本實(shí)用新型涉及一種螺桿檢測(cè)用張拉儀，尤其涉及一種應(yīng)用于懸索橋的大截面螺桿檢測(cè)用張拉儀。

背景技術(shù)：

在本實(shí)用新型之前，尚無(wú)高效的方法及設(shè)備可測(cè)試出懸索橋上用于緊固索夾的螺桿的拉力。通常情況下，為保證螺桿拉力處于合理狀態(tài)，管養(yǎng)單位的解決方法是將螺桿張拉到指定拉力狀態(tài)，擰緊螺母，通過(guò)螺母使螺桿有效套箍在索夾上。

該方法的不足之處是，為使橋梁承重構(gòu)件主纜處于合理的受力狀態(tài)下，需定期對(duì)全部螺桿進(jìn)行張拉，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。并且張拉后無(wú)法確定螺桿拉力是否達(dá)到要求，無(wú)法保證張拉質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種螺桿檢測(cè)用張拉儀，特別是關(guān)于一種應(yīng)用于懸索橋的大截面螺桿檢測(cè)用張拉儀。使用本實(shí)用新型的張拉儀，可準(zhǔn)確方便地測(cè)試出螺桿當(dāng)前的預(yù)緊力，為后續(xù)是否需要補(bǔ)張?zhí)峁┮罁?jù)，同時(shí)，對(duì)螺桿補(bǔ)張完成后，可根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)補(bǔ)張效果進(jìn)行評(píng)估。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種螺桿檢測(cè)用張拉儀，其包括：

機(jī)械模塊，用于對(duì)螺桿進(jìn)行張拉和對(duì)螺母的松緊程度進(jìn)行調(diào)節(jié)；

數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述機(jī)械模塊在對(duì)螺桿進(jìn)行張拉時(shí)的壓力、超聲波聲時(shí)和溫度數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)分析模塊，用于接收所述數(shù)據(jù)采集模塊所采集的數(shù)據(jù)，并生成螺桿長(zhǎng)度-拉力關(guān)系曲線(xiàn)。

優(yōu)選地，所述機(jī)械模塊包括墊塊、螺母調(diào)節(jié)塊、千斤頂、張拉螺母和油泵；所述油泵更優(yōu)選為輕型手動(dòng)式高壓油泵，以方便應(yīng)用于高空作業(yè)。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括壓力傳感器、超聲傳感器和溫度傳感器；更優(yōu)選地，所述壓力傳感器為應(yīng)變片式壓力傳感器。在工作時(shí)，所述壓力傳感器的一端連接在所述油泵上，所述壓力傳感器的另一端連接在所述數(shù)據(jù)分析模塊上；所述超聲傳感器的一端連接在螺桿的端頭，所述超聲傳感器的另一端連接在所述數(shù)據(jù)分析模塊上；所述溫度傳感器的一端連接在螺桿的端頭，所述溫度傳感器的另一端連接在所述數(shù)據(jù)分析模塊上。

其中，所述超聲傳感器用于采集超聲波聲時(shí)；所述溫度傳感器在所述超聲傳感器測(cè)試完畢后使用，用以采集溫度數(shù)據(jù)并對(duì)采集的其他數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。

本實(shí)用新型采用測(cè)試超聲波聲時(shí)的方法，可以反算出螺桿伸長(zhǎng)量的變化。同時(shí)，由于大截面螺桿受力伸長(zhǎng)量較小，而超聲波傳播速度快，測(cè)試精度高，對(duì)螺桿伸長(zhǎng)量變化敏感，可以精確反映螺桿所受的當(dāng)前拉力。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)分析模塊為一臺(tái)便攜式工控機(jī)，包含屏幕、計(jì)算芯片以及用于接收所述壓力傳感器、超聲傳感器和溫度傳感器所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的接口。在工作時(shí)，將螺桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、螺桿材料等參數(shù)輸入，并測(cè)得壓力、超聲波聲時(shí)和溫度等數(shù)據(jù)后，程序能自動(dòng)得出螺桿長(zhǎng)度-拉力關(guān)系曲線(xiàn)，使用該曲線(xiàn)可以指導(dǎo)螺桿張拉施工、螺桿預(yù)緊力補(bǔ)張、螺桿預(yù)緊力的超聲測(cè)試。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)分析模塊在獲取到實(shí)時(shí)的超聲波聲時(shí)、壓力、溫度等數(shù)據(jù)后，根據(jù)超聲波聲時(shí)反算出螺桿長(zhǎng)度，并對(duì)螺桿長(zhǎng)度進(jìn)行溫度修正，再根據(jù)螺桿長(zhǎng)度-拉力關(guān)系，采用最小二乘法自動(dòng)判讀出螺桿的當(dāng)前拉力。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)分析模塊還與一電腦相連，用于導(dǎo)出分析測(cè)試數(shù)據(jù)，將測(cè)試到的超聲波聲時(shí)、壓力、溫度、螺桿預(yù)緊力等數(shù)據(jù)導(dǎo)出、保存至電腦中。

