专利名称：预应力张拉监测设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种预应力张拉监测设备。
背景技术：
预应力张拉就是在构件中预先加拉力，使得被施加预应力张拉构件承受拉应力，进而使得其产生一定的形变，来应对构件本身所受到的荷载，以提高构件本身的承载能力。预应力张拉分为“先张法”和“后张法”两种，简单来说，“先张法”是将预应力钢筋拉伸、固定后再浇注混凝土，待混凝土达到规定强度后再卸掉张拉机具，切掉张拉端；“后张法”是先将混凝土浇注达到规定强度后，再对预留孔道内的钢筋进行张拉和锚固，最后在孔道内注 楽■完成张拉过程。在施工过程中，根据施工计算的要求，预应力张拉还分为单端张拉和对称张拉两类，不管是单端张拉还是对称张拉，张拉的程序都是按照构件设计的要求进行的。目前，在张拉过程中，按照相关规范、标准的要求，当到达每一个规定拉力点时，都需要持荷5min，拉力点的判断多是通过读取张拉设备上的压力表51 (见图2)获取的，当到达预设的压力点时，施工人员通过一组控制阀52 (见图2)来控制进入千斤顶内的油压，以维持当前千斤顶的拉力，接着，施工人员还要用钢尺测量并记录钢筋在几个规定张拉点处的伸长量。张拉完毕后，将两端的伸长量相加，得到钢筋在张拉结束后的实际伸长量，将其与设计时的计算伸长量进行对比，以检验张拉的结果是否满足相关要求。此外，现有技术中也有关于预应力张拉自动控制加载系统的研究，如公开号为CN1373347的发明专利公开的预应力张拉锚固自动控制综合测试仪，但这类设备主要是用于控制型的综合设备，其主要由计算机、系统主机和专用配套的千斤顶三大部分组成，通过计算机、位移传感器、压力传感器、电磁阀等对预应力张拉的施工过程进行监测和评估，属于整套的专用设备，系统较为复杂，且通用性较差。综上，在目前绝大部分的预应力张拉施工过程中存在如下问题I、在预应力张拉过程中，一般构件都需要逐级进行加载，即需要在几个规定的拉力点处停顿并持荷，否则容易出现回缩、锚口损失等问题，从而使预应力筋不能发挥应有的作用。但在目前的施工过程中，常为了项目进度的需要，在刚到达规定的压力点后，施工人员即马上测量钢筋的伸长量，然后紧接着就进行下一个压力点的张拉，基本不顾持荷时间的要求，从而影响了整个张拉的质量。2、在预应力张拉过程中，施工人员只记录几个规定点处的千斤顶的拉力值和钢筋的伸长量，且都是靠人工读表和读尺的方法来获取数据，而预应力梁场或施工工地的环境一般都较差，读数会存在较大的人为误差，测量结果不准确。3、在预应力张拉过程中，所有数据都是施工人员通过手写填表的方式来记录的，因此，即使某次张拉出现了一些异常情况，施工人员只需凭经验就可更改相关测量数据，最后递交到上级部门的数据几乎都是合格的，当梁板出现问题时，无法查找出真实的原因。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、通用性好的预应力张拉监测设备，以实现对预应力构件张拉过程的全程监测，防止施工人员篡改原始数据，规范施工人员在预应力张拉过程中的操作，从而提高预应力构件的施工质量。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案一种预应力张拉监测设备，包括传感器部分和控制箱，所述传感器部分通过信号电缆及所述控制箱上的信号接口与所述控制箱内的数据采集模块连接，所述数据采集模块与嵌入设置在控制箱上的智能一体机连接，所述传感器部分包括压力传感器和位移传感器，所述压力传感器用于测量由液压泵站泵进入到穿心式千斤顶的液压油的油压，通过液压泵/穿心式千斤顶校准的线性回归方程获取当前穿心式千斤顶的拉力，所述位移传感器用于测量张拉过程中穿心式千斤顶轴心带动预应力钢筋束的伸长量。优选地，所述智能一体机为采用触摸屏的交互式智能一体机。 优选地，所述压力传感器通过一根油管及设置在穿心式千斤顶进油管上的三通连接器与进入穿心式千斤顶的液压油相通，获取当前的油压，再经过转换计算获取当前穿心式千斤顶的张拉力。优选地，所述位移传感器为非接触式位移传感器，所述传感器部分还包括位移传感器挡板，所述位移传感器和位移传感器挡板配合使用，以测量张拉过程中千斤顶轴心带动预应力钢筋束的伸长量。优选地，所述压力传感器和位移传感器集成在传感器盒内，所述传感器盒通过磁性底座吸附在穿心式千斤顶的外壁上，所述位移传感器挡板通过磁性底座吸附在穿心式千斤顶的轴心上。