專利名稱：預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及橋梁絕對應力的測量，尤其涉及預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置。
背景技術(shù)：
絕對應力也稱為工作應力或持久應力，是指各種荷載、變形及約束作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的實際應力的總和。其中荷載包括了橋梁結(jié)構(gòu)自重、車重、風雪荷載等。變形及約束作用是指溫度、位移、變形、基礎不均勻沉降等因素。絕對應力的準確檢測，對確定橋梁結(jié)構(gòu)目前的應力水平、未來的應力安全儲備具有重要作用。目前，傳統(tǒng)的應力測量主要采用的設備是應變式傳感器，也稱為應變片。使用的方法通常是通過測量橋體在空載和承載時應變片的應變變化，再乘以彈性模量，得出橋梁結(jié)構(gòu)的絕對應力。但是該方法的缺陷是，只能夠測量黏貼應變計后結(jié)構(gòu)應力的相對變化值，無法測得結(jié)構(gòu)在貼應變計前已產(chǎn)生的應力值。另一方面，在應變推導應力的計算過程中，由于混凝土的彈性模量難以確定，也會造成檢測結(jié)果不準確。

實用新型內(nèi)容為了解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中絕對應力測量精度低的問題，本實用新型提供一種預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置，能夠較為精確的測得橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的絕對應力。本實用新型的預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置，包括與應變計連接的采集儀，還包括，施力裝置、測力裝置及控制裝置。應變計與待檢測混凝土橋體表面貼附。測力裝置與施力裝置施力面連接，置于所述混凝土橋體表面開槽中，用于檢測施力裝置施加于所述開槽內(nèi)的應力。控制裝置輸入端分別與采集儀輸出端、測力裝置輸出端連接，控制裝置輸出端與施力裝置控制端連接。向所述施力裝置控制端發(fā)送施力信號，使采集儀輸出端應變回復到初始值后，采集測力裝置輸出端應力為絕對應力。由此，可以直接得出絕對應力，且測量過程中應變片受環(huán)境溫度變化影響不大，也不需要確定混凝土彈性模量，得到的檢測結(jié)果較為準確。在一些實施方式中，所述應變計為電阻式應變計、所述施力裝置為微型液壓千斤頂、所述測力裝置為微型測力傳感器。微型液壓千斤頂和微型測力傳感器的尺寸能夠滿足置入開槽中進行施力的要求。在一些實施方式中，所述測力裝置與施力裝置施力面連接包括所述微型液壓千斤頂活塞端面與微型測力傳感器感應面固定連接。由此，微型測力傳感器能夠準確地承受并感應來自千斤頂對槽壁施加的應力。 在一些實施方式中，所述應變計與待檢測混凝土橋體表面貼附，還包括，應變花支架，所述應變花支架包括主支架及應變計固定架，所述主支架為應變花連接線形狀，貼符于所述待檢測混凝土橋體表面，所述應變計固定架固定于所述主支架應變花連接線上，形成應應變花結(jié)構(gòu)，所述應變計固定于所述應變計固定架中貼符于所述待檢測混凝土橋體表面。在一些實施方式中，測力裝置與施力裝置施力面連接，置于所述混凝土橋體表面開槽中，用于檢測施力裝置施加于所述開槽內(nèi)的應力還包括多個測力裝置與多個施力裝置的施力面連接，分別置于所述混凝土橋體表面的應變花開槽中，用于檢測施力裝置施加于所述應變花開槽中的應力。