用于小截面试验梁施加预应力的精轧螺纹钢筋张拉装置的制作方法

1.本实用新型涉及预应力技术领域，特别涉及用于小截面试验梁施加预应力的精轧螺纹钢筋张拉装置。


背景技术：

2.在桥梁等土木工程项目建设的过程中往往需要使用预应力张拉对构件提前加拉力，使得被施加预应力张拉构件承受压应力，预应力张拉在混凝土或钢筋混凝土结构的构件中引入内部应力，进而使得其产生一定的形变，其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适的程度，来应对结构本身所受到的荷载，使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂，或者推迟开裂，或者使裂缝宽度减小，荷载包括构件自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等。预加应力的方法有先张法和后张法，现有工程中主要采用后张法。后张法是指先浇筑混凝土构件，待混凝土结硬后，再张拉预应力筋并锚固的方法。在张拉过程中根据预应力筋不同匹配相应的锚具，预应力筋如主要有高强钢丝、钢绞线，预应力螺纹钢筋等，使用的锚具有锥形锚、夹片锚、螺纹锚具(螺母)等。
3.在桥梁结构基础技术研究与工程应用研究中，为获得某些构件的力学指标的特征，往往以实桥结构构件为原型，按相似理论制作试验梁作为研究对象，然后进行力学性能试验，进而模拟结构构件在受力状态下的性能表现。在试验条件下的试验梁很多是小截面试验梁，试验梁的截面积小于500mm*500mm，现有工程中，对预应力施加主要采用钢绞线及其配套锚具为主，张拉过程要求相应的张拉设备和一定的工作空间，同时混凝土构件须具有足够的截面面积来布置锚具，重复张拉操作繁琐，该方法不适用于试验条件有限时的小截面试验梁。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有的张拉中混凝土构件须具有足够的截面面积来布置锚具，重复张拉操作繁琐的问题，提供一种用于小截面试验梁施加预应力的精轧螺纹钢筋张拉装置，张拉装置受力明确、操作简单、适用于常规试验条件，而且保证了预应力筋张拉的安全性和便捷性，该装置能够重复张拉、放松或拆卸。
5.为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.用于小截面试验梁施加预应力的精轧螺纹钢筋张拉装置，包括顶推机构和夹持机构，
7.所述夹持机构设置有两组，所述夹持机构包括支撑板和固定件，所述支撑板上设置有通孔，试验梁的精轧螺纹钢筋两端分别穿过所述支撑板上的通孔与所述固定件连接；所述顶推机构设置有两组，所述顶推机构对称布置于试验梁两侧，用于对所述支撑板形成顶推作用。
8.在本实用新型中，试验梁内的精轧螺纹钢筋穿过支撑板上的通孔，与并用其配套的固定件连接固定，通过支撑板对精轧螺纹钢筋进行锚固，形成张拉机构，两组顶推机构保
持对称，均衡顶推支撑板，顶推机构与张拉机构共同作用形成整体式张拉装置，从而张拉精轧螺纹钢筋。
9.进一步地，所述固定件为螺母，采用螺母固定试验梁中的精轧螺纹钢筋，采用螺母固定方便、快捷，在进行张拉前，可快速地将试验梁的钢筋进行固定。更进一步地，所述夹持机构还包括垫块，所述垫块设置在所述支撑板和所述固定件之间，精轧螺纹钢筋穿过所述支撑板上的通孔、所述垫块，与所述固定件连接，所述垫块的设置使所述固定件与试验梁钢筋之间的连接更牢固。
