一种预应力钢绞线智能张拉装置的制作方法

本实用新型涉及张拉设备，尤其是一种预应力钢绞线智能张拉装置。

背景技术：

目前，预应力张拉设备基本上是由电动油泵、张拉千斤顶及其配套配件组成。张拉施工时，通过电动油泵向张拉千斤顶供油，千斤顶活塞驱动工具锚带动钢绞线伸长对梁体施加预应力，通过油泵上的压力表示值来换算钢绞线的荷载，采用钢板尺测量千斤顶活塞行程来计算钢绞线的伸长量，在需要两端或者多点对称、同步张拉时采用喊话、手语或者对讲机等方式实现协同操作，这样导致预应力工程施工中普遍存在着“控制精度差、施工效率低和质量管理难”等问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种预应力钢绞线智能张拉装置，实现了预应力张拉全过程智能化，保证桥梁预应力张拉施工质量符合规范和设计要求。另外也降低对伸出端钢绞线长短要求。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种预应力钢绞线智能张拉装置，包括设置在混凝土构件两侧的张拉设备，张拉设备与智能张拉仪连接，智能张拉仪通过无线传输与计算机主控制系统连接；

所述张拉设备包括锚固结构、千斤顶，所述锚固结构包括设置在混凝土构件内的杯状锚垫板，杯状锚垫板外设有对中板、垫板，垫板外设有框结构支撑板，框结构支撑板与垫板之间设有锁具，所述杯状锚垫板、对中板、垫板及锁具上均对应设有与钢绞线数量及位置相同的孔，钢绞线穿过杯状锚垫板、对中板、垫板及锁具后固定，锁具另一侧与千斤顶固定。

所述千斤顶通过油管与智能张拉仪中的油泵连接，油泵与变频电机的输出轴连接；所述千斤顶上端设有用于采集千斤顶油缸压力值的压力传感器和用于采集钢绞线伸长量或回缩量值的位移传感器，变频电机、压力传感器、位移传感器通过信号线与智能张拉仪中的下位机连接，下位机与计算机主控制系统无线输送连接。

所述锁具包括固定在垫板上的套体，套体内定位滑动有卡箱，卡箱内上下设有限位块、张拉杆，其中限位块、套体上正对位置同向设有锥形安装槽，锥形安装槽内设有多个锥形夹片，锥形夹片上端通过弹簧与锥形安装槽上的弹簧板可拆卸连接。

所述弹簧板周向设有三个凸起，对应的锥形安装槽上端设有相适应的卡槽。

所述夹片内侧面设有螺纹，螺纹的牙形截面为三角形，牙顶角的两侧面朝向锥形夹片小径端为楔面，朝向锥形夹片大径端为倒齿面。

本实用新型一种预应力钢绞线智能张拉装置，具有以下技术效果：

1）、通过在混凝土构件两侧分别设置两个独立的力值测量系统，系统传感器实时采集钢绞线数据，反馈到计算机，自动计算伸长量，及时校核伸长量误差是否在±6%以内，实现应力与伸长量“双控”。这样相互矫正的张拉控制设备，让施加的预应力力值的误差范围由传统张拉工艺的±10%缩小到±1%。

2）、通过设定流程，一台计算机自动控制两台或多台千斤顶同时、同步对称预应力张拉，保证加荷速率、停顿时间、持荷时间等满足规范要求，并且在持荷过程中可以自动持续补压，避免了有效预应力不足的质量通病，保证桥梁预应力张拉施工质量符合规范和设计要求。

3）、传统的传统人工张拉需要4位操作人员同时作业，每年的人工费为150*4*365=219000元，而智能张拉的操作人员直接通过智能张拉仪作业，人工费为135元/天，并且只能张拉仅需2位操作人员同时作业，每年的人工费为135*2*365=98550元，每年节约人工费约12万元。

