专利名称：一种预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置。
背景技术：
目前，在桥梁或大跨度建筑结构预应力施工过程中，预应力施工一般按照设计规 范要求，采取双控措施，而实际施工过程中由于各种因素影响，预应力设计和施工过程中， 不同结构和不同施工方法，具体桥梁预应力损失很难仅根据计算进行估计，所以，难以实现 真正意义上的“双控”目标。对于重要的桥梁结构来说，一般是通过现场预应力孔道摩阻试 验来确定预应力摩阻损失的大小。传统的预应力孔道摩阻试验采用类似与一般的预应力张拉工艺，试验装置中张拉 力采用油压表由人工读数，精度很低，试验过程中分级加载和人工读取油压表压力数均会 产生很大的误差。随着新结构、新方法的应用，桥梁结构的跨度越来越大，施工控制要求越 来越高，预应力孔道摩阻试验方法为采用负荷传感器，虽可提高试验的精度，但需配用的夹 具及负荷传感器规格多、尺寸要求高，且装拆费时、操作难度大等。可见，现有的预应力孔道 摩阻试验的方法及装置已经不能满足既实用简便，又不能达到精度要求。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有测试技术的缺点，提供一种实现现场实时同步连 续采集大数据量的高精度预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置。本实用新型采用张拉千斤顶安装油压传感器与旋转编码式位移计，连接2000标 准负荷仪，由计算机系统程序自动采集数据和绘图；实现了不需要分级一次加载同步采集 数据的试验方法，大大提高现场试验效率。本实用新型的目的通过下述方案实现—种预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置，包括主动端千斤顶、被动端千 斤顶、第一油泵、第二油泵、第一应变式油压传感器、第二应变式油压传感器、第一旋转编码 式位移计、第二旋转编码式位移计、第一 2000标准负荷测量仪、第二 2000标准负荷测量仪、 第三2000标准负荷测量仪、第四2000标准负荷测量仪、计算机、第一工作锚板、第二工作锚 板、第一工具锚板和第二工具锚板；钢绞线穿过桥梁预应力孔道两端第一喇叭口和第二喇 叭口，一端穿过工作锚板和主动端千斤顶由第一工具锚板固定，另一端穿过第二工作锚板 和被动端千斤顶由第二工具锚板固定；第一应变式油压传感器与主动端千斤顶油咀连接， 第二应变式油压传感器与被动端千斤顶油咀连接；第一旋转编码式位移计的本体固定在主 动端千斤顶上，第一旋转编码式位移计的拉线端固定在主动端千斤顶油缸端部，第二旋转 编码式位移计的本体固定在被动端千斤顶上，第二旋转编码式位移计的拉线端固定在被动 端千斤顶油缸端部；第一油泵与主动端千斤顶相连，第二油泵与被动端千斤顶相连；第一 2000标准负荷测量仪与第一应变式油压传感器相连，第二 2000标准负荷测量仪与第一旋 转编码式位移计相连，第三2000标准负荷测量仪与第二旋转编码式位移计连接，第四2000标准负荷测量仪与第二应变式油压传感器连接 ’第一 2000标准负荷测量仪、第二 2000标准负荷测量仪、第三2000标准负荷测量仪和第四2000标准负荷测量仪连接计算机。为进一步实现本实用新型的目的，所述的第一工作锚板、主动端千斤顶和第一工 具锚板对孔居中。所述的第二工作锚板、被动端千斤顶和第二工具锚板对孔居中。所述的主动端千斤顶和被动端千斤顶为预应力张拉穿心式千斤顶。所述的第一应变式油压传感器、第二应变式油压传感器为四芯线连接压力应变电 阻式传感器。本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果1、本实用新型进行预应力孔道摩阻试验时，可以保证同一孔道预应力筋在均勻连 续加载下，实现同步实时自动地采集数据，与现有测试技术比较，有高的试验测试准确度；2、本实用新型进行预应力孔道摩阻试验时，用应变式油压传感器与2000标准负 荷测量仪，具有同步数字比率型，电量平衡式新型模数转换技术，提供超高分辨率和高测量 准确度，以提高测量精度；3、本实用新型发明具有精度高、应用广、操作简便，可实现实时、自动、远距离监测 和数据采集，对视野短窄、非安全环境下测量的场合特为合适。