在一些實施方式中，所述控制裝置輸入端分別與采集儀輸出端、測力裝置輸出端連接，控制裝置輸出端與施力裝置控制端連接；向所述施力裝置控制端發(fā)送施力信號，使采集儀輸出端應變回復到初始值后，采集測力裝置輸出端應力為絕對應力還包括在應變花中，根據(jù)應變計數(shù)量設置多個控制裝置，每個控制裝置輸入端分別與采集儀輸出端、測力裝置輸出端連接，控制裝置輸出端與施力裝置控制端連接；向所述施力裝置控制端發(fā)送施力信號，使采集儀輸出端應變回復到初始值后，采集測力裝置輸出端應力為應變花中的分應力，根據(jù)多個分應力獲取主應力及主應力方向。由此，絕對應力檢測裝置可以進一步檢測得到應力的方向。在一些實施方式中，所述微型液壓千斤頂活塞端面表面為鋸齒紋理，微型測力傳感器與所述活塞面固定連接的感應面為相應的鋸齒紋理。由此，微型測力傳感器可以更好地與微型液壓千斤頂結(jié)合，準確地輸出施力裝置施加的應力數(shù)值。在一些實施方式中，還包括阻尼墊片，所述阻尼墊片置于所述微型液壓千斤頂活塞端面與所述微型測力傳感器固定連接的感應面之間，表面具有鋸齒紋理。由此，阻尼墊片可以在連接面間產(chǎn)生防滑的效果，使得檢測結(jié)果更為準確。在一些實施方式中，所述微型液壓千斤頂活塞端面中部為凸起，微型測力傳感器與所述活塞面固定連接的感應面為相應的環(huán)形，可與所述凸起形成間隙配合。由此，微型測力傳感器可以更好地與微型液壓千斤頂結(jié)合，增加測得數(shù)值的準確性。在一些實施方式中，還包括阻尼墊片，所述阻尼墊片置于所述微型液壓千斤頂活塞端面中部凸起與所述微型測力傳感器固定連接的感應面環(huán)形結(jié)構(gòu)之間，阻尼墊片厚度小于所述凸起高度。由此，阻尼墊片可以在連接面間產(chǎn)生防滑的效果，使得檢測結(jié)果更為準確。

圖1為本實用新型預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中微型液壓千斤頂與微型測力傳感器連接部分的示意圖；圖3為本實用新型預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置的應變花結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但不作為對本實用新型的限定。如圖1、圖2所示，本實用新型的預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置，包括電阻式應變計1，采集儀2，微型液壓千斤頂3，微型測力傳感器4及控制裝置5。電阻式應變計I與采集儀2連接。微型液壓千斤頂3與微型測力傳感器4連接?？刂蒲b置5的輸入端分別與采集儀2的輸出端和微型測力傳感器4的輸出端連接，控制裝置5的輸出端與微型液壓千斤頂3的控制端連接。電阻式應變計I主要包括基座11，敏感柵12及引線13。敏感柵12固定聯(lián)接于基座11上，敏感柵12與引線13連接。引線13與采集儀2的輸入端相連接。微型液壓千斤頂3王要包括缸體31、活塞32、液壓接口。缸體31為圓柱體結(jié)構(gòu)，在頂部設有用于活塞32運動的開口，由此活塞32可以沿軸向往復運動?；钊?2的端面中部形成有凸起321，用于與微型測力傳感器4連接。缸體31的底部設有液壓接口，通過液壓接口與外部的動力裝置連接，為微型液壓千斤頂3提供動力。微型測力傳感器4主要包括感應端41、數(shù)據(jù)線42。感應端41為一側(cè)表面帶有環(huán)形凸起的圓柱體結(jié)構(gòu)，可以由合金材料制成，用于承受并感應來自外部的載荷。感應端41上，與活塞32端面固定連接的表面設有與凸起321相應的環(huán)形結(jié)構(gòu)，由此，凸起321與環(huán)形結(jié)構(gòu)配合連接。感應端41的側(cè)壁上外接有數(shù)據(jù)線42，數(shù)據(jù)線42的另一端為輸出端，用于將測得的數(shù)據(jù)信號輸出至控制裝置。微型液壓千斤頂3與微型測力傳感器4連接。其中，在微型液壓千斤頂3的活塞32上端安裝所述微型測力傳感器4。