本實(shí)用新型還提供上述螺桿檢測(cè)用張拉儀在螺桿緊固實(shí)施工程中的應(yīng)用。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

1、本實(shí)用新型采用測(cè)試超聲波聲時(shí)的方法，反算出螺桿伸長(zhǎng)量的變化。由于大截面螺桿受力伸長(zhǎng)量較小，而超聲波傳播速度快，測(cè)試精度高，對(duì)螺桿伸長(zhǎng)量變化敏感，因而測(cè)試得到的螺桿當(dāng)前拉力精確度高。

2、本實(shí)用新型在測(cè)試過(guò)程中實(shí)時(shí)記錄下聲時(shí)、壓力、溫度等信號(hào)，采樣頻率高，可達(dá)到5Hz以上。

3、輕型手動(dòng)式高壓油泵的運(yùn)用，使得本實(shí)用新型的儀器便于主纜上高空狹小空間作業(yè)。

4、本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集分析模塊，根據(jù)采集到的溫度數(shù)據(jù)，可對(duì)聲時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，進(jìn)一步使得測(cè)得的螺桿當(dāng)前拉力更加精確。

5、本實(shí)用新型在測(cè)試出螺桿的預(yù)緊力以后，可對(duì)不滿(mǎn)足要求的螺桿補(bǔ)張到規(guī)定的拉力，克服了傳統(tǒng)作業(yè)張拉后無(wú)法確定拉力是否達(dá)標(biāo)的弊端。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的螺桿檢測(cè)用張拉儀的整體示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的螺桿檢測(cè)用張拉儀的機(jī)械模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的螺桿檢測(cè)用張拉儀在使用時(shí)對(duì)螺桿拉力測(cè)試補(bǔ)張的流程圖。

圖4是實(shí)施例2中根據(jù)表1的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成的折線(xiàn)圖。

圖5是實(shí)施例2中根據(jù)表1的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)最小二乘法擬合生成的折線(xiàn)圖。

【附圖標(biāo)記說(shuō)明】

機(jī)械模塊 1

數(shù)據(jù)采集模塊 2

數(shù)據(jù)分析模塊 3

墊塊 4

螺母調(diào)節(jié)塊 5

千斤頂 6

張拉螺母 7

油泵 8

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型提供一種螺桿檢測(cè)用張拉儀，其包括：

機(jī)械模塊，用于對(duì)螺桿進(jìn)行張拉和對(duì)螺母的松緊程度進(jìn)行調(diào)節(jié)；

數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述機(jī)械模塊在對(duì)螺桿進(jìn)行張拉時(shí)的壓力、超聲波聲時(shí)和溫度數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)分析模塊，用于接收所述數(shù)據(jù)采集模塊所采集的數(shù)據(jù)，并生成螺桿長(zhǎng)度-拉力關(guān)系曲線(xiàn)。

優(yōu)選地，所述機(jī)械模塊包括墊塊、螺母調(diào)節(jié)塊、千斤頂、張拉螺母和油泵；所述油泵更優(yōu)選為輕型手動(dòng)式高壓油泵，以方便應(yīng)用于高空作業(yè)。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括壓力傳感器、超聲傳感器和溫度傳感器；在工作時(shí)，所述壓力傳感器的一端連接在所述油泵上，所述壓力傳感器的另一端連接在所述數(shù)據(jù)分析模塊上；所述超聲傳感器的一端連接在螺桿的端頭，所述超聲傳感器的另一端連接在所述數(shù)據(jù)分析模塊上；所述溫度傳感器的一端連接在螺桿的端頭，所述溫度傳感器的另一端連接在所述數(shù)據(jù)分析模塊上。

其中，所述超聲傳感器用于采集超聲波聲時(shí)；所述溫度傳感器在所述超聲傳感器測(cè)試完畢后使用，用以采集溫度數(shù)據(jù)并對(duì)采集的其他數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。

