[发明专利]大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置

说明书

本发明属于铁路施工高精度计量技术领域，具体涉及一种大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置及方法，检测装置包括筒体和夹具，筒体外侧周向均布有支撑杆；筒体内设有固定环和转动环，筒体内设有限位部，限位部与固定环平行，限位部与固定环之间的距离大于转动环的距离，转动环设置在固定环之间，转动环连接有若干柔性绳；固定环上和滑动环上分别贴有金属片，两块金属片上分别连接有导线；限位部上设有锁定结构，锁定结构连接有控制装置；检测方法则包括预应力管道铺设、检测装置安装、建立应变模型、张拉电容检测和应力计算等步骤。本发明能够精确地检测大跨径桥梁悬臂浇筑梁预应力张拉应力及应变。

技术领域

本发明属于铁路施工高精度计量技术领域，具体涉及一种大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置。

背景技术

连续梁桥因其结构具有优异的力学性及经济性能，在跨越河谷的大跨径桥梁建设中得到广泛应用，而悬臂法浇筑施工技术为该类型桥梁主梁的施工首选技术，悬臂法浇筑施工技术通过逐段浇筑悬臂浇筑梁后最终合龙形成连续刚构的桥梁。

在悬臂浇筑梁内，设有预应力体系，该体系通过在悬臂浇筑梁预应力管道内穿设预应力钢绞线后，在两端通过液压千斤顶进行张拉，张拉过程中必须严格按照设计要求控制张拉应力及应变，但由于缺乏相关的检测手段，并不能精确地控制张拉应力及应变。

发明内容

本发明意在提供一种大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置，以精确地检测预应力张拉应力及应变。

为了达到上述目的，本发明采用的一个技术方案是提供一种大跨径连续刚构悬臂浇筑梁应力及应变检测装置，包括筒体和夹具，筒体外侧周向均布有若干根具有弹性的支撑杆；筒体内设有固定环和转动环，固定环同轴地固定在筒体内侧，筒体内设有限位部，限位部与固定环平行，限位部与固定环之间的距离大于转动环的距离，转动环设置在固定环之间，转动环的周向上静连接有若干柔性绳，柔性绳远离转动环的一端连接到夹具上；固定环朝向滑动环的一面上和滑动环朝向固定环的一面上分别贴有金属片，金属片相对设置，两块金属片上分别连接有导线；限位部上设有限制转动环转动的锁定结构，锁定结构连接有控制锁定结构开闭的控制装置。

本方案的工作原理：控制装置锁定结构闭合，将转动环的转动锁定后，筒体内的固定环和转动环穿过任何一根预应力钢绞线，柔性绳同向地螺旋缠绕到该预应力钢绞线上，并且将夹具固定在该预应力钢绞线上，该预应力钢绞线穿设到预应力管道内后，弹性支撑杆将筒体支撑在预应力管道内，穿设完成后，将两根导线从预应力管道的端口牵出，控制装置控制锁定结构开启，固定环和转动环上的两块金属片构成平行板电容，张拉预应力钢绞线将使夹具产生微小的位移，而夹具则拉伸柔性绳，受拉的柔性绳在限位部和螺旋的共同作用下，让转动环产生转动，两个金属片的正对面积减小，平行电容的电容值减小，从预应力管道的端口处测量电容值。取一截与穿设有检测装置相同规格型号的预应力钢绞线，将检测装置与检测装置安装步骤中完全相同地安装在该预应力钢绞线上，然后对该预应力钢绞线进行张拉，测量张拉端的应变量、电容值，建立起应变量与电容值之间的对应关系的模型。根据模型，可得知夹具发生的位移量，即可在张拉的过程中实时地测出应变量，再根据胡克定律和预应力钢绞线自身的弹性系数计算出产生所测应变量需要多大的应力，即可实时地测出预应力钢绞线实际上所受应力的大小。

本方案的有益效果在于：

在张拉的过程中，能够实时地测出预应力钢绞线实际上应变量和应力的大小。本方案中，应变量通过本装置的结构被巧妙地转化成了转动环的转动量，并且转化的过程具有放大作用，即应变量的一维变化被转化成了两个金属片的正对面积的二维变化(金属片转动距离也是应变量的数倍)，从而能够更准确地检测出应变量。在每段悬臂浇筑梁浇筑完成、预应力体系设置完成后，还需要持续对该段悬臂浇筑梁的应力和应变情况进行检测，此时只需要从预应力管道的端口处测量电容即可，不仅便捷，而且检测结果准确。

可选地，金属板呈圆弧形的条状，圆弧的圆心与筒体的轴心重合。

可选地，限位部包括限位环，限位环与筒体同轴。