一种斜拉索应力下具有调节功能的长度测量工装及方法与流程

本发明涉及斜拉索预应力长度测量，具体为一种斜拉索应力下具有调节功能的长度测量工装及方法。

背景技术：

1、斜拉索是斜拉桥的主要组成构件，是把斜拉桥主梁及桥面重量直接传递到塔架上的主要承重部材。准确确定特定状态下斜拉索的特征参数如无应力长度、成品索长和斜拉索倾角等，是斜拉桥结构设计和施工中的关键。斜拉索的应力长度，是指其在应力状态下的几何长度。

2、以往的斜拉索应力长度是将斜拉索张拉到规定的索力，然后持荷状态下，近距离人工采用激光测距仪或钢卷尺在张拉台座内进行测量，斜拉索早持荷状态下存在较大的安全隐患，近距离观测可能造成不必要的隐患。

3、人工安装激光测距仪或者钢卷尺，可能因为存在安装垂直度的误差导致测量存在误差，对最终测量结果造成影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种拉索应力下具有调节功能的长度测量工装及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种长度测量工装包括底座、张拉台座、张拉连接器、锚杯、千斤顶、自校连接装置、调高支架、斜拉索体、棱镜、全站仪，底座与张拉台座固定连接，张拉台座与张拉连接器固定连接，张拉连接器与底座滑动连接，张拉连接器与锚杯固定连接，锚杯与千斤顶固定连接，千斤顶与张拉连接器固定连接，千斤顶位于张拉连接器远离张拉台座的一侧，锚杯与自校连接装置滑动连接，自校连接装置与调高支架固定连接，调高支架与棱镜固定连接，锚杯与斜拉索体固定连接，全站仪与底座固定连接，全站仪位于棱镜的斜上方。

3、张拉台座固定在底座上，张拉连接器固定连接张拉台座，锚杯固定在张拉连接器上，锚杯夹持斜拉索体，千斤顶拉动锚杯夹紧斜拉索体，带动张拉连接器向两侧移动，斜拉索体拉紧至应力状态，自校连接装置调整调高支架状态至垂直，调整调高支架的高度，并且使两侧棱镜在同一高度，打开全站仪，激光照射棱镜测量长度。

4、进一步的，锚杯包括杯壳、连接座、滑动槽、拉缩杆、第一压缩弹簧、第二压缩弹簧、锥形夹爪，杯壳与张拉连接器固定连接，拉缩杆与千斤顶固定连接，拉缩杆与连接座固定连接，连接座与滑动槽固定连接，滑动槽与第一压缩弹簧固定连接，第一压缩弹簧与杯壳固定连接，滑动槽与锥形夹爪滑动连接，锥形夹爪锥面面向千斤顶，杯壳开口处为背向千斤顶的换向坡面，锥形夹爪锥面与杯壳开口处换向坡面滑动连接，锥形夹爪与第二压缩弹簧连接，锥形夹爪与斜拉索体固定连接。

5、千斤顶固定连接拉缩杆，拉动连接座向远离锥形夹爪的一侧运动，锥形夹爪的锥面与杯壳开口处背向千斤顶的斜面滑动连接，推动锥形夹爪向圆心聚拢，夹紧斜拉索体，锥形夹爪的末端与滑动槽固定连接，第一压缩弹簧连接滑动槽与杯壳，上下两个锥形夹爪末端固定连接有第二压缩弹簧，在千斤顶还原不拉动拉缩杆时，第一压缩弹簧与第二压缩弹簧复原，带动锥形夹爪松开斜拉索体。

6、进一步的，自校连接装置包括轴承座、连接台、第一连杆、第二连杆、平衡杆、第一配重块、第二配重块，轴承座的轴承内壁与杯壳滑动连接，连接台与轴承座转动连接，第一连杆与连接台转动连接，第二连杆与连接台转动连接，第一连杆与平衡杆转动连接，第二连杆与平衡杆转动连接，平衡杆与轴承座转动连接，第一连杆远离连接台的一端与第一配重块铰接，第二连杆远离连接台的一端与第二配重块铰接。

7、轴承座套在杯壳上，连接台与轴承座转动连接，第一配重块与第二配重块重量相等，第一连杆末端转动连接第一配重块，第二连杆末端转动连接第二配重块，第一连杆另一端铰接在连接台一侧，第二连杆另一端铰接在连接台另一侧，两铰接点距离连接台中心位置相等，在重力的影响下，使得连接台两端所受向下的力相等，平衡杆中心与轴承座转动连接，平衡杆两端分别与第一连杆与第二连杆的相同位置铰接，限定连接台转动角度，连接台保持水平状态。

8、进一步的，调高支架包括连接杆、高度调节器、横移滑轨，高度调节器与连接台固定连接，连接杆与高度调节器滑动连接，连接杆与高度调节器滑动连接，横移滑轨设有一个，横移滑轨一端和其中一个高度调节器固定连接，横移滑轨另一端和另一个高度调节器滑动连接。

9、一组高度调节器固定在连接台上，在自校连接装置达到垂直平衡后，另一组高度调节器沿着横移滑轨，固定在另一侧的自校连接装置上，调整连接杆高度，确保两侧棱镜在同一高度。

