CN105319000B - 具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器及其安装方法 - Google Patents

Abstract

具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器及其安装方法。该具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器，由一个内含抱紧力测量组件和收紧转轮组件的封闭钢箱构成的夹持器平台和与夹持器平台连接的夹持器紧固链带组成。本发明还包括所述具有抱紧力测量功能的可变直径拉索夹持器的安装方法。本发明的拉索夹持器适用于正多边形、圆形等各种截面型式的拉索，适用于多种尺寸规格的拉索，可用于拉索的短期测试，也适用于拉索的长期监测。本发明的拉索夹持器具有的抱紧力测试功能和抱紧力调节功能，可以有效保证测试期间夹持器对拉索的抱紧力在合适的范围内，保障测试数据的可靠性和防止夹持器对拉索防腐保护层的伤害。

Description

具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种土木工程领域的拉索构件索力测量装置附件，具体地说是涉及一种具有抱紧力测量功能的可变直径拉索夹持器及其安装方法。

背景技术

拉索构件作为土木工程领域中的常用构件类型，被广泛应用于大跨径斜拉桥、悬索桥、拱桥及斜拉预应力网格结构等索支承结构体系中。在进行既有的索支承结构的承载力鉴定时，需要对拉索构件的索力进行测试。现有的技术中，针对既有索支承结构的拉索索力测试方法主要有3种：频谱法、长度变化测定法、磁通量法。频谱法是利用牢固附着在拉索上的加速度传感器，测试拉索的加速度振动时程曲线，通过软件求解拉索的振动频率，再利用拉索的振动频率与索力的相关性公式求得拉索索力值；该方法操作简单，测试成本低，测试精度能满足工程测试要求。长度变化测定法是对测试前预先标定好长度的拉索索段在测试工况下的长度变化量进行测量，测量可利用位移计、光纤光栅传感器等测试元件实现，利用长度变化量计算出拉索的应变变化值，从而得到拉索的索力变化值；该方法操作较简单，测试成本较低，测试精度较高。磁通量法是利用拉索应力变化会导致其磁通量变化的原理进行索力测试，该方法不需要测试装置与拉索直接接触，测试精度较高，但操作程序复杂，测试成本高昂。上述拉索索力测试方法中的频谱法和长度变化测定法都需要通过拉索夹持器来实现拉索与测试元件的联结，因此保证拉索夹持器与拉索间的握紧程度（抱紧力）合适是非常重要的，如果抱紧力不够或不稳定，则会造成测试结果的错误或较大误差，而抱紧力过大，则可能导致拉索防腐保护层的损伤，甚至是拉索自身的损伤，从而降低拉索的使用寿命。

目前，常采用的拉索夹持器主要有柔性松紧布带式和刚性半环形抱合式，但不论哪一种拉索夹持器都不具备抱紧力测量的功能，因此无法有效地保证与拉索间适合的握紧程度；同时，刚性半环形抱合式拉索夹持器通常为固定抱合尺寸设计，需要为特定测试拉索对象定制，不具备通用性，无法适用于不同截面和形状的拉索；而柔性松紧布带式拉索夹持器则由于布带具有松弛特性，在长期张拉下，其抱紧力会持续下降，无法适用于长期索力监测的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种适用于不同截面形状、不同直径大小的测试拉索用，具备抱紧力测量功能的拉索夹持器及其安装方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器，由一个内含抱紧力测量组件和收紧转轮组件的封闭钢箱构成的夹持器平台和与夹持器平台连接的夹持器紧固链带组成。

进一步，所述封闭钢箱的左侧设有用于安装收紧转轮组件的内部空腔，封闭钢箱左侧的内部空腔设有可拆式的端面板。封闭钢箱的中部设有用于安装抱紧力测量组件的空洞腔体，空洞腔体侧面设有一条引出抱紧力测试组件的数据线的孔道；所述封闭钢箱右侧设置一个凹进槽口，凹进槽口内安装有小螺杆，用于连接夹持器紧固链带；所述封闭钢箱顶面设有连接螺孔，用于与测试拉索索力用的测试传感器进行连接。

进一步，所述抱紧力测量组件由连接弹簧、上连接板、微型压力传感器、下支承板组成；所述连接弹簧的上端与封闭钢箱的顶板连接，连接弹簧的下端与上连接板连接；所述微型压力传感器的顶面与上连接板粘贴，微型压力传感器的底面与下支承板粘贴，连接弹簧、上连接板、微型压力传感器、下支承板形成整体的压力测量组件。微型压力传感器的数据线通过空洞腔体侧面的孔道牵引到封闭钢箱外面。

在夹持器平台未与拉索连接状态下，抱紧力测量组件的下支承板凸出于夹持器平台的封闭钢箱底面1.0-1.5mm，当拉索夹持器夹紧拉索后，则抱紧力测量组件中的微型压力传感器会测量出相应的接触压力值。

进一步，所述收紧转轮组件由位于封闭钢箱外的转动手轮、位于封闭钢箱内的转动轴、连接在转动轴上的转动鼓组成；所述转动手轮与转动轴连接，转动手轮的轮柄上设置有销孔，封闭钢箱左侧的外壁上亦设置有销孔。转动手轮上的销孔与封闭钢箱上的销孔配合，可锁定收紧转轮组件。所述转动鼓位于封闭钢箱内，转动鼓上亦设置有小螺杆，用于连接夹持器紧固链带。当拉索夹持器安装完成后，顺时针转动转动手轮时，就可以拉紧夹持器紧固链带，从而提高拉索夹持器的抱紧力。

进一步，所述夹持器紧固链带是由两端带圆环钢丝绳卡头的细钢丝绳、可扣紧在细钢丝绳上的多片链板组成；所述细钢丝绳一端连接在封闭钢箱右侧的凹进槽口内的小螺杆上，另一端连接在收紧转轮组件的转动鼓的小螺杆上；所述链板由上链板夹板和下链板夹板组成，上链板夹板和下链板夹板通过紧固螺栓连接固定。上链板夹板和下链板夹板均开有比细钢丝绳半径小0.04-0.06mm的半圆弧槽。

进一步，封闭钢箱的左侧设置有容许夹持器紧固链带的细钢丝绳通过的孔道。

进一步，所述夹持器平台的封闭钢箱的底面和夹持器紧固链带的下链板夹板的底面均粘贴有厚度为1.5-2.0mm的高阻尼橡胶层，以防止拉索夹持器对拉索防腐保护层产生伤害。

本发明之具有抱紧力测量功能的可变直径拉索夹持器的安装方法为，包括如下步骤：

A10、根据所测试拉索的截面形状和截面尺寸，确定夹持器紧固链带的链板数量，利用紧固螺栓将各片链板固定在细钢丝绳上。

A20、将夹持器紧固链带的细钢丝绳的左端圆环钢丝绳卡头用螺母固定在夹持器平台的封闭钢箱的右侧凹进槽口内的小螺杆上。

A30、将夹持器平台放在拉索的顶面，拆下夹持器平台的封闭钢箱内部空腔的端面板，将夹持器紧固链带的细钢丝绳的右端圆环钢丝绳卡头用螺母固定在收紧转轮组件的转动鼓上的小螺杆上。

A40、将夹持器平台的封闭钢箱内部空腔的端面板重新安装上，使夹持器紧固链带的细钢丝绳在封闭钢箱的孔道内通过，顺时针旋转收紧转轮组件的转动手轮，对夹持器紧固链带进行预紧。

A50、当夹持器紧固链带预紧后，此时抱紧力测量组件中的微型压力传感器开始受压，将微型压力传感器的数据线连接配套的外部设备压力数据测试仪，读取其压力数值；继续顺时针旋转收紧转轮组件的转动手轮，直到读取的压力数值达到设定的压力值区间。微调转动手轮的位置，使得转动手轮上的销孔与封闭钢箱外壁上的销孔重合，将销栓贯穿转动手轮上的销孔插入封闭钢箱外壁上的销孔内，锁定收紧转轮组件的转动手轮。

通过以上步骤，完成具有抱紧力测量功能的可变直径拉索夹持器的安装。

本发明的拉索夹持器适用于正多边形、圆形等各种截面型式的拉索，适用于多种尺寸规格的拉索，可用于拉索的短期测试，也可用于拉索的长期监测。本发明的拉索夹持器具有的抱紧力测试功能和抱紧力调节功能，可以有效保证测试期间夹持器对拉索的抱紧力在合适的范围内，保障测试数据的可靠性和防止夹持器对拉索防腐保护层的伤害。

附图说明

图1是本发明提供的拉索夹持器在工作状态下的侧视图；

图2是本发明提供的拉索夹持器在工作状态下的俯视图；

图3是本发明提供的夹持器紧固链带示意图；

图4是图3中的I-I横剖面图；

图5是本发明提供的夹持器平台俯视图；

图6是图5中的II-II横剖面图；

图7是本发明转动手轮正视图；

图8是本发明提供的封闭钢箱侧视图；

图9是图8中的III-III横剖面图。

图中：1——拉索；2——夹持器平台；3——夹持器紧固链带；4——抱紧力测量组件；5——收紧转轮组件；6——封闭钢箱；7——细钢丝绳；8——链板；9——圆环钢丝绳卡头；10——紧固螺栓；11——上链板夹板；12——下链板夹板；13——高阻尼橡胶层；14——内部空腔；15——空洞腔体；16——凹进槽口；17——转动手轮；18——转动轴；19——转动鼓；20——空洞腔体的孔道；21——凹进槽口内的小螺杆；22——连接螺孔；23——转动鼓上的小螺杆；24——封闭钢箱上的孔道；25——连接弹簧；26——上连接板；27——微型压力传感器；28——下支承板；29——转动手轮的轮柄上的销孔；30——封闭钢箱左侧外壁上的销孔；31——端面板；32——螺钉；33——转动轴上的孔道；34——滚珠轴承。

具体实施方式

为了适应不同截面型式和截面尺寸拉索的测试需要，本发明提供了一种具有抱紧力测量功能的拉索夹持器，下面结合附图对本发明的具体实施方式做出详细的说明。

如图1所示，本发明之具有抱紧力测量功能的可变直径拉索夹持器由置于在拉索1顶面的夹持器平台2和环向抱紧拉索1的夹持器紧固链带3组成。

如图2所示，夹持器平台2是由封闭钢箱6、安装在封闭钢箱6内的抱紧力测量组件4和收紧转轮组件5组成；夹持器紧固链带3一端连接在封闭钢箱6上，另一端连接在收紧转轮组件5上。

如图3所示，夹持器紧固链带3由两端带圆环钢丝绳卡头9的细钢丝绳7和可扣紧在细钢丝绳7上的多片链板8组成，其中链板8上设有紧固螺栓10。

如图4所示，链板8由上链板夹板11和下链板夹板12组成；在细钢丝绳7通过的位置，上链板夹板11和下链板夹板12均开有比细钢丝绳7半径小0.05mm的半圆弧槽；上链板夹板11和下链板夹板12通过紧固螺栓10连接成一个紧密整体。当用紧固螺栓10将上链板夹板11和下链板夹板12连接成为一个紧密整体的链板8时，可以使链板8紧紧扣住细钢丝绳7。在下链板夹板12的底面，粘贴有厚度为1.8mm的高阻尼橡胶层13。

如图5所示，夹持器平台2的封闭钢箱6内左侧有一个内部空腔14，用于安装收紧转轮组件5；封闭钢箱6的中部有一个空洞腔体15，用于安装抱紧力测量组件4，空洞腔体15侧面设有一条引出抱紧力测试组件4的数据线的孔道20；封闭钢箱6的右侧有一个凹进槽口16，凹进槽口16内安装有小螺杆21；封闭钢箱6的顶面有3排连接螺孔22，用于与测试拉索索力用的测试传感器进行连接。

如图5所示，收紧转轮组件5由转动手轮17、转动轴18和转动鼓19组成，其中转动手轮17位于封闭钢箱6外，转动轴18和与转动轴18连接的转动鼓19安装在封闭钢箱6的内部空腔14中，转动手轮17与转动轴18连接。当旋转转动手轮17时，通过转动轴18带动转动鼓19相应旋转转动。

如图6所示，在封闭钢箱6左侧的内部空腔14中的转动鼓19上连接有小螺杆23，封闭钢箱6的左侧设置有容许夹持器紧固链带2的细钢丝绳7通过的孔道24，封闭钢箱6的底面亦粘贴有厚度为1.8mm的高阻尼橡胶层13。安装在封闭钢箱6中部空洞腔体15内的抱紧力测量组件4由连接弹簧25、上连接板26、微型压力传感器27、下支承板28组成。其中，连接弹簧25上端连接到空洞腔体15顶面，与封闭钢箱6连接；连接弹簧25下端与上连接板26连接。微型压力传感器27顶面与上连接板26粘贴，微型压力传感器27底面与下支承板28粘贴，微型压力传感器26的数据线通过空洞腔体15侧面的孔道20牵引到封闭钢箱6外面。下支承板28的底面亦粘贴有厚度为1.8mm的高阻尼橡胶层13；在夹持器平台2未安装的状态下，抱紧力测量组件4的下支承板28的底面凸出于封闭钢箱6的底面1.2mm。

如图7所示，转动手轮17的轮柄上开有2个对称销孔29，2个销孔29布置在一个圆周上。

如图8所示，封闭钢箱6左侧的外壁上设置有多个对称布置的销孔30，封闭钢箱销孔30布置于转动手轮销孔29所在圆周投影到封闭钢箱6的圆周上，转动手轮上的销孔29与封闭钢箱上的销孔30具有同样的孔径。封闭钢箱6内部空腔14设有可拆式的端面板31。

如图9所示，封闭钢箱上的销孔30的孔深大于或等于20mm，且不穿透封闭钢箱6的外壁；可拆的