螺杆检测用张拉仪的制作方法

本实用新型涉及一种螺杆检测用张拉仪，尤其涉及一种应用于悬索桥的大截面螺杆检测用张拉仪。

背景技术：

在本实用新型之前，尚无高效的方法及设备可测试出悬索桥上用于紧固索夹的螺杆的拉力。通常情况下，为保证螺杆拉力处于合理状态，管养单位的解决方法是将螺杆张拉到指定拉力状态，拧紧螺母，通过螺母使螺杆有效套箍在索夹上。

该方法的不足之处是，为使桥梁承重构件主缆处于合理的受力状态下，需定期对全部螺杆进行张拉，费时费力。并且张拉后无法确定螺杆拉力是否达到要求，无法保证张拉质量。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种螺杆检测用张拉仪，特别是关于一种应用于悬索桥的大截面螺杆检测用张拉仪。使用本实用新型的张拉仪，可准确方便地测试出螺杆当前的预紧力，为后续是否需要补张提供依据，同时，对螺杆补张完成后，可根据测试结果对补张效果进行评估。

为实现上述目的，本实用新型提供一种螺杆检测用张拉仪，其包括：

机械模块，用于对螺杆进行张拉和对螺母的松紧程度进行调节；

数据采集模块，用于采集所述机械模块在对螺杆进行张拉时的压力、超声波声时和温度数据；

数据分析模块，用于接收所述数据采集模块所采集的数据，并生成螺杆长度-拉力关系曲线。

优选地，所述机械模块包括垫块、螺母调节块、千斤顶、张拉螺母和油泵；所述油泵更优选为轻型手动式高压油泵，以方便应用于高空作业。

优选地，所述数据采集模块包括压力传感器、超声传感器和温度传感器；更优选地，所述压力传感器为应变片式压力传感器。在工作时，所述压力传感器的一端连接在所述油泵上，所述压力传感器的另一端连接在所述数据分析模块上；所述超声传感器的一端连接在螺杆的端头，所述超声传感器的另一端连接在所述数据分析模块上；所述温度传感器的一端连接在螺杆的端头，所述温度传感器的另一端连接在所述数据分析模块上。

其中，所述超声传感器用于采集超声波声时；所述温度传感器在所述超声传感器测试完毕后使用，用以采集温度数据并对采集的其他数据进行修正。

本实用新型采用测试超声波声时的方法，可以反算出螺杆伸长量的变化。同时，由于大截面螺杆受力伸长量较小，而超声波传播速度快，测试精度高，对螺杆伸长量变化敏感，可以精确反映螺杆所受的当前拉力。

优选地，所述数据分析模块为一台便携式工控机，包含屏幕、计算芯片以及用于接收所述压力传感器、超声传感器和温度传感器所传输的数据的接口。在工作时，将螺杆设计长度、螺杆材料等参数输入，并测得压力、超声波声时和温度等数据后，程序能自动得出螺杆长度-拉力关系曲线，使用该曲线可以指导螺杆张拉施工、螺杆预紧力补张、螺杆预紧力的超声测试。

优选地，所述数据分析模块在获取到实时的超声波声时、压力、温度等数据后，根据超声波声时反算出螺杆长度，并对螺杆长度进行温度修正，再根据螺杆长度-拉力关系，采用最小二乘法自动判读出螺杆的当前拉力。

优选地，所述数据分析模块还与一电脑相连，用于导出分析测试数据，将测试到的超声波声时、压力、温度、螺杆预紧力等数据导出、保存至电脑中。

本实用新型还提供上述螺杆检测用张拉仪在螺杆紧固实施工程中的应用。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型采用测试超声波声时的方法，反算出螺杆伸长量的变化。由于大截面螺杆受力伸长量较小，而超声波传播速度快，测试精度高，对螺杆伸长量变化敏感，因而测试得到的螺杆当前拉力精确度高。