微型測力傳感器4感應端41的環(huán)形凸起中間形成凹陷，該凹陷可與活塞32端面凸起321形成間隙配合。本實用新型的絕對應力檢測裝置還包括阻尼墊片7。阻尼墊片7置于凸起321與環(huán)形結(jié)構(gòu)之間。阻尼墊片7的厚度小于凸起321的高度。由此，阻尼墊片7可以起到防滑的作用，使檢測結(jié)果更為準確。在其他實施例中，微型液壓千斤頂3與微型測力傳感器4還可以是鋸齒配合連接。具體來說，活塞32端面表面為鋸齒紋理，微型測力傳感器4與活塞32端面固定連接的感應端41的一側(cè)表面也為相應的鋸齒紋理。這樣，微型測力傳感器4與微型液壓千斤頂3固定連接。保持感應端41的軸線與活塞32的軸線在同一條直線上。由此，可以使微型測力傳感器2的感應端41能準確感應來自微型液壓千斤頂3的頂力。本實用新型的預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置是以如下方式工作的電阻式應變計I與待檢測混凝土橋體表面貼附。與電阻式應變計I相連的采集儀2采集此時的初始應變值，并將該信息的信號通過輸出端傳輸給控制裝置5。在該混凝土橋體表面開槽，將微型測力傳感器4與微型液壓千斤頂3的施力面活塞32端面連接，置于開槽內(nèi)，用于檢測微型液壓千斤頂3對開槽壁施加的頂力。開槽后,應變值發(fā)生變化不等于初始應變值,并將該信號傳輸給控制裝置5?？刂蒲b置5向微型液壓千斤頂3的控制端輸出開始施力的電磁信號。外部動力裝置開始工作，微型液壓千斤頂3的活塞32向外頂起。與活塞32上端固定連接的微型測力傳感器4也隨之運動，當微型測力傳感器4感應端41另一端表面接觸墻體時，絕對應力檢測裝置對橋體開始產(chǎn)生頂力。同時，微型測力傳感器4的感應端41準確感應來自活塞32的壓力并輸出信號，信號通過數(shù)據(jù)線42輸送到與輸出端連接的控制裝置5中。在微型液壓千斤頂3開始工作后，控制裝置5 —直進行運算，比較由采集儀接收到的應變值是否等于初始應變值。若不等于，不輸出信號；若等于，則向微型液壓千斤頂3的控制端輸出停止施力的信號，并采集此時微型測力傳感器4輸出端應力為絕對應力。如圖3所示為本實用新型預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置的應變花結(jié)構(gòu)。與上述實施方式的不同之處在于，應變計與待檢測混凝土橋體表面根據(jù)應變花61貼附，應變計I可固定與62位置貼附于待檢測混凝土橋體表面形成應變花結(jié)構(gòu)。[0029]不同之處還在于，多個微型測力傳感器4與多個微型液壓千斤頂3的活塞32的施力面連接，分別置于混凝土橋體表面的應變花開槽中，用于檢測微型液壓千斤頂3施加于應變花開槽中的應力。工作時，控制裝置5的輸入端分別與采集儀2的輸出端和微型測力傳感器4的輸出端連接，控制裝置5的輸出端與微型液壓千斤頂3的控制端連接。向微型液壓千斤頂3控制端發(fā)送施力信號，使采集儀輸出端應變回復到初始值后，采集微型測力傳感器4輸出端應力為絕對應力。在本實施方式的應變花結(jié)構(gòu)中，根據(jù)應變計數(shù)量設置多個控制裝置5。每個控制裝置5輸入端分別與采集儀2輸出端、微型測力傳感器4輸出端連接，控制裝置5輸出端與微型液壓千斤頂3控制端連接。向微型液壓千斤頂3控制端發(fā)送施力信號，使采集儀2輸出端應變回復到初始值后，采集微型測力傳感器4輸出端應力為應變花中的分應力，根據(jù)多個分應力獲取主應力及主應力方向。由此，可以同時得到絕對應力的大小和方向。以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置，包括與應變計連接的采集儀，其特征在于，還包括，施力裝置、測力裝置及控制裝置，其中， 應變計與待檢測混凝土橋體表面貼附； 測力裝置與施力裝置施力面連接，置于所述混凝土橋體表面開槽中，用于檢測施力裝置施加于所述開槽內(nèi)的應力； 控制裝置輸入端分別與采集儀輸出端、測力裝置輸出端連接，控制裝置輸出端與施力裝置控制端連接；向所述施力裝置控制端發(fā)送施力信號，使采集儀輸出端應變回復到初始值后，采集測力裝置輸出端應力為絕對應力。