一种锚头拉力试验装置及锚头拉力试验方法

摘要

本发明提供一种锚头拉力试验装置及锚头拉力试验方法，其中，锚头拉力试验装置，包括拉杆、压力环传感器、未浇筑锚头、钢丝绳和千斤顶，钢丝绳一端固定在其中一个锚头上，其另一端穿过未浇筑锚头固定在另一个锚头上；四个拉杆均匀设置在锚头上，并通过螺母与锚头固定，且拉杆穿过未浇筑锚头并在拉杆两端用螺母固定，其中一个锚头与螺母之间设有压力环传感器。本发明的一种锚头拉力试验装置，可通过对千斤顶施加压力拉伸钢丝绳，利用钢丝绳的拉力经由浇筑好的锚头传递至四个压力环传感器上，通过综合测试仪测量以获取压力环传感器中每根弦的频率，通过数据处理计算出钢丝绳在千斤顶加压后受力值，以获取锚头的浇铸质量和承载能力。

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁测试技术领域，更具体地，涉及一种锚头拉力试验装置及锚头拉力试验方法。

背景技术

悬索桥的桥面通过长短不同的吊索悬吊在主索上，使桥面具有一定的平直度。悬索桥的主索一般均支承在两个塔柱上，塔顶设有鞍形支座，主索的端部通过锚锭固定在地基中。如上所描述的，悬索桥的主要承重构造是主索、塔和锚锭，因此，作为将主索锚固在锚锭中的重要构件，锚头的浇铸施工工艺十分重要。

经调查，目前国内尚无试验机构有能力对锚头浇铸工艺进行评定。为保证工程质量，急需发明一套锚头拉力试验方法，对锚头的浇铸工艺进行鉴定，确保该工艺符合设计及规范要求。

发明内容

本发明提供一种结构简单、安装测试方便的锚头拉力试验装置及锚头拉力试验方法，以达到填补目前市场上尚无对类似锚头浇铸工艺进行测评的技术空隙。

根据本发明的一个方面，提供一种锚头拉力试验装置，用于对浇筑在桥梁上的锚头进行拉力测试，所述锚头拉力试验装置包括拉杆、压力环传感器、未浇筑锚头、钢丝绳和千斤顶，所述钢丝绳一端固定在其中一个所述锚头上，其另一端穿过所述未浇筑锚头固定在另一个所述锚头上；四个所述拉杆均匀设置在所述锚头上，并通过螺母与所述锚头固定，且所述拉杆穿过所述未浇筑锚头并在所述拉杆两端用螺母固定，其中一个所述锚头与所述螺母之间设有所述压力环传感器，另一个所述锚头与所述未浇筑锚头之间设有千斤顶。

在上述方案基础上优选，所述未浇筑锚头包括浇筑端和固定端，所述浇筑端与所述固定端形成台阶面，并在所述固定端上设有用于固定拉杆的四个均匀分布的拉紧孔，且所述锚头上设有呈锥形的浇筑孔。

在上述方案基础上优选，所述拉杆外套装有一钢管。

在上述方案基础上优选，所述锚头为在所述未浇筑锚头的浇筑孔内浇筑合金的锚头。

本发明还提供了一种锚头拉力试验方法，使用如上所述的一种锚头拉力试验装置进行检测所述锚头浇筑强度。

在上述方案基础上，本发明的锚头拉力试验方法，包括以下步骤，

S1.构建如权利要求1所述锚头拉力试验装置，将压力环传感器与综合测试仪电连；

S2.调整所述千斤顶位置，使其处于上下居中位置，对所述锚头拉力试验装置的连接部进紧固，读取所述综合测试仪上的初始值；

S3.启动千斤顶同时加压，获取千斤顶的伸长量，读取所述综合测试仪上的数字，获取锚头所受拉力；

S4.重复步骤S3，直至所述拉力值等于或大于设计值。

本发明的一种锚头拉力试验装置，可通过对千斤顶施加压力拉伸钢丝绳，利用钢丝绳的拉力经由浇筑好的锚头传递至四个压力环传感器上，通过综合测试仪测量以获取压力环传感器中每根弦的频率，通过数据处理计算出钢丝绳在千斤顶加压后受力值，以获取锚头的浇铸质量和承载能力，保证桥梁的安全性。

附图说明

图1为本发明的锚头拉力试验装置的结构图；

图2为本发明的未浇筑锚头的剖面图；

图3为本发明的图2的俯视图；

图4为本发明的锚头拉力试验方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参阅图1，并结合图2和图3所示，本发明提供了一种锚头拉力试验装置，用于对浇筑在桥梁上的锚头43进行拉力测试，锚头拉力试验装置包括拉杆10、压力环传感器20、未浇筑锚头30、钢丝绳40和千斤顶41。

