[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

说明书

本发明公开了一种位于千斤顶前端测试锚下预应力的系统及方法，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；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，本发明能够解决现有反拉法测试时，夹片没有进行限制，导致超张拉，以至于出现钢绞线损坏和现场事故的技术问题。

技术领域

本发明涉及土木工程质量安全检测技术领域，具体地，涉及一种位移传感器和力传感器位于千斤顶前端测试锚下有效预应力的系统及方法。

背景技术

预应力混凝土结构中预应力的大小是影响结构服役期内正常使用性能的主要指标，目前国内外普遍采用的检测方法大体分为两类：间接检测和直接检测。间接检测技术主要有：声发射技术，电磁效应检测技法，超声波检测法，动力检测法以及锚端预应力测试技术，其测试精度相对较低。直接检测技术主要有：预应力筋直接检测技术，应力释放法以及反拉法。其中，预应力筋直接检测技术、应力释放法由于需要预埋传感器，从而限制了其应用范围，反拉法则是目前最常用最可靠的检测技术。

反拉法的种类有很多，大致可分为整束张拉和单根张拉。其中，整束张拉是对锚头的各根钢绞线同时张拉从而测定整个锚头的有效预应力，单根张拉则是分别对每一根钢绞线进行张拉，其测试预应力之和即为锚具的有效预应力。无论哪种方法，一般均需同时测试反拉力和钢绞线伸长量，并进行拟合绘制出F-S预应力曲线，如图3所示。

反拉法检测开始时，反拉力慢慢增大，各个部件设备间空隙进一步被排除，此阶段反拉力增加较小，而位移迅速增加，在F-S预应力曲线上斜率较小，如图1中的OA段；OA段结束，各个部件间空隙全部被压紧，此阶段随着反拉力增加，位移增量为工作段钢绞线的弹性变形，曲线的斜率趋于稳定，如图1中的AB段；AB段末端，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，此时，预应力体系将进行一个调整，如图1中的BC段，此阶段夹片与锚具之间的摩擦消失，夹片将随着钢绞线向外移动，直至被限位板(筒)限制住；当夹片松动后，反拉力继续增大，此时位移增量为工作段钢绞线和锚下锚索弹性变形之和，显然此时单位反拉力带来的位移量大得多，在F-S预应力曲线上斜率减小，如图1中的CD段。

使用反拉法测试有效预应力其测试结果直观易懂，且精确度较高，如图1中的BC段，当考虑摩擦力时，可取C点对应力值，当不考虑摩擦力时，可取B点对应力值。

然而，反拉法的最大的问题在于反拉法测试时，如果控制不严会造成锚具极限承载力的损失，其原因在于，在2次张拉时，夹片会随着钢绞线的位移而产生与锥口间的相对位移。此时，由于夹片、锥口产生的塑性变形，以及夹片在位移过程中不可避免地产生转动，从而在放张时夹片无法完全回缩到原来的位置。该位置的差异越大，该钢绞线(及锚固)的极限张力一般也就越低，对结构极限承载力判断的不利影响也就越大。

现有的反张拉检测一方面对夹片没有采取特殊的限制，仍然采用的限位板或限位筒，另一方面不能在夹片松动的瞬间停止张拉，F-S预应力曲线中的拐点不明确，无法准确绘制完整的F-S曲线图，即检测将失效。当钢绞线伸长量较大时，很难保证回缩量在1mm之内，从而对预应力体系产生十分不利的影响。

发明内容

本发明提供了一种位于千斤顶前端测试锚下预应力的系统及方法，以解决现有反拉法测试时，夹片没有进行限制，导致超张拉，以至于出现钢绞线损坏和现场事故的技术问题。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种位于千斤顶前端测试锚下预应力的系统，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；