本實(shí)用新型采用測(cè)試超聲波聲時(shí)的方法，可以反算出螺桿伸長(zhǎng)量的變化。同時(shí)，由于大截面螺桿受力伸長(zhǎng)量較小，而超聲波傳播速度快，測(cè)試精度高，對(duì)螺桿伸長(zhǎng)量變化敏感，可以精確反應(yīng)螺桿所受的當(dāng)前拉力。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)分析模塊為一臺(tái)便攜式工控機(jī)，包含屏幕、計(jì)算芯片以及用于接收所述壓力傳感器、超聲傳感器和溫度傳感器所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的接口。在工作時(shí)，將螺桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、螺桿材料等參數(shù)輸入，并測(cè)得壓力、超聲波聲時(shí)和溫度等數(shù)據(jù)后，程序能自動(dòng)得出螺桿長(zhǎng)度-拉力關(guān)系曲線(xiàn)，使用該曲線(xiàn)可以指導(dǎo)螺桿張拉施工、螺桿預(yù)緊力補(bǔ)張、螺桿預(yù)緊力的超聲測(cè)試。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)分析模塊在獲取到實(shí)時(shí)的聲時(shí)、壓力、溫度等數(shù)據(jù)后，采用最小二乘法自動(dòng)判讀出螺桿的當(dāng)前拉力。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)分析模塊還與一電腦相連，用于導(dǎo)出分析測(cè)試數(shù)據(jù)，將測(cè)試到的聲時(shí)、壓力、溫度、螺桿預(yù)緊力等數(shù)據(jù)導(dǎo)出、保存至電腦中。

以下是具體的實(shí)施例。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種螺桿檢測(cè)用張拉儀，如圖1和圖2所示，其包括機(jī)械模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2和數(shù)據(jù)分析模塊3。所述機(jī)械模塊包括墊塊4、螺母調(diào)節(jié)塊5、千斤頂6、張拉螺母7和油泵8；本實(shí)施例中的油泵8為輕型手動(dòng)式高壓油泵，方便應(yīng)用于高空作業(yè)。

所述數(shù)據(jù)采集模塊2包括壓力傳感器、超聲傳感器和溫度傳感器；在工作時(shí)，所述壓力傳感器的一端連接在所述油泵8上，所述壓力傳感器的另一端連接在所述數(shù)據(jù)分析模塊3上；所述超聲傳感器的一端連接在螺桿的端頭，所述超聲傳感器的另一端連接在所述數(shù)據(jù)分析模塊3上；所述溫度傳感器的一端連接在螺桿的端頭，所述溫度傳感器的另一端連接在所述數(shù)據(jù)分析模塊3上。其中，所述超聲傳感器用于采集超聲波聲時(shí)；所述溫度傳感器在所述超聲傳感器測(cè)試完畢后使用，用以采集溫度數(shù)據(jù)并對(duì)采集的其他數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。

實(shí)施例2

應(yīng)用實(shí)施例1所述的螺桿檢測(cè)用張拉儀對(duì)某一大型懸索橋上用于緊固索夾的螺桿進(jìn)行拉力測(cè)試和調(diào)節(jié)。

將墊塊、螺母調(diào)節(jié)塊以及千斤頂套箍在索夾螺桿上，張拉螺母旋擰在螺桿上，并使其頂緊在千斤頂上。超聲傳感器安裝于螺桿一端；溫度傳感器放置在待測(cè)試螺桿的側(cè)面；壓力傳感器安裝在千斤頂與張拉螺母之間。最后用油管將千斤頂與油泵連接在一起。

在工作時(shí)，首先打開(kāi)數(shù)據(jù)采集分析儀，確認(rèn)超聲、溫度以及壓力傳感器接收數(shù)據(jù)正常。打開(kāi)手搖油泵，對(duì)千斤頂進(jìn)行張拉，初次張拉至目標(biāo)拉力的15％左右，而后卸載，以消除機(jī)械構(gòu)件間的非彈性變形。然后開(kāi)始正式張拉測(cè)試，均勻地逐步張拉至目標(biāo)拉力的110％。從數(shù)據(jù)采集分析儀上即可讀出該螺桿當(dāng)前的預(yù)緊力。若當(dāng)前預(yù)緊力小于目標(biāo)拉力，則對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)張；若滿(mǎn)足要求，則將千斤頂卸載，具體操作流程請(qǐng)見(jiàn)圖3。如此，則完成了本次螺桿的測(cè)試補(bǔ)張工作。

現(xiàn)選取一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下表1所示：

表1某組典型實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

表1的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成的折線(xiàn)圖如圖4所示。

通過(guò)最小二乘法擬合折線(xiàn)驗(yàn)算，如圖5所示。

其計(jì)算結(jié)果為43.19噸，不滿(mǎn)足設(shè)定拉力，需要擰緊螺母，卸載后重新進(jìn)行測(cè)試。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。