图1为本实用型预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置示意图；图中示出主动端千斤顶1、被动端千斤顶2、第一油泵3-1、第二油泵3-2、第一应 变式油压传感器4-1、第二应变式油压传感器4-2、第一旋转编码式位移计5-1、第二旋转编 码式位移计5-2、第一 2000标准负荷测量仪6-1、第二 2000标准负荷测量仪6_2、第三2000 标准负荷测量仪6-3、第四2000标准负荷测量仪6-4、计算机7、第一工作锚板8_1、第二工 作锚板8-2、第一工具锚板9-1、第二工具锚板9-2、钢绞线束10、第一工具夹片11-1、第二 工具夹片11-2、第一孔道喇叭口垫座12-1、第二孔道喇叭口垫座12-2、孔道13、桥梁结构体 14。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明，但是本实用新型要求保护的范围并 不局限于实施方式表述的范围。如附图1所示，一种预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置包括主动端千 斤顶1、被动端千斤顶2、第一油泵3-1、第二油泵3-2、第一应变式油压传感器4-1、第二应变 式油压传感器4-2、第一旋转编码式位移计5-1、第二旋转编码式位移计5-2、第一 2000标准 负荷测量仪6-1、第二 2000标准负荷测量仪6-2、第三2000标准负荷测量仪6_3、第四2000 标准负荷测量仪6-4、计算机7、第一工作锚板8-1、第二工作锚板8-2、第一工具锚板9-1、第 二工具锚板9-2、钢绞线束10、第一工具夹片11-1和第二工具夹片11-2 ；钢绞线束10穿过 浇注在桥梁结构体14的第一孔道喇叭口垫座12-1、孔道13和第二孔道喇叭口垫座12-2， 其中钢绞线束10的一端依次穿过第一工作锚板8-1、主动端千斤顶1由第一工具锚板9-1 和第一工具夹片11-1固装，钢绞线束10的另一端依次穿过第二工作锚板8-2、被动端千斤顶2由第二工具锚板9-2和第二工具夹片11-2固装；第一应变式油压传感器4-1安装在主 动端千斤顶1的进油管油咀处、第一油泵3-1的油管连接主动端千斤顶1，第二应变式油压 传感器4-2安装在被动端千斤顶2的进油管油咀处、第二油泵3-2油管连接被动端千斤顶 2 ；第一旋转编码式位移计5-1的拉线端安装在主动端千斤顶1油缸端顶部，其本体固定在 主动端千斤顶1外圆体上；第二旋转编码式位移计5-2的拉线端安装在被动端千斤顶2油 缸端顶部，其本体固定在被动端千斤顶2外圆体上；第一旋转编码式位移计5-1和第二旋 转编码式位移计5-2都是由拉线端、连线和旋转光电码器组成。当拉动拉线端时，连线便可 驱使旋转光电码器转动，实现位移信号光电的转换。其工作时，第一旋转编码式位移计5-1 和第二旋转编码式位移计5-2的拉线端被固定在可移动物上、旋转光电码器固定在不动物 上，即可测量位移变化。第一旋转编码式位移计5-1和第二旋转编码式位移计5-2的本体 上都设有旋转光电码器。第一应变式油压传感器4-1与第一 2000标准负荷测量仪6-1连 接，第二应变式油压传感器4-2与第一 2000标准负荷测量仪6-4连接；第一旋转编码式位 移计5-1与第二 2000标准负荷测量仪6-2连接，第二旋转编码式位移计5-2与第三2000 标准负荷测量仪6-3连接；第一 2000标准负荷测量仪6-1、第二 2000标准负荷测量仪6_2、 第三2000标准负荷测量仪6-3和第四2000标准负荷测量仪6_4分别连接计算机7。本实用新型第一应变式油压传感器4-1安装在主动端千斤顶1的进油管油咀处， 其连线与第一 2000标准负荷测量仪6-1组成主动端千斤顶测力系统；第二应变式油压传感 器4-2安装在被动端千斤顶2的进油管油咀处，其连线与第二 2000标准负荷测量仪6-3组 成被动端千斤顶测力系统；第一旋转编码式位移计5-1与第一 2000标准负荷测量仪6-2组 成测量主动端千斤顶1的油缸伸长量系统；第二旋转编码式位移计5-2与第四2000标准负 荷测量仪6-4组成测量被动端千斤顶2的油缸伸长量系统；各数据线集结传输到计算机7， 即完成实时自动数据采集、储存和绘图功能。主动端千斤顶1和被动端千斤顶2为一般用预应力张拉穿心式千斤顶；第一应变 式油压传感器4-1、第二应变式油压传感器4-2为四芯线连接压力应变电阻式传感器；第一 旋转编码式位移计5-1、第二旋转编码式位移计5-2采用电流型(OPEN-COLLECT)电路，脉冲 数模信号转换器；第一 2000标准负荷测量仪6-1、第二 2000标准负荷测量仪6-2、第三2000 标准负荷测量仪6-3和第四2000标准负荷测量仪6-4是输入电量放大、量化和显示的高精 度仪器，通过USB to RS232双口线连接计算机7。由于千斤顶在张拉过程中作主动张拉与被动张拉的缸内摩擦力不同，其油缸压力 也不同，测量千斤顶的油压力的应变式油压传感器和2000标准负荷测量仪输出的电压信 号也随不同。在预应力摩阻试验前，采用主动端千斤顶与被动端千斤顶串联标定的方法，可 消除因千斤顶油缸内摩擦力不同所产生的偏差。所谓主动端千斤顶和被动端千斤顶串联标 定，就是在同一压力测量装置中将主动端千斤顶和被动端千斤顶上下串联叠加进行“校准” 标定。标定前，主、被动端千斤顶油缸进油，使油缸伸出全程的一半左右；将被动端千斤顶的 进油阀、回油阀全部关紧。标定时，仅对主动端千斤顶送油，即主动端千斤顶为产生“动力” 加载，被动端千斤顶处于被动压承载状况。此时，同时读取压力测量装置力值、主动端千斤 顶测力系统力值和被动端千斤顶系统力值，以压力测量装置力值数“校准”主动端千斤顶和 被动端千斤顶的测力系统力值数。