本發(fā)明涉及后張法預應力檢測技術領域，具體為一種采用偵測及穩(wěn)定夾片位移量檢測錨下有效預應力的系統(tǒng)及方法。

背景技術：

后張法預應力的大小是直接衡量預應力結構性能的重要指標，目前最常用且可靠性比較高的檢測方法為反拉法。

反拉法的測試也有多種，可大致劃分為整束和單根兩種測試形式。整束張拉是對錨頭的各根鋼絞線同時張拉測定整個錨頭的有效預應力之和，單根張拉是分別對每一根鋼絞線進行張拉，其所測單根預應力的和值為錨下有效預應力值，不論是整束張拉還是單根張拉其標準曲線均可應用反拉法得出并進行擬合繪制出f-s預應力曲線，如圖1。

反拉法檢測過程，基本可分為4個階段，第一階段：反拉力開始后，各個結構之間開始協(xié)調預緊，該階段位移增加較快，力增加較慢，如圖1中的o1段；第二階段：預緊后隨著反拉力增加，外露段鋼絞線開始被拉伸位移增量變緩，如圖1中的12段；第三階段：反拉力達到錨下有效預應力與夾片摩阻和值后，內部鋼絞線自由段開始參與拉伸，此時自由段長度的變化力值會突然減小，如圖1中的23段；第四階段：隨著反拉力的持續(xù)，夾片與鋼絞線同時向外移動，曲線出現明顯的拐點，在f-s預應力曲線上斜率減小，如圖1中的34段。

現有反拉法測試有效預應力精確度較高，如圖1中的23段，當考慮摩擦力時，取3點對應力值，不考慮摩擦力時，取2點對應力值。

目前的反拉法的最大的測試主要為拐點法與限位法，拐點法主要通過力與鋼束的整體位移關系曲線的拐點進行判斷錨下有效預應力值，拐點法主要問題為：由于整束張拉造成的各根鋼絞線的不協(xié)調性，使得有些夾片摩阻較大，有效夾片摩阻較小，對于摩阻較大的夾片，由于無限位機構會產生過沖或者夾片擾動，導致在放張時夾片無法回到原來的位置，對結構承載力的影響也就越大，對于摩阻較小的夾片有時難以出現反拉拐點，給結果判讀帶來了諸多麻煩；限位法的主要問題為：一般當限位點到達時讀取數值，由于在張拉過程中克服夾片摩阻后參與拉伸的鋼絞線自由段長度增加導致夾片會出現回縮，僅僅讀取限位點數值會導致測試結果偏大，綜上所述現有方法存在諸多問題，難以保證檢測精度。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種實用方便、操作簡便、檢測問題少、檢測可靠性高、檢測安全性高、檢測精度高的采用偵測及穩(wěn)定夾片位移量檢測錨下有效預應力的系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現：一種采用偵測及穩(wěn)定夾片位移量檢測錨下有效預應力的系統(tǒng)及方法，它包括檢測系統(tǒng)和檢測方法，所述的檢測系統(tǒng)包括電腦控制中心、測量控制終端、油泵、千斤頂、力傳感器、位移測量工裝、錨頭和鋼絞線，電腦控制中心通過網絡或傳輸線纜與測量控制終端連接的同時也與油泵連接，測量控制終端通過信號線纜分別與力傳感器、位移測量工裝和油泵連接，油泵通過油管與千斤頂的底部連接，千斤頂的頭部上正壓安裝有力傳感器，力傳感器與位移測量工裝裝配，位移測量工裝的頂部正壓有錨頭，位移測量工裝與錨頭之間設置有夾片，鋼絞線依次貫穿錨頭、位移測量工裝、力傳感器、千斤頂設置；所述的位移測量工裝包括工具錨、位移傳感器和位移傳遞機構，位移傳遞機構安裝在工具錨的內部，位移傳感器安裝在工具錨的殼體上并與位移傳遞機構緊密接觸；