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述應變計為電阻式應變計、所述施力裝置為微型液壓千斤頂、所述測力裝置為微型測力傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的檢測裝置，其特征在于，所述測力裝置與施力裝置施力面連接包括所述微型液壓千斤頂活塞端面與微型測力傳感器感應面固定連接。
4.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，測力裝置與施力裝置施力面連接，置于所述混凝土橋體表面開槽中，用于檢測施力裝置施加于所述開槽內(nèi)的應力還包括多個測力裝置與多個施力裝置的施力面連接，分別置于所述混凝土橋體表面的應變花開槽中，用于檢測施力裝置施加于所述應變花開槽中的應力。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測裝置，其特征在于，所述控制裝置輸入端分別與采集儀輸出端、測力裝置輸出端連接，控制裝置輸出端與施力裝置控制端連接；向所述施力裝置控制端發(fā)送施力信號，使采集儀輸出端應變回復到初始值后，采集測力裝置輸出端應力為絕對應力還包括在應變花中，根據(jù)應變計數(shù)量設置多個控制裝置，每個控制裝置輸入端分別與采集儀輸出端、測力裝置輸出端連接，控制裝置輸出端與施力裝置控制端連接；向所述施力裝置控制端發(fā)送施力信號，使采集儀輸出端應變回復到初始值后，采集測力裝置輸出端應力為應變花中的分應力，根據(jù)多個分應力獲取主應力及主應力方向。
6.如權(quán)利要求3所述的檢測裝置，其特征在于，所述微型液壓千斤頂活塞端面表面為鋸齒紋理，微型測力傳感器與所述活塞面固定連接的感應面為相應的鋸齒紋理。
7.如權(quán)利要求6所述的檢測裝置，其特征在于，還包括阻尼墊片，所述阻尼墊片置于所述微型液壓千斤頂活塞端面與所述微型測力傳感器固定連接的感應面之間，表面具有鋸齒紋理。
8.如權(quán)利要求3所述的檢測裝置，其特征在于，所述微型液壓千斤頂活塞端面中部為凸起，微型測力傳感器與所述活塞面固定連接的感應面為相應的環(huán)形，可與所述凸起形成間隙配合。
9.如權(quán)利要求8所述的檢測裝置，其特征在于，還包括阻尼墊片，所述阻尼墊片置于所述微型液壓千斤頂活塞端面中部凸起與所述微型測力傳感器固定連接的感應面環(huán)形結(jié)構(gòu)之間，阻尼墊片厚度小于所述凸起高度。
專利摘要本實用新型公開了預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置，通過應變計與待檢測混凝土橋體表面貼附，測力裝置與施力裝置施力面連接后置于混凝土橋體表面開槽中，檢測施力裝置施加于開槽內(nèi)的應力，控制裝置與采集儀及測力裝置及施力裝置連接，向施力裝置控制端發(fā)送施力信號，當采集儀輸出端應變回復到初始值后，采集測力裝置輸出端應力為絕對應力。本實用新型的預應力混凝土橋梁絕對應力檢測裝置主要用于橋梁混凝土結(jié)構(gòu)領域的應力檢測，能夠直接測出橋體的絕對應力大小及方向，并且不受開槽時產(chǎn)生的溫度變化及混凝土彈性模量難于測定的影響，具有測量結(jié)果準確、測量過程簡單的優(yōu)點。
文檔編號G01L1/22GK202869717SQ20122055703
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者郭毅霖, 王曉晶, 宿健, 李振寶, 李強 申請人:交通運輸部公路科學研究所, 北京工業(yè)大學, 北京恒天永勝機電設備有限公司