[发明专利]一种位于千斤顶前端测试锚下预应力的系统及方法

权利要求书

1.一种位于千斤顶前端测试锚下预应力的系统，其特征在于，所述系统包括：

锚具、位移传感器、力传感器、张拉千斤顶、钢绞线、油泵、测试主机、限位装置、夹片；

钢绞线一端与张拉千斤顶固定连接，钢绞线另一端通过夹片与锚具固定连接，沿锚具至张拉千斤顶方向依次为：夹片、限位装置；夹片套设在钢绞线上，夹片与钢绞线置于锚具孔内；限位装置一端与锚具相接，另一端与张拉千斤顶相接；位移传感器和力传感器安装在限位装置上；位移传感器和力传感器均与测试主机连接，测试主机与油泵连接，油泵与张拉千斤顶连接；系统进行测试时，位移传感器实时读取夹片位移量，利用力传感器实时检测张拉力值；通过测试主机控制张拉千斤顶的工作启停状态；测试主机基于实时检测的位移量与张拉力值绘制测试曲线图；当位移量达到设定值时，测试主机控制油泵停止工作，张拉千斤顶停止张拉。

2.根据权利要求1所述的位于千斤顶前端测试锚下预应力的系统，其特征在于，限位装置为中空结构，钢绞线从限位装置的两内部穿过。

3.根据权利要求1所述的位于千斤顶前端测试锚下预应力的系统，其特征在于，通过测试主机控制油泵的油压，通过控制油泵启停控制张拉千斤顶的工作启停状态。

4.一种位于千斤顶前端测试锚下预应力的方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1-3中任意一个所述的位于千斤顶前端测试锚下预应力的系统，所述方法包括：

准备阶段：将限位装置、张拉千斤顶依次穿过钢绞线，连接油泵，连接测试主机，确保各部分通讯连接良好，开始反拉测试；

预紧阶段：随着张拉进行，反拉力逐渐增大，各个部件间空隙进一步被排除，钢绞线逐渐拉紧，当力传感器读数达到设定值，此时位移传感器有一个初始位移值，该位移值即为夹片与锚具的相对位置，记录为相对位移零点；

张拉阶段：反拉力继续增大，当反拉力达到平衡锚下有效预应力与静摩擦力之和，反拉力持续作用，完成克服摩擦力，反拉力继续增大，夹片与锚具之间的摩擦消失，夹片将随着钢绞线向外移动，直到位移传感器位移值达到设定值，测试主机控制油泵自动停止工作，张拉千斤顶不再张拉，夹片也不再向外移动；

退顶阶段：通过测试主机控制油泵启停张拉千斤顶工作，使千斤顶退回到初始位置，取下千斤顶、限位装置。

5.根据权利要求4所述的位于千斤顶前端测试锚下预应力的方法，其特征在于，所述方法还包括：整个测试过程中，测试主机记录位移传感器与力传感器的数据，并绘制成曲线图。

6.根据权利要求4所述的位于千斤顶前端测试锚下预应力的方法，其特征在于，采用位移传感器实时检测夹片位移量；通过设置位移传感器的位置，使得张拉系统在为预紧阶段结束之前位移量始终为零，进入张拉阶段之后位移传感器开始计数。

7.根据权利要求4所述的位于千斤顶前端测试锚下预应力的方法，其特征在于，当油泵停止工作后，张拉千斤顶停止张拉，压力达到稳定状态后，通过力传感器进行读数；压力稳定后，锚具内外钢绞线张拉力平衡，此时力传感器读数大小作为钢绞线原有预应力。

8.根据权利要求4所述的位于千斤顶前端测试锚下预应力的方法，其特征在于，钢绞线的原有效预应力则由下式计算：

F＝F₀-ΔF

其中，F₀为压力稳定状态后的力传感器读数值，ΔF为张力修正值：

其中，ΔL为夹片位移量；κ为夹片解除咬合时的位移量；L为张拉端至锚固端之间的距离；A为钢绞线的公称截面积；E_s为预应力钢绞线的弹性模量。