所述的檢測方法包括以下實施步驟：

s1、基本檢測系統(tǒng)的安裝：將位移測量工裝、力傳感器、千斤頂依次穿入鋼絞線，使位移傳遞機構與夾片、位移傳感器、力傳感器、千斤頂均緊密接觸，油管將千斤頂和油泵連接；

s2、檢測系統(tǒng)的預緊：打開系統(tǒng)電源，千斤頂在油泵的驅動下開始工作，當力傳感器讀數達到一定數值時，此時位移傳感器對應也有一定的讀數，然后，此時電腦控制中心將該位移量讀數進行置零，以便記錄夾片松動后的位移量；

s3、檢測系統(tǒng)安全參數設置：一般鋼絞線的極限力值為260kn，為了測試人員的安全，一般設置240kn為鋼絞線的安全限值，一旦檢測系統(tǒng)的力值達到此值，檢測系統(tǒng)隨即停止工作，能有效保障操作人員的安全；

s4、檢測系統(tǒng)測試參數設置：只要反拉力f＞fy+fj，夾片就會出現松動，此時夾片會產生位移s，此時，參與拉伸的鋼絞線的長度增加，會導致力值突然減小導致夾片回縮，影響測試結果，為了準確計算fy系統(tǒng)，使位移s穩(wěn)定在一個恒定值；

其中：f：為反拉力，既克服夾片摩阻需要的最大力值；

fy：錨頭下有效預應力值，既穩(wěn)定后的位移s對應的力傳感器的讀數；

fj：夾片與錨頭的摩阻力；

s：檢測系統(tǒng)穩(wěn)定后位移傳感器對應的讀數，單位mm；

s5、檢測系統(tǒng)程序控制以及數據處理工作：電腦控制中心通過內置控制軟件全自動控制油泵的工作狀態(tài)，使得夾片的位移s穩(wěn)定在步驟的設定值，此時力傳感器的顯示力值既為錨下有效預應力fy，記錄下fy的值，至此，錨下有效預應力fy的檢測完成；

s6、檢測系統(tǒng)的關閉：檢測系統(tǒng)測試完成后，若沒有其他測試任務，則將其關閉；若有其他測試任務，則重復s1～s5所述的步驟。

進一步地，所述的位移測量工裝的外壁開設有弧形凹槽，位移傳感器鑲嵌于弧形凹槽內。

進一步地，所述的位移測量工裝的頂部開設有用于容納和限制夾片位置的限位臺階。

進一步地，對于步驟s2，所述的當力傳感器讀數達到一定數值時，一定數值的范圍為5-10kn。

進一步地，對于步驟s4，所述的位移s的恒定值控制范圍為s≤1mm。

進一步地，對于步驟s5，所述的內置控制軟件為專門開發(fā)的用于本檢測系統(tǒng)的專業(yè)軟件，其具備實現檢測系統(tǒng)上述功能的能力。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明旨在提供一種采用偵測及穩(wěn)定夾片位移量檢測錨下有效預應力的系統(tǒng)及方法，具有實用性強，檢測可靠性高，檢測問題少的特點，通過設置偵測夾片位移量的力傳感器，在系統(tǒng)工作過程中能精確測量和控制夾片的位移量，能夠有效的避免夾片的擾動，有效的控制了原有預應力的變化。

2、本發(fā)明所述的一種采用偵測及穩(wěn)定夾片位移量檢測錨下有效預應力的系統(tǒng)及方法具有操作簡便的特點，全自動式工作模式，安轉完成后只需簡單操作控制系統(tǒng)，即可一次性完成張拉測試與退束工作，同時可呈現力與位移和時間關系雙曲線圖(如圖4)，通過圖4可以明顯看出系統(tǒng)可將位移穩(wěn)定在設定的數值，且系統(tǒng)力值輸出也比較穩(wěn)定；同時，無需讀取曲線拐點、對原有預應力不產生影響。

3、本發(fā)明所述的一種采用偵測及穩(wěn)定夾片位移量檢測錨下有效預應力的系統(tǒng)及方法具有檢測安全性高的特點，設置了位移與極限力值雙重保護程序，有效地保障了操作人員安全，同時也保障了預應力結構不受破壞。

4、本發(fā)明所述的一種采用偵測及穩(wěn)定夾片位移量檢測錨下有效預應力的系統(tǒng)及方法還具有檢測精度高、測試范圍大的特點，本發(fā)明中的位移量可通過軟件自主設定，滿足了不同類型結構的測試要求，提高了測試范圍，同時，通過規(guī)避了傳統(tǒng)設備檢測時的諸多不利問題，使得檢測時中間參數的精度進一步提高，最終提高了整體檢測精度。

附圖說明

圖1為錨索反拉f－s曲線；；

圖2為本發(fā)明所述的檢測系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為為本發(fā)明所述的位移測量工裝7的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明的測試結果曲線圖；