4）、通过设置U型的套体和卡箱，在套体和卡箱上安装可自动复位的锥形夹片，这样既方便后期张拉过程中的观察调整，同时也有利于更换。而该部分结构前置，不仅方便定位，快速安装，降低穿钢绞线难度，相对原来将钢绞线依次穿过穿心千斤顶、锚固结构而言，大大节省的预应力钢丝束，对于伸出量较短的钢丝束而言非常方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的示意图。

图2为本实用新型中张拉设备的示意图。

图3为图2中A处的局部示意图。

图4为弹簧板安装后的俯视图。

图中：张拉设备1，智能张拉仪2，计算机主控制系统3，锚固结构4，千斤顶5，杯状锚垫板6，对中板7，垫板8，框结构支撑板9，锁具10，套体11，卡箱12，限位块13，张拉杆14，锥形安装槽15，锥形夹片16，弹簧17，弹簧板18，凸起19。

具体实施方式

如图1-2所示，一种预应力钢绞线智能张拉装置，包括设置在混凝土构件两侧的张拉设备1, 张拉设备1与智能张拉仪2连接，智能张拉仪2通过无线传输与计算机主控制系统3连接。

所述张拉设备1包括锚固结构4、千斤顶5。

所述锚固结构4包括杯状锚垫板6，杯状锚垫板6通过螺旋筋设置在混凝土构件内。杯状锚垫板6底部开口小顶端开口大。杯状锚垫板6内设有与钢绞线数量及位置相同的孔，相对传统的空心锚垫板而言可避免多根钢绞线束摩擦、缠绕，同时保证该结构的强度。在杯状锚垫板6顶端面上设有定位槽，对中板7设置在定位槽中。对中板7前端穿钢丝孔处为锥形结构，内设有与杯状锚垫板6上相对的孔。对中板7孔径稍微大于钢绞线直径，这样相对钢绞线移动时阻力较小。当需要安装垫板8、锁具10时，可将对中板7滑向钢绞线端头，由于对中板7对钢绞线的定位作用，这样可以将钢绞线快速、准确地导入到相对应板的孔中，解决钢绞线对位困难需要逐个对位的问题，提高工作效率。对中板7一侧为垫板8，垫板8外设有框结构支撑板9（框结构支撑板9由左右两部分铰接另一端螺栓锁紧，共同构成内部中空而仅仅一端开口结构），框结构支撑板9与垫板8之间设有锁具10，所述杯状锚垫板6、对中板7、垫板8及锁具10上均对应设有与钢绞线数量及位置相同的孔，这样既避免了各个钢丝线交叉磨损、缠绕，同时使得各个钢绞线保持水平状态，定位准确，受力均匀，避免因倾斜而产生误差。钢绞线穿过杯状锚垫板6、对中板7、垫板8及锁具10后固定，锁具10另一侧与千斤顶5固定。通过锁具10锁紧，利用千斤顶5进行张拉。

所述千斤顶5通过油管与智能张拉仪2中的油泵连接，油泵与变频电机的输出轴连接；所述千斤顶5上端设有用于采集千斤顶油缸压力值的压力传感器和用于采集钢绞线伸长量或回缩量值的位移传感器，变频电机、压力传感器、位移传感器通过信号线与智能张拉仪2中的下位机连接，下位机与计算机主控制系统3无线输送连接。

所述锁具10包括固定在垫板8上的套体11，套体11内有卡箱12，卡箱12两侧开有腰孔，对应的套体11上设有卡销，卡销穿过腰孔，使得卡箱12沿套体11侧壁定位滑动并限位（该处图中未画出）。套体11、卡箱12为U型板，前后贯通。这样方便在安装时观察。卡箱12内设有阶梯柱状限位块13、张拉杆14，限位块13下端通过卡箱12底端的限位环限位。在限位块13、套体11上正对位置同向设有锥形安装槽15，锥形安装槽15内设有多个独立的锥形夹片16，锥形夹片16合拢在锥形的轴线处形成通孔，通孔可供钢丝通过并锁紧。在锥形夹片16上端通过弹簧17与锥形安装槽15上的弹簧板18可拆卸连接。这样可在不受力后自动复位，方便下次穿钢丝并再次锁紧。而弹簧板18周向设有三个凸起19，对应的锥形安装槽15上端与外界连通，锥形安装槽15内设有环槽，方便放置弹簧板18，该环槽上端设有三个开槽，开槽与外界连通。由于锥形安装槽15直径大于弹簧板18内径，同时小于弹簧板外径。当旋转弹簧板18，使三个凸起19与三个开槽正对时即可将弹簧板18取出。这样可方便弹簧或锥形夹片的更换或当出现问题时进行检查。