10.进一步地，所述顶推机构包括同轴依次连接设置的底座、千斤顶、压力传感器和调节块，，两组所述顶推机构抵接在所述调节块的长度可调节，根据精轧螺纹钢筋所需的长度及时进行调节，以适应不同长度的试验梁，所述调节块与所述支撑板连接或抵接；所述千斤顶通过液压泵控制千斤顶施加顶推力顶推所述支撑板，所述底座与所述支撑板连接或抵接。所述压力传感器上的应变采集仪显示应变大小，来反馈所述千斤顶顶推力，从而控制精轧螺纹钢筋张拉力的大小。
11.进一步地，所述夹持机构还包括限位螺杆，两组所述限位螺杆对称布置于试验梁两侧，所述限位螺杆与所述支撑板垂直连接或接近垂直连接，偏差角度
±5°
以内。所述支撑板在顶推机构作用下移动的过程中，设置了限位螺杆，使处理的钢筋处于较直的状态，防止顶推机构在顶推过程中晃动对待处理精轧螺纹钢筋造成弯折。
12.进一步地，所述张拉装置还包括位移检测机构，用于预应力张拉长度的测量，所述位移检测机构包括连接板和位移传感器，所述连接板连接在精轧螺纹钢筋的一端，所述位移传感器设置在所述连接板上。所述位移传感器通过所述连接板与精轧螺纹钢筋相对固定，因此位移传感器与精轧螺纹钢筋是同步动作的，在顶推机构通过夹持机构的支撑板对预应力筋进行张拉时，即使夹持机构与精轧螺纹钢筋之间产生相对滑移，该滑移不会影响到位移传感器对精轧螺纹钢筋的张拉长度测量，可以保证对预应力张拉长度测量的准确性。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
14.1、本实用新型提出用于小截面试验梁施加预应力的精轧螺纹钢筋张拉装置，精轧螺纹钢筋穿过支撑板上的通孔，与并用其配套的固定件连接固定，通过支撑板对精轧螺纹钢筋进行锚固，形成张拉机构，两组顶推机构保持对称，均衡顶推支撑板，顶推机构与张拉机构共同作用形成整体式张拉装置，从而张拉精轧螺纹钢筋通过顶推锚固精轧螺纹钢筋的厚钢板从而实现张拉目的，不仅受力明确、操作简单、适用于常规试验条件，而且保证了预应力筋张拉的安全性和便捷性，能够重复张拉、放松或拆卸。
15.2、本实用新型张拉装置的夹持机构设置有限位螺杆，限位螺杆与支撑板垂直连接，使处理的钢筋处于较直的状态，防止顶推机构在顶推过程中晃动对待处理精轧螺纹钢筋造成弯折。
16.3、本实用新型张拉装置设置有位移检测机构，位移检测机构的连接板连接在精轧螺纹钢筋的一端，位移传感器设置连接板上，位移传感器与精轧螺纹钢筋的位置相对固定，因此位移传感器与精轧螺纹钢筋是同步动作的，在顶推机构通过夹持机构的支撑板对预应力筋进行张拉时，即使夹持机构与精轧螺纹钢筋之间产生相对滑移，该滑移不会影响到位移传感器对精轧螺纹钢筋的张拉长度测量，可以保证对预应力张拉长度测量的准确性。
附图说明
17.图1为实施例1中小截面试验梁精轧螺纹钢筋张拉装置的结构示意图；
18.图2为实施例2中小截面试验梁精轧螺纹钢筋张拉装置的结构示意图；
19.图3为实施例3中小截面试验梁精轧螺纹钢筋张拉装置的结构示意图；
20.图中标记：1-试验梁，2-精轧螺纹钢筋，3-支撑板，4-固定件，5-垫块，6-底座，7-千斤顶，8-压力传感器，9-调节块，10-限位螺杆，11-连接板，12-位移传感器。
具体实施方式
21.下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
22.实施例1
23.本实施例试验梁1的截面为150mm*200mm，长度为1.4m，是小截面试验梁，如图1所示，用于小截面试验梁施加预应力的精轧螺纹钢筋张拉装置，包括顶推机构和夹持机构，夹持机构设置有两组，夹持机构包括支撑板3和固定件4，支撑板3上设置有通孔，精轧螺纹钢筋2的两端分别穿过支撑板3上的通孔与固定件4连接；顶推机构，设置有两组，两组对称布置于试验梁1两侧，用于对支撑板3形成顶推作用。