预应力孔道摩阻试验千斤顶就位、锚具的安装与桥梁施工预应力张拉工况类似，为了装拆设备方便，试验安装为主动端千斤顶1伸出油缸前端安装第一工作锚板8-1、千斤顶后端安装工具锚板9-1 ；被动端千斤顶2伸出油缸前端安装第二工作锚板8-2、千斤顶 后端安装工具锚板9-2 ；对应锚板孔位穿装钢绞线束10，且喇叭口、锚板和千斤顶中心线重 合成一轴线；主动端千斤顶1由第一油泵3-1送油、使其油缸伸出4cm，被动端千斤顶2由 第二油泵3-2送油、使其油缸伸出16 18cm并关闭送油和回油阀，同时安装工具夹片11-1 和工具夹片11-2。试验时，各元件、仪器处工作状态，各2000标准负荷测量仪置“零位”。试 验时，仅对主动端千斤顶1送油即主动端单边张拉，张拉力加至按试验要求为止，在“集结” 各数据线的计算机7中测取主动端千斤顶1和被动端千斤顶2的测力系统力值数，其力值 数“差值”，为预应力孔道存在的摩阻力。 如上所述，便可较好地运用本实用新型发明。上述实施例仅为本实用新型的较佳 实施例之一，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变 化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求一种预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置，其特征在于包括主动端千斤顶、被动端千斤顶、第一油泵、第二油泵、第一应变式油压传感器、第二应变式油压传感器、第一旋转编码式位移计、第二旋转编码式位移计、第一2000标准负荷测量仪、第二2000标准负荷测量仪、第三2000标准负荷测量仪、第四2000标准负荷测量仪和计算机；钢绞线束穿过浇注在桥梁结构体的孔道，钢绞线束的一端再依次穿过第一工作锚板、主动端千斤顶由第一工具锚板和第一工具夹片固装，钢绞线束的另一端再依次穿过第二工作锚板、被动端千斤顶由第二工具锚板和第二工具夹片固装；第一应变式油压传感器与主动端千斤顶油咀连接，第二应变式油压传感器与被动端千斤顶油咀连接；第一旋转编码式位移计的本体固定在主动端千斤顶上，第一旋转编码式位移计的拉线端固定在主动端千斤顶油缸端部，第二旋转编码式位移计的本体固定在被动端千斤顶上，第二旋转编码式位移计的拉线端固定在被动端千斤顶油缸端部；第一油泵与主动端千斤顶相连，第二油泵与被动端千斤顶相连；第一2000标准负荷测量仪与第一应变式油压传感器相连，第二2000标准负荷测量仪与第一旋转编码式位移计相连，第三2000标准负荷测量仪与第二旋转编码式位移计连接，第四2000标准负荷测量仪与第二应变式油压传感器连接；第一2000标准负荷测量仪、第二2000标准负荷测量仪、第三2000标准负荷测量仪和第四2000标准负荷测量仪连接计算机。
2.根据权利要求1所述的预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置，其特征在于 所述的第一工作锚板、主动端千斤顶和第一工具锚板对孔居中。
3.根据权利要求1所述的预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置，其特征在于 所述的第二工作锚板、被动端千斤顶和第二工具锚板对孔居中。
4.根据权利要求1所述的预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置，其特征在于 所述的主动端千斤顶和被动端千斤顶为预应力张拉穿心式千斤顶。
5.根据权利要求1所述的预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置，其特征在于 所述的第一应变式油压传感器、第二应变式油压传感器为四芯线连接压力应变电阻式传感
专利摘要本实用新型公开了一种预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置，该装置的第一应变式油压传感器与主动端千斤顶油咀连接，第二应变式油压传感器与被动端千斤顶油咀连接；第一旋转编码式位移计的本体固定在主动端千斤顶上，第一旋转编码式位移计的拉线端固定在主动端千斤顶油缸端部，第二旋转编码式位移计的本体固定在被动端千斤顶上，第二旋转编码式位移计的拉线端固定在被动端千斤顶油缸端部；第一油泵与主动端千斤顶相连，第二油泵与被动端千斤顶相连；本实用新型实现了现场预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集，提高了测量准确度，具有实用广泛、操作简捷、数据实时采集等特点。适用于桥梁预应力孔道摩阻损失试验及其他相关方面的应用。
文档编号G01L1/02GK201615807SQ20102012192
公开日2010年10月27日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者叶劲华, 张汉平, 王涛, 钟穗东 申请人:华南理工大学