2、本实用新型在测试过程中实时记录下声时、压力、温度等信号，采样频率高，可达到5Hz以上。

3、轻型手动式高压油泵的运用，使得本实用新型的仪器便于主缆上高空狭小空间作业。

4、本实用新型的数据采集分析模块，根据采集到的温度数据，可对声时数据进行修正，进一步使得测得的螺杆当前拉力更加精确。

5、本实用新型在测试出螺杆的预紧力以后，可对不满足要求的螺杆补张到规定的拉力，克服了传统作业张拉后无法确定拉力是否达标的弊端。

附图说明

图1是本实用新型的螺杆检测用张拉仪的整体示意图。

图2是本实用新型的螺杆检测用张拉仪的机械模块的结构示意图。

图3是本实用新型的螺杆检测用张拉仪在使用时对螺杆拉力测试补张的流程图。

图4是实施例2中根据表1的实测数据自动生成的折线图。

图5是实施例2中根据表1的实测数据通过最小二乘法拟合生成的折线图。

【附图标记说明】

机械模块 1

数据采集模块 2

数据分析模块 3

垫块 4

螺母调节块 5

千斤顶 6

张拉螺母 7

油泵 8

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型提供一种螺杆检测用张拉仪，其包括：

机械模块，用于对螺杆进行张拉和对螺母的松紧程度进行调节；

数据采集模块，用于采集所述机械模块在对螺杆进行张拉时的压力、超声波声时和温度数据；

数据分析模块，用于接收所述数据采集模块所采集的数据，并生成螺杆长度-拉力关系曲线。

优选地，所述机械模块包括垫块、螺母调节块、千斤顶、张拉螺母和油泵；所述油泵更优选为轻型手动式高压油泵，以方便应用于高空作业。

优选地，所述数据采集模块包括压力传感器、超声传感器和温度传感器；在工作时，所述压力传感器的一端连接在所述油泵上，所述压力传感器的另一端连接在所述数据分析模块上；所述超声传感器的一端连接在螺杆的端头，所述超声传感器的另一端连接在所述数据分析模块上；所述温度传感器的一端连接在螺杆的端头，所述温度传感器的另一端连接在所述数据分析模块上。

其中，所述超声传感器用于采集超声波声时；所述温度传感器在所述超声传感器测试完毕后使用，用以采集温度数据并对采集的其他数据进行修正。

本实用新型采用测试超声波声时的方法，可以反算出螺杆伸长量的变化。同时，由于大截面螺杆受力伸长量较小，而超声波传播速度快，测试精度高，对螺杆伸长量变化敏感，可以精确反应螺杆所受的当前拉力。

优选地，所述数据分析模块为一台便携式工控机，包含屏幕、计算芯片以及用于接收所述压力传感器、超声传感器和温度传感器所传输的数据的接口。在工作时，将螺杆设计长度、螺杆材料等参数输入，并测得压力、超声波声时和温度等数据后，程序能自动得出螺杆长度-拉力关系曲线，使用该曲线可以指导螺杆张拉施工、螺杆预紧力补张、螺杆预紧力的超声测试。

优选地，所述数据分析模块在获取到实时的声时、压力、温度等数据后，采用最小二乘法自动判读出螺杆的当前拉力。

优选地，所述数据分析模块还与一电脑相连，用于导出分析测试数据，将测试到的声时、压力、温度、螺杆预紧力等数据导出、保存至电脑中。

以下是具体的实施例。

实施例1

本实施例提供一种螺杆检测用张拉仪，如图1和图2所示，其包括机械模块1、数据采集模块2和数据分析模块3。所述机械模块包括垫块4、螺母调节块5、千斤顶6、张拉螺母7和油泵8；本实施例中的油泵8为轻型手动式高压油泵，方便应用于高空作业。

所述数据采集模块2包括压力传感器、超声传感器和温度传感器；在工作时，所述压力传感器的一端连接在所述油泵8上，所述压力传感器的另一端连接在所述数据分析模块3上；所述超声传感器的一端连接在螺杆的端头，所述超声传感器的另一端连接在所述数据分析模块3上；所述温度传感器的一端连接在螺杆的端头，所述温度传感器的另一端连接在所述数据分析模块3上。其中，所述超声传感器用于采集超声波声时；所述温度传感器在所述超声传感器测试完毕后使用，用以采集温度数据并对采集的其他数据进行修正。

实施例2

应用实施例1所述的螺杆检测用张拉仪对某一大型悬索桥上用于紧固索夹的螺杆进行拉力测试和调节。

将垫块、螺母调节块以及千斤顶套箍在索夹螺杆上，张拉螺母旋拧在螺杆上，并使其顶紧在千斤顶上。超声传感器安装于螺杆一端；温度传感器放置在待测试螺杆的侧面；压力传感器安装在千斤顶与张拉螺母之间。最后用油管将千斤顶与油泵连接在一起。

在工作时，首先打开数据采集分析仪，确认超声、温度以及压力传感器接收数据正常。打开手摇油泵，对千斤顶进行张拉，初次张拉至目标拉力的15％左右，而后卸载，以消除机械构件间的非弹性变形。然后开始正式张拉测试，均匀地逐步张拉至目标拉力的110％。从数据采集分析仪上即可读出该螺杆当前的预紧力。若当前预紧力小于目标拉力，则对其进行补张；若满足要求，则将千斤顶卸载，具体操作流程请见图3。如此，则完成了本次螺杆的测试补张工作。

现选取一组实测数据如下表1所示：

表1某组典型实测数据

表1的数据自动生成的折线图如图4所示。

通过最小二乘法拟合折线验算，如图5所示。

其计算结果为43.19吨，不满足设定拉力，需要拧紧螺母，卸载后重新进行测试。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。