优选地，所述控制箱上设置有将保存的加密测试数据上传到上级主管部门服务器的无线通信模块及通信天线。优选地，所述无线通信模块为3G/GPRS无线通信模块。优选地，所述控制箱上设置有通信频段设置媒介。优选地，所述通信频段设置媒介为通信频段设置按钮。优选地，在对预应力构件两端对称张拉的情况进行监测时，两台配合使用的所述预应力张拉监测设备无线通信连接，其中任一台监测设备均可设置成主机，另一台自动变为从机，主机可实现对主机和从机的控制，任一台监测设备上均可实时显示预应力构件两端的张拉信息。本实用新型的工作原理为通过采用压力传感器、位移传感器、数据采集模块及智能一体机，实现对张拉过程中每一时刻张拉力和预应力筋伸长量数据的实时记录，完成对整个张拉过程的监测，所有数据加密保存，施工人员无法对结果数据进行篡改。张拉完毕后，通过回放保存的原始数据，可以很方便的查看各时间点千斤顶的张拉力和预应力筋的伸长量，另外，通过分析持荷点处的数据，可以方便的看出张拉各阶段的持荷时间。本实用新型的有益效果为结构简单，通用性好，安装使用方便，可有效对施工人员在预应力张拉过程中的操作进行约束，从而提高预应力张拉的施工工艺及预应力构件的施工质量。
图I是本实用新型的预应力张拉监测设备的模块结构示意图；图2是本实用新型实施例的预应力张拉监测设备的应用结构示意图。图中1、控制箱；11、电源接口 ；12、信号接口 ；13、通信频段设置按钮；14、数据输出接口 ；15、设备总电源开关；16、交互式智能一体机；17、3G/GPRS无线通信模块；18、通信天线；2、传感器部分；21、压力传感器；22、非接触式位移传感器；23、位移传感器挡板；24、传感器盒；25、磁性底座；3、信号电缆；4、穿心式千斤顶；41、穿心式千斤顶轴心；5、液压泵站；51、压力表；52、控制阀；6、油管；7、进油管；8、三通连接器；
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。如图I 2所示，本实用新型实施例的预应力张拉监测设备，包括传感器部分和控制箱I，所述传感器部分2通过信号电缆3及所述控制箱I上的信号接口 11与所述控制箱I内的数据采集模块连接，所述数据采集模块与嵌入设置在控制箱I上的智能一体机连接，所述传感器部分2包括压力传感器21和位移传感器，所述压力传感器21用于测量由液压泵站5泵入到穿心式千斤顶4的液压油的油压，通过液压泵/穿心式千斤顶校准的线性回归方程获取当前穿心式千斤顶的拉力，所述位移传感器用于测量张拉过程中穿心式千斤顶轴心41带动预应力钢筋束的伸长量。为适于施工工地恶劣环境下的使用，优选地，本实施例的智能一体机为采用触摸屏的交互式智能一体机16。所述压力传感器21通过一根油管6及设置在穿心式千斤顶进油管7上的三通连接器8与进入穿心式千斤顶4的液压油相通，获取当前的油压，再经过转换计算获取当前穿心式千斤顶4的张拉力。为保证位移传感器安装位置的灵活性及监测设备的通用性，优选地，本实施例的位移传感器为非接触式位移传感器22，所述传感器部分2还包括位移传感器挡板23，所述非接触式位移传感器22和位移传感器挡板23配合使用，以测量张拉过程中千斤顶轴心带动预应力钢筋束的伸长量。为便于适应不同类型张拉设备(穿心式千斤顶)的监测要求，优选地，所述压力传感器和位移传感器集成在传感器盒24内，所述传感器盒24底部设置有永久性磁铁或磁性底座25，使用时，传感器盒24通过吸附方式方便地安装在不同类型的穿心式千斤顶4的外壁上，同样地，所述位移传感器挡板23底部也设置有永久性磁铁或磁性底座25，使用时，通过吸附方式安装在穿心式千斤顶轴心41上。所述控制箱I上设置有将保存的加密测试数据上传到上级主管部门服务器的无线通信模块及通信天线18。优选地，本实施例的无线通信模块为3G/GPRS无线通信模块17。张拉完毕后，所述控制箱I上的3G/GPRS无线通讯模块17将保存的加密测试数据进行无线上传，上级主管部门的服务器即时进行接收，然后进行存档和数据化管理等工作。所述控制箱I上设置有通信频段设置媒介，如通信频段设置按钮、旋钮或交互式智能一体机16的触摸屏，这样当有两套及以上的张拉设备同时工作时，每组预应力张拉监测设备可通过设定不同的通信频段，来保证每组监测设备间的通讯不受其他组监测设备的干扰。优选地，本实施例的通信频段设置媒介为通信频段设置按钮13。