所述夹片16内侧面设有螺纹，螺纹的牙形截面为三角形，牙顶角的两侧面朝向锥形夹片小径端为楔面，朝向锥形夹片大径端为倒齿面。由此既可对钢丝进行咬合。

安装过程：

1）、准备工作：布置张拉控制站。控制站选择在确定待张拉梁板侧面，要求不影响现场施工、控制站能安全工作、无阳光直射，在张拉过程中无需移动就能方便看到梁板的两端，能连接到220V电源以保证电脑张拉过程中不掉电，取消电脑的屏幕保护，自动关闭硬盘等功能，安装好控制软件。将张拉仪主机和专用千斤顶布置于张拉端，并使之能与控制站保持直线可视状态。

2）、电线连接：由专业电工连接好三相电源（连接三根火线），并接好地线。连接电线以后，用万用表检查电源是否正常（正常电压工作范围为380正负15%,超出范围会自动保护，仪器自动暂停）。严禁带电状态下作电线连接操作。

3）、油管连接：仔细检查油嘴及接头是否有杂质，必须将其擦拭干净，确保进油管与回油管不被混淆。回油管在千斤顶的安装位置为张拉时千斤顶远离梁板的一段，即千斤顶安装了黑色安全阀的一端；油管连接处必须使用铜垫片以防止漏油。油管的保护弹簧应当靠近油嘴处以延长油管使用寿命。

4）、专用千斤顶、天线、数据线安装：安装好限位板等锚固件以后，起吊专用千斤顶，将千斤顶与张拉杆连接。千斤顶必须采用钢丝绳起吊以确保安全。然后连接张拉仪与千斤顶的数据线，张拉一孔完毕，不得拉扯该数据线用于移动千斤顶。为了使钢绞线受力均匀，应当采用梳编穿束工艺，接下来安装好仪器天线。

工作原理：在张拉时，千斤顶顶升张拉杆14顶端的螺母，通过张拉杆14、卡箱12及柱状限位块13向右作用，使得预应力钢丝束存相对向左运动。由于锥形夹片16内侧壁存在螺纹，螺纹的牙形截面为三角形，牙顶角的两侧面朝向锥形夹片小径端为楔面，朝向锥形夹片大径端为倒齿面，因此可对钢丝进行咬合。钢丝拉动锥形夹片16向左，锥形夹片形成的通孔越来越小，从而越楔越紧，完成锁紧，由于套体11及柱状限位块13内均设有夹片，因此可实现两道锁紧，避免滑丝。锁紧后通过穿心千斤顶施加载荷于梁体左右两侧，预应力智能张拉系统以应力为控制指标，伸长量误差作为校对指标。计算机主控制系统3通过压力传感器、位移传感器采集每台千斤顶5的工作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据，并实时将数据传输给计算机主控制系统3进行分析判断，同时泵站接收系统指令，实时调整变频电机工作参数，从而实现高精度实时调控油泵电机的转速，实现张拉力及加载速度的实时精确控制。计算机主控制系统3还根据预设的程序，由主机发出指令，同步控制每台设备的每一个机械动作，自动完成整个张拉过程。

压力传感器在张拉过程中负责采集千斤顶油缸的压力值，通过下位机传给控制主机，主机根据标定参数换算成拉力值。

位移传感器在张拉过程中负责采集钢绞线伸长量（回缩量）值，通过下位机传给控制主机。

当张拉完成后，可逐步卸掉千斤顶的载荷，保证后续安全。另外，由于套体11的锥形夹片作用，在出现故障突然释放载荷后也能够进行夹紧，保证安全。