24.固定件4为螺母，采用螺母固定试验梁1的精轧螺纹钢筋2，方便、快捷，在进行张拉前，可快速地将精轧螺纹钢筋2进行固定。在本实施例中，夹持机构还包括垫块5，垫块5设置在支撑板3和固定件4之间，精轧螺纹钢筋2穿过支撑板3上的通孔、垫块5与固定件4连接，垫块5的设置使固定件4与试验梁1钢筋之间的连接更牢固。
25.顶推机构包括同轴依次连接设置的底座6、千斤顶7、压力传感器8和调节块9，调节块9的长度可调节，根据精轧螺纹钢筋2所需的长度及时进行调节，以适应不同长度的试验梁1，在本实施例中，调节块9与支撑块为抵接；千斤顶7推力由其配套液压泵施加，通过液压泵控制千斤顶7施加顶推力顶推支撑板3，两支撑板3相对位移即为精轧螺纹钢筋2的伸长值。压力传感器8上有应变采集仪，应变采集仪显示为压力传感器8的应变值，可换算为千斤顶7的顶推力，从而控制对精轧螺纹钢筋2张拉力的大小。当进行预应力张拉前，张拉精轧螺纹钢筋2可在实验室完成，将试验梁1中精轧螺纹钢筋2的两端分别穿过两块支撑板3上的通孔，与并用其配套的螺母连接固定，形成张拉机构，顶推机构与张拉机构共同作用形成整体式张拉装置，从而张拉精轧螺纹钢筋2。
26.进行张拉操作时，先松开试验梁1两端螺母，当液压泵工作时千斤顶7推力缓慢增加，两组顶推机构保持对称，均衡顶推支撑板3，精轧螺纹钢筋2缓慢伸长，整个装置受力明确。压力感应器上的应变采集仪显示应变大小换算为千斤顶7顶推力，达到设计值时暂停液压泵，拧紧试验梁1两端螺母，然后缓慢卸力即可对试验梁1完成预应力施加。通过液压泵控制千斤顶7推力，加载卸载方便，可重复张拉、放松或拆卸，保证了精轧螺纹钢筋2张拉过程中的安全性和便捷性。
27.实施例2
28.如图2所示，本实施例与实施例1类似，提供了用于小截面试验梁施加预应力的精轧螺纹钢筋张拉装置，包括顶推机构和夹持机构，夹持机构设置有两组，夹持机构包括支撑
板3和固定件4，支撑板3上设置有通孔，精轧螺纹钢筋2两端分别穿过支撑板3上的通孔与固定件4连接；顶推机构，设置有两组，对称布置于试验梁1两侧。顶推机构与实施例1相同，夹持机构还包括限位螺杆10，两组限位螺杆10对称布置于试验梁1两侧，限位螺杆10与支撑板3垂直连接。支撑板3在顶推机构作用下移动的过程中，设置了限位螺杆10，使处理的精轧螺纹钢筋2处于较直的状态，防止顶推机构在顶推过程中晃动对待处理精轧螺纹钢筋2造成弯折。
29.实施例3
30.如图3所示，本实施例与实施例1类似，提供了用于小截面试验梁施加预应力的精轧螺纹钢筋张拉装置，包括顶推机构和夹持机构，夹持机构设置有两组，夹持机构包括支撑板3和固定件4，支撑板3上设置有通孔，精轧螺纹钢筋2两端分别穿过支撑板3上的通孔与固定件4连接；顶推机构，设置有两组，对称布置于试验梁1两侧。顶推机构和夹持架构与实施例1相同，张拉装置还包括位移检测机构，用于预应力张拉长度的测量，位移检测机构包括连接板11和位移传感器12，连接板11连接在精轧螺纹钢筋2的一端，位移传感器12设置在连接板11上。位移传感器12通过连接板11与精轧螺纹钢筋2相对固定，因此位移传感器12与精轧螺纹钢筋2是同步动作的，在顶推机构通过夹持机构的支撑板3对预应力筋进行张拉时，即使夹持机构与精轧螺纹钢筋2之间产生相对滑移，该滑移不会影响到位移传感器12对精轧螺纹钢筋2的张拉长度测量，可以保证对预应力张拉长度测量的准确性。
31.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。