[发明专利]混凝土梁预应力筋拉力测试装置及方法

说明书

本发明提供一种混凝土梁预应力筋拉力测试装置及方法，包括：磁通量传感器，包括中心设有通孔的筒状壳体以及设置于所述壳体内侧壁和外侧壁之间的测试线圈和磁激励线圈，所述测试线圈缠绕所述壳体的内侧壁设置，所述磁激励线圈绕设于所述测试线圈的外侧；测试仪，通过数据线电连接于所述测试线圈以及所述磁激励线圈。使用该测试装置及方法对混凝土梁的预应力筋进行拉力测试时，受外部环境因素干扰较小，能够体现预应力筋的整体应力水平，能够反映预应力筋的真实拉力。该测试装置不受混凝土梁结构形式和截面变化的影响，适用于任意跨度桥梁直线段预应力筋的拉力测试。测试装置现场安装方便，操作简单，测试精度较高，数据采集方便，工作效率高。

技术领域

本发明涉及混凝土梁预应力筋拉力测试技术领域，特别是涉及一种混凝土梁预应力筋拉力测试装置及方法。

背景技术

预应力混凝土梁在施工阶段和静载试验过程中，有时需要对预应力筋的拉力进行测量，测量数据的准确性直接关系到混凝土梁受力状态的计算及评定，因此有效而准确的预应力筋拉力测试显得尤为重要。预应力混凝土梁的纵向预应力筋一般采用由标准型钢绞线编制而成的预应力束，单根标准型钢绞线是由6根钢丝围绕1根中心钢丝捻制而成，外侧钢丝都是按螺旋形缠绕方式布置。

相关测试技术中，一般采用在钢丝表面粘贴电阻应变片法、振动频率测试法、锚固端压力传感器测试法、固定标距测伸长量法以及光纤光栅式应变计法等。采用在钢丝表面粘贴电阻应变片的方法时，电阻应变片采用胶与钢丝粘结在一起，其防水性、绝缘性和耐久性都较差。电阻应变片受温度和湿度影响较大，不宜保护，不能长期使用。而且测试的应变值只是一根钢丝螺旋方向的应变，不是钢绞线直线方向的应变，也不是钢绞线束的平均应变，测试误差大且量程小。采用振动频率法测试时，将振动传感器缠绕在预应力筋的外侧，适用于悬空较长的体外预应力筋，不适用于体内预应力筋。对于悬空较短的体外预应力筋而言，其振动频率较高，测试误差较大。采用锚固端压力传感器测试时，将穿心式压力传感器安装在锚垫板和工作锚具之间，只能测试锚穴位置预应力筋的拉力，无法获得预应力筋跨中位置的拉力。采用固定标距测伸长量法时，该方法只适用于体外预应力筋，在体外预应力筋直线段选取固定长度做标记，用板尺、卷尺或引伸计测量固定长度的伸长量，再换算为拉力。采用光纤光栅式应变计法时，先将单根钢绞线的边丝打散，取出中心丝，在中心丝上设置倾斜凹槽，将光纤光栅用胶粘剂粘贴于倾斜凹槽内，再将边丝与中心丝捻制成型，并进行端部封装保护。带有光纤光栅传感器的钢绞线需要由厂家专门定制，费用高、周期长。因此，对预应力筋的拉力进行测量时，存在着测试精度较低、误差较大、费用高、周期长等问题，同时也难以体现预应力筋的整体应力水平，难以反映预应力筋的真实拉力。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的问题。为此，本发明提出一种混凝土梁预应力筋拉力测试装置。预应力筋为磁性材料，在外部荷载作用下，内部应力会发生改变，磁导率也随之发生变化。测试装置包括磁通量传感器，通过预应力筋的磁导率变化来反映内部应力变化，进而间接测出预应力筋的拉力。该测试装置，精确度高，受外部环境因素干扰较小，能够体现预应力筋的整体应力水平，能够反映预应力筋的真实拉力。

与此同时，本发明还提供了一种混凝土梁预应力筋拉力测试方法。

根据本发明第一方面实施例提供的混凝土梁预应力筋拉力测试装置，包括：

磁通量传感器，包括中心设有通孔的筒状壳体以及设置于所述壳体内侧壁和外侧壁之间的测试线圈和磁激励线圈，所述测试线圈缠绕所述壳体的内侧壁设置，所述磁激励线圈绕设于所述测试线圈的外侧；

测试仪，通过数据线电连接于所述测试线圈以及所述磁激励线圈。

根据本发明的一个实施例，所述通孔内设置有对中刚性支撑，所述对中刚性支撑的中心设置有穿孔，所述穿孔用于放置预应力筋。

根据本发明的一个实施例，所述通孔的直径与预应力筋直径的差值为2-6cm。

根据本发明第二方面实施例提供的混凝土梁预应力筋拉力测试方法，包括以下步骤：