优选地，在对预应力构件两端对称张拉的情况进行监测时，两台配合使用的所述预应力张拉监测设备通过专用的无线电台无线通信连接，其中任一台监测设备均可设置成主机，另一台自动变为从机，主机可实现对主机和从机的控制，从而实现单端操作，减少监测人员的配置；在张拉过程中，任一台监测设备上均可实时显示预应力构件两端的张拉信息，即可在任一台监测设备上实时查看预应力构件两端的张拉情况。所述控制箱I上还设置有电源接口 11、设备总电源开关15和数据输出接口 14。在使用本实用新型对预应力张拉过程进行监测时，只需在原张拉设备(穿心式千斤顶)的进油管7上增设一个三通连接器8，使油管6与三通连接器8上空余的那个通口连接，然后将传感器盒24和位移传感器挡板23吸附在穿心式千斤顶的相应位置，即可实现对 张拉过程的全程监测，无需再对原有设备进行其他改装。本实用新型的预应力张拉监测设备适用于目前各施工单位使用的全部预应力张拉设备，通用性好，设备安装简单、软件使用方便，具有很强的适用性。另外，本实用新型采用模块化设计，整套设备体积较小，便于携带和快速组装，是上级管理部门对各施工单位预应力张拉过程进行监测的有效设备。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种预应力张拉监测设备，其特征在于包括传感器部分和控制箱，所述传感器部分通过信号电缆及所述控制箱上的信号接口与所述控制箱内的数据采集模块连接，所述数据采集模块与嵌入设置在控制箱上的智能一体机连接，所述传感器部分包括压力传感器和位移传感器，所述压力传感器用于测量由液压泵站泵进入到穿心式千斤顶的液压油的油压，通过液压泵/穿心式千斤顶校准的线性回归方程获取当前穿心式千斤顶的拉力，所述位移传感器用于测量张拉过程中穿心式千斤顶轴心带动预应力钢筋束的伸长量。
2.根据权利要求I所述的预应力张拉监测设备，其特征在于所述智能一体机为采用触摸屏的交互式智能一体机。
3.根据权利要求I所述的预应力张拉监测设备，其特征在于所述压力传感器通过一根油管及设置在穿心式千斤顶进油管上的三通连接器与进入穿心式千斤顶的液压油相通，获取当前的油压，再经过转换计算获取当前穿心式千斤顶的张拉力。
4.根据权利要求3所述的预应力张拉监测设备，其特征在于所述位移传感器为非接触式位移传感器，所述传感器部分还包括位移传感器挡板，所述位移传感器和位移传感器挡板配合使用，以测量张拉过程中千斤顶轴心带动预应力钢筋束的伸长量。
5.根据权利要求4所述的预应力张拉监测设备，其特征在于所述压力传感器和位移传感器集成在传感器盒内，所述传感器盒通过磁性底座吸附在穿心式千斤顶的外壁上，所述位移传感器挡板通过磁性底座吸附在穿心式千斤顶的轴心上。
6.根据权利要求I所述的预应力张拉监测设备，其特征在于所述控制箱上设置有将保存的加密测试数据上传到上级主管部门服务器的无线通信模块及通信天线。
7.根据权利要求6所述的预应力张拉监测设备，其特征在于所述无线通信模块为3G/GPRS无线通信模块。
8.根据权利要求I所述的预应力张拉监测设备，其特征在于所述控制箱上设置有通信频段设置媒介。
9.根据权利要求8所述的预应力张拉监测设备，其特征在于所述通信频段设置媒介为通信频段设置按钮。
10.根据权利要求I所述的预应力张拉监测设备，其特征在于在对预应力构件两端对称张拉的情况进行监测时，两台配合使用的所述预应力张拉监测设备无线通信连接，其中任一台监测设备均可设置成主机，另一台自动变为从机，主机可实现对主机和从机的控制，任一台监测设备上均可实时显示预应力构件两端的张拉信息。
专利摘要本实用新型公开了一种预应力张拉监测设备，包括传感器部分和控制箱，所述传感器部分通过信号电缆及所述控制箱上的信号接口与所述控制箱内的数据采集模块连接，所述数据采集模块与嵌入设置在控制箱上的智能一体机连接，所述传感器部分包括压力传感器和位移传感器，所述压力传感器用于测量由液压泵站泵进入到穿心式千斤顶的液压油的油压，通过液压泵/穿心式千斤顶校准的线性回归方程获取当前穿心式千斤顶的拉力，所述位移传感器用于测量张拉过程中穿心式千斤顶轴心带动预应力钢筋束的伸长量。本实用新型解决了预应力构件张拉过程全程监测的问题，可有效约束施工人员在预应力张拉过程中的操作，提高预应力构件的施工质量，具有结构简单、通用性好、安装使用方便的优点。
文档编号G01L5/00GK202693175SQ20122023490
公开日2013年1月23日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者侯君辉, 吴智山, 李孝兵, 孙成来, 田士强, 王辉 申请人:北京市路兴公路新技术有限公司