圖中：1-工具錨，2-弧形凹槽，3-位移傳感器，4-位移傳遞機構，5-限位臺階,6-力傳感器，7-位移測量工裝，8-錨頭，9-鋼絞線，10-千斤頂，11-油管，12-油泵，13-測量控制終端，14-夾片，15-電腦控制中心。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的描述，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。

如圖2和圖3所示，一種采用偵測及穩(wěn)定夾片位移量檢測錨下有效預應力的系統(tǒng)及方法，它包括檢測系統(tǒng)和檢測方法，所述的檢測系統(tǒng)包括電腦控制中心15、測量控制終端13、油泵12、千斤頂10、力傳感器6、位移測量工裝7、錨頭8和鋼絞線9，電腦控制中心15通過網絡或傳輸線纜與測量控制終端13連接的同時也與油泵12連接，測量控制終端13通過信號線纜分別與力傳感器6、位移測量工裝7和油泵12連接，油泵12通過油管11與千斤頂10的底部連接，千斤頂10的頭部上正壓安裝有力傳感器6，力傳感器6與位移測量工裝7裝配，位移測量工裝7的頂部正壓有錨頭8，位移測量工裝7與錨頭8之間設置有夾片14，鋼絞線9依次貫穿錨頭8、位移測量工裝7、力傳感器6、千斤頂10設置；所述的位移測量工裝7包括工具錨1、位移傳感器3和位移傳遞機構4，位移傳遞機構4安裝在工具錨1的內部，位移傳感器3安裝在工具錨1的殼體上并與位移傳遞機構4緊密接觸；

所述的檢測方法包括以下實施步驟：

s1、基本檢測系統(tǒng)的安裝：將位移測量工裝7、力傳感器6、千斤頂10依次穿入鋼絞線9，使位移傳遞機構4與夾片12、位移傳感器3、力傳感器6、千斤頂10均緊密接觸，油管11將千斤頂10和油泵12連接；

s2、檢測系統(tǒng)的預緊：打開系統(tǒng)電源，千斤頂10在油泵12的驅動下開始工作，當力傳感器6讀數達到一定數值時，此時位移傳感器3對應也有一定的讀數，然后，此時電腦控制中心15將該位移量讀數進行置零，以便記錄夾片14松動后的位移量；

s3、檢測系統(tǒng)安全參數設置：一般鋼絞線9的極限力值為260kn，為了測試人員的安全，一般設置240kn為鋼絞線9的安全限值，一旦檢測系統(tǒng)的力值達到此值，檢測系統(tǒng)隨即停止工作，能有效保障操作人員的安全；

s4、檢測系統(tǒng)測試參數設置：只要反拉力f＞fy+fj，夾片14就會出現松動，此時夾片14會產生位移s，此時，參與拉伸的鋼絞線9的長度增加，會導致力值突然減小導致夾片14回縮，影響測試結果，為了準確計算fy系統(tǒng)，使位移s穩(wěn)定在一個恒定值；

其中：f：為反拉力，既克服夾片14摩阻需要的最大力值；

fy：錨頭8下有效預應力值，既穩(wěn)定后的位移s對應的力傳感器6的讀數；

fj：夾片14與錨頭8的摩阻力；

s：檢測系統(tǒng)穩(wěn)定后位移傳感器3對應的讀數，單位mm；

s5、檢測系統(tǒng)程序控制以及數據處理工作：電腦控制中心15通過內置控制軟件全自動控制油泵12的工作狀態(tài)，使得夾片14的位移s穩(wěn)定在步驟4的設定值，此時力傳感器6的顯示力值既為錨下有效預應力fy，記錄下fy的值，至此，錨下有效預應力fy的檢測完成；

s6、檢測系統(tǒng)的關閉：檢測系統(tǒng)測試完成后，若沒有其他測試任務，則將其關閉；若有其他測試任務，則重復s1～s5所述的步驟。

更進一步地，作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，位移測量工裝7的外壁開設有弧形凹槽2，位移傳感器3鑲嵌于弧形凹槽2內；位移測量工裝7的頂部開設有用于容納和限制夾片14位置的限位臺階5；對于步驟s2，所述的當力傳感器6讀數達到一定數值時，一定數值的范圍為5-10kn；對于步驟s4，所述的位移s的恒定值控制范圍為s≤1mm；對于步驟s5，所述的內置控制軟件為專門開發(fā)的用于本檢測系統(tǒng)的專業(yè)軟件，其具備實現檢測系統(tǒng)上述功能的能力。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應在本發(fā)明所附權利要求的保護范圍內。