10、进一步的，高度调节器包括壳体、锁紧机构、变档调高机构，壳体与连接台固定连接，壳体与横移滑轨滑动连接，锁紧机构与壳体固定连接，变档调高机构与锁紧机构滑动连接。

11、在调整连接杆高度时，按动锁紧机构，锁紧机构开锁，手动调节变档调高机构723至需要的高度后，再次按动锁紧机构，锁死机构，连接杆会固定在所需高度。

12、进一步的，锁紧机构包括按钮、推动杆、第三压缩弹簧、伸缩卡头、锁钮卡扣，按钮与壳体滑动连接，按钮与推动杆固定连接，推动杆与第三压缩弹簧固定连接，第三压缩弹簧与壳体固定连接，伸缩卡头与推动杆固定连接，伸缩卡头与锁钮卡扣滑动连接，锁钮卡扣与壳体固定连接。

13、按下按钮，带动推动杆向下，推动杆上固定有伸缩卡头，伸缩卡头与锁钮卡扣的卡槽连接，推动杆末端向外推动变档调高机构，锁紧机构开锁，变档调高机构高度可调；再次按下按钮，伸缩卡头向下，弹簧头缩回，第三压缩弹簧复原，使推动杆向上，伸缩卡头的弹簧头弹出时已经错过锁钮卡扣的卡槽，变档调高机构复原，机构锁死。

14、进一步的，变档调高机构包括限位卡扣、第四压缩弹簧、高度档杆，限位卡扣与壳体滑动连接，限位卡扣与第四压缩弹簧固定连接，第四压缩弹簧与壳体固定连接，高度档杆与壳体滑动连接，限位卡扣上有面向高度档杆的斜面凸块，推动杆远离按钮的一端为背向高度档杆的斜面，推动杆与限位卡扣滑动连接。

15、推动杆远离按钮的一端为背向高度档杆的斜面与限位卡扣上有面向高度档杆的斜面凸块滑动连接，推动杆向下，限位卡扣向远离高度档杆一侧运动，限位卡扣前端斜面接触高度档杆，向上拉动高度档杆可以拉动；推动杆向上，限位卡扣向靠近高度档杆一侧运动，限位卡扣凹槽完全卡住高度档杆的凸出块，高度档杆完全锁死不可拉动。

16、一种斜拉索应力下具有调节功能的长度测量工装的测量方法包括以下步骤：

17、1)夹紧斜拉索：锥形夹爪在千斤顶的拉力下缩紧，由于锥形夹爪的夹持面积增大，单位面积压强减小，减少了对于斜拉索体保护层的损坏。

18、2)拉紧斜拉索，使其处于应力状态：两侧的千斤顶分别向远离张拉台座的方向产生拉力，使得斜拉索体受力均匀。

19、3)调整垂直度：自校连接装置通过两侧配重的平衡调整，连接台，使调高棱镜支架始终保持垂直，避免测量误差。

20、4)调整支架高度；高度调节器可以变档调节棱镜的高度，达到测量要求。

21、5)激光照射：启动全站仪激光照射两侧棱镜，利用角度差测量应力长度。

22、进一步的，测量步骤3)：自校连接装置厚度约为100mm-200mm，宽度不大于张拉连接器内槽宽度，自校连接装置平整度偏差小于0.5mm，自校连接装置轴承圆心与斜拉索体及锚杯的同心度偏差小于0.5mm。

23、由于斜拉索锚具为带外螺纹的圆柱体，斜拉索索体为带高密度聚乙烯护套的圆柱体，均无法直接安装远程长度测量用棱镜，设计、制作安装在张拉连接器内的自校连接装置和调高棱镜支架安装在锚杯端部，便于棱镜的安装，为了确保斜拉索在应力测长加载过程中，自校连接装置保持形状稳定性，自校连接装置须具有足够的刚度，测长基准垫板的厚度约为100mm-200mm，宽度不大于张拉连接器内槽宽度。

24、进一步的，测量步骤4)：全站仪安装后的高度应高出地面30mm-1000mm。

25、为了确保斜拉索测量锚固点引出后满足全站仪空间读数要求，棱镜支架柱体可采用圆柱体或者方形柱体，安装后的高度应高出地面300mm-1000mm。

26、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明可实现远程作业的斜拉索应力下的长度测量方法，本发明在锚杯中优化设计了锥形夹爪大面积夹持斜拉索，减小单位面积所受压力，避免了斜拉索保护层在测量过程中损坏，在测量设备的基础上设计了自主校正连接基板的装置，在安装后调高支架后可以自主校正调高支架的垂直度，防止支架在测试过程中的失稳引起的测量误差，避免人工安装时因安装垂直度造成的误差，也省去了人工二次检测支架垂直度的工序，在调高支架设计了变档调高装置，可在固定区间内调整所需的支架高度，确保斜拉索测量锚固点引出后满足全站仪空间读数要求，全站仪激光照射远离张拉台座的棱镜，不需要人工近距离使用钢卷尺测量，也避免了斜拉索近距离损坏激光测距仪的可能，减小了安全隐患。