉至第二級張拉控制力時，在表I中分別記錄環(huán)第一環(huán)形壓力傳感器103、第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器203的讀數(shù)N4、N5、N6 ;分級張拉至第三級張拉控制力時，在表I中分別記錄第一環(huán)形壓力傳感器103、第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器203的讀數(shù)N7、N8、N9。
[0031]S4、卸載，在表I中記錄記錄第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器203在預應力鋼束3錨固前后的讀數(shù)。第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器203在錨固前的讀數(shù)即分級張拉至100%張拉控制力時的讀數(shù)N7和N9 ;錨固后的讀數(shù)分別為NlO和 Nll0
[0032]S5、進行數(shù)據(jù)處理，修正預應力鋼束3從剛開始受力到設計控制力時，各壓力傳感器讀數(shù)。預應力鋼束3從剛開始受力到設計控制力，整個張拉過程的壓力應該為:100%張拉控制力-0%張拉控制力。但由于后張法預應力張拉時無法明確確定預應力鋼束3開始受力的起點，故采用利用第一級和第二級張拉控制力的方法對0%進行估計。第一環(huán)形壓力傳感器103、第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器203壓力修正后的讀數(shù)用Ml、M2、M3表示。
[0033]S6、計算得出后張法預應力的三項預應力損失率?？椎滥ψ枰鸬念A應力損失=(M1-M3)/M1 ;錨環(huán)摩阻引起的預應力損失=(M1-M2)/M1 ;錨具回縮引起的預應力損失=(N7-N10)/N7 與(N9-NllVN9 的平均值。
[0034]表I測試記錄及計算
[0035]
,,_ 第一環(huán)形壓力傳第二環(huán)形壓力傳第三環(huán)形壓力傳張柃階段
__感器 103/KN 感器 105/KN 感器 203/KN
第一級(初拉力) NI__N2__N3_
第二級__N4__N5__N6_
第三級(錨固前) N7__N8__N9_
錨固后__NlO__/__Nll_
壓力修正Ml_ M2_ M3_
[0036]本實用新型的具體實施例如下:
[0037]S1、按照附圖所示連接好各部件，注意第一環(huán)形壓力傳感器103的端面直徑小于等于第一喇叭管102的端面直徑，同時大于等于第一錨環(huán)104的端面直徑，第三環(huán)形壓力傳感器203的端面直徑小于等于第二喇叭管202的端面直徑，同時大于等于第二錨環(huán)204的端面直徑；第二環(huán)形壓力傳感器105的端面直徑小于等于千斤頂106的端面直徑，同時小于等于第一錨環(huán)103的端面直徑；并保證預應力鋼束3表面與各部件之間的間隙配合。
[0038]S2、千斤頂106張拉預應力鋼束3至I第一級張拉力即10%張拉控制力，持荷5min，讀取第一環(huán)形壓力傳感器103、第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器203的讀數(shù) NI = 552KN、N2 = 421KN、N3 = 338KN,
[0039]S3、依次張拉至第二級即50%張拉控制力、第三極張拉力即100%控制張拉控制力，重復步驟S2。分級張拉至第二級張拉力時，第一環(huán)形壓力傳感器103、第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器203的讀數(shù)為N4 = 1200KN、N5 = 936KN、N6 = 709KN ;分級張拉至第三極張拉力時，第一環(huán)形壓力傳感器103、第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器 203 的讀數(shù)為 N7 = 2548KN、N8 = 2120KN、N9 = 1432KN。
[0040]S4、卸載，第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器203在錨固前的讀數(shù)為分級張拉至第三極張拉力時的讀數(shù)N7和N9 ;錨固后的讀數(shù)分別為NlO = 1987KN和Nll =1128KN。
[0041]S5、進行數(shù)據(jù)處理，修正預應力鋼束3從剛開始受力到設計控制力時，各壓力傳感器讀數(shù)。以第二環(huán)形壓力傳感器105為例，0%時第二環(huán)形壓力傳感器105的讀數(shù)應該為:Nl-10% X (Ν4-Ν1)/(50% -10% )。故壓力修正公式為:N7+(N4-N1)/4-N1 = 2158謂。第一環(huán)形壓力傳感器103、第二環(huán)形壓力傳感器105及第三環(huán)形壓力傳感器203壓力修正后的讀數(shù)用Ml、M2、M3表示。
[0042]S6、計算得出后張法預應力的三項預應力損失率。
[0043]孔道摩阻引起的預應力損失=(M1-M3)/M1 = 35% ；
[0044]錨環(huán)摩阻引起的預應力損失=(M1-M2)/M1 = 15% ；
[0045]錨具回縮引起的預應力損失=[(Ν7-Ν10)/Ν7+(Ν9-Ν11)/Ν9]/2= 22%。
[0046]測試記錄及計算實例見表2。
[0047]表2測試記錄及計算實例
[0048]
I第一環(huán)形壓力傳I第二環(huán)形壓力傳第三壓力環(huán)形傳張拉階段 4@@__感器 103/KN 感器 105/KN 感器 203/KN
_第一級__552__421__338
_第二級__1200__936__709
第三極(錨固前)__2548__2120__1432
_錨固后__1987__/__1128
壓力修正 _2158 _1828__1187
_孔道摩阻引起的預應力損失/%__35_鋪環(huán)摩阻引起的預應力損失/%__15_錨具回縮引起的預應力損失/%__22
[0049]上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【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實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種后張法預應力損失試驗裝置，包括預應力砼結構，及埋設在預應力砼結構內(nèi)部的預應力鋼束，其特征在于，所述預應力鋼束一端設置有主動張拉端，預應力鋼束另一端設置有被動張拉端；所述的主動張拉端從下往上依次同軸的設置有第一螺旋筋、第一喇叭管、第一環(huán)形壓力傳感器、第一錨環(huán)、第二環(huán)形壓力傳感器、千斤頂及工具錨，所述的第一螺旋筋與第一喇叭管預埋于預應力砼結構的表面，被動張拉端從下往上依次同軸的設置有第二螺旋筋、第二喇叭管、第三環(huán)形壓力傳感器及第二錨環(huán)，所述的第二螺旋筋與第二喇叭管預埋于預應力砼結構的表面。
2.根據(jù)權利要求1所述的后張法預應力損失試驗裝置，其特征在于，所述的第一環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不大于第一喇叭管的端面直徑，第一環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不小于第一錨環(huán)的端面直徑。
3.根據(jù)權利要求1所述的后張法預應力損失試驗裝置，其特征在于，所述的第三環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不大于第二喇叭管的端面直徑，第三環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不小于第二錨環(huán)的端面直徑。
4.根據(jù)權利要求1所述的后張法預應力損失試驗裝置，其特征在于，所述的第二環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不大于千斤頂?shù)亩嗣嬷睆?，第二環(huán)形壓力傳感器的端面直徑不大于第一錨環(huán)的端面直徑。
【文檔編號】G01L5/00GK203965083SQ201420384287
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權日:2014年7月11日
【發(fā)明者】羅佳意, 張謝東 申請人:武漢理工大學