其中，钢丝绳40用于传递拉力，该钢丝绳40一端固定在其中一个已浇铸好的锚头43上，钢丝绳40的另一端穿过未浇筑锚头30固定在另一个锚头43上；四个拉杆10均匀设置在锚头43上，拉杆10一端固定一个已浇铸好的锚头43上，另一端穿过未浇筑锚头30后与另一个已浇铸好的锚头43上，拉杆10通过螺母42与已浇铸好的锚头43固定，并且拉杆10与未浇筑锚头30的两端分别用用螺母42固定。

为了获取每个拉杆10上的压力值，本发明在拉杆10与其中一个已浇筑好的锚头43上装设压力环传感器20，在另一个已浇筑好的锚头43与未浇筑锚头30之间设有千斤顶41，通过千斤顶41施加压力，利用压力环传感器20读取每一根拉杆10上的压力值传递至综合测试仪，以得到浇筑锚头43上所受拉力，

进一步的，如图2和图3所示，本发明的未浇筑锚头30包括浇筑端31和固定端32，浇筑端31与所述固定端32形成台阶面33，并在固定端32上设有用于固定拉杆10的四个均匀分布的拉紧孔34，且锚头43上设有呈锥形的浇筑孔35，四个拉杆10分别穿过拉紧孔34通过螺栓固定。为了增强螺母42与压力环传感器20的稳定性，保证试验的精确性，本发明在螺母42和压力环传感器20处分别增设有垫片51，以调整其连接紧密性。

为了防止千斤顶41施加的顶升力过大造成螺母42与拉杆10间的螺纹滑丝，拉杆10外套装有一钢管36。

值得说明的是，本发明的锚头43为在未浇筑锚头30的浇筑孔35内浇筑合金的锚头43。

请继续参阅图4所示，本发明还提供了一种锚头43拉力试验方法，使用如上的一种锚头拉力试验装置进行检测锚头43浇筑强度。

本发明的锚头43拉力试验方法，包括以下步骤，

S1.构建如上锚头拉力试验装置，将压力环传感器20与综合测试仪电连，并在试验场地准备好试验所需材料和仪器，根据锚头43浇铸工艺浇铸锚头43；

S2.调整所述千斤顶41位置，使其处于上下居中位置，对所述锚头拉力试验装置的连接部进紧固，读确保锚头43与螺母42、螺母42与垫圈、垫圈与压力环传感器20以及压力环传感器20与锚头43之间的接触必须密实以防止产生偏压现象保证试验准确性；在实验装置安装完成后、千斤顶41加压前，读取所述综合测试仪上的初始值；

S3.启动两个千斤顶41同时加压，在加压过程中，需用卷尺时刻测量千斤顶41的伸长量，以保证两台千斤顶41加压同步同量，防止偏压情况出现，减小试验误差，获取千斤顶41的伸长量；当加压到一定量时暂停加压，读取综合测试仪上的数字，通过数据处理，获取锚头43所受拉力；

S4.若此时拉力未达到设计值，则继续加压；若拉力已达到或已超过设计值，则停止加压，缓慢释放千斤顶41压力，试验结束。

值得说明的是，本发明的数据处理方法如下：张拉过程中，锚头43受到的拉力：

F＝n×N

式中：F—某时刻锚头43受到的拉力；

N—某时刻作用在压力环传感器20上的压(拉)力；

n—压力环传感器20的数量。

根据压力传感器使用说明书可知：

N＝a+b×Δε

式中：a—修正系数，可根据仪器厂家提供的出厂率定报告得到；

b—标定系数，可根据仪器厂家提供的出厂率定报告得到；

Δε—应变差，即试验中应变值减去初始应变值。

应变值ε根据仪器侧得的频率计算，即：

ε＝K×f²

式中：K—压力环传感器20中钢弦的系数，其中

K(三弦)＝0.0005383，K(四、六弦)＝0.00084107；

f—试验中测得压力环传感器20每根弦的频率。

实验过程中，(1)当锚头43受到的拉力值小于设计值时锚头43被破坏，则此锚头43浇铸质量不符合设计要求；(2)当锚头43受到的拉力值大于或等于设计值时锚头43未被破坏，则此锚头43浇铸质量符合设计要求。

本发明的一种锚头拉力试验装置，可通过对千斤顶41施加压力拉伸钢丝绳40，利用钢丝绳40的拉力经由浇筑好的锚头43传递至四个压力环传感器20上，通过综合测试仪以测量获取压力环传感器20中每根弦的频率，通过数据处理计算出钢丝绳40在千斤顶41加压后受力值，以获取锚头43的浇铸质量和承载能力，保证桥梁的安全性。

本发明的试验方法获得的试验数据能直观地反映锚头43中的拉力值，从而判断锚头43的浇铸质量及承载能力，消除了正式施工中锚头43浇铸工艺的质量及安全隐患，提高了生产效率。同时填补了国内桥梁建设行业在这一方面的空白，为日后的桥梁建设中出现的类似问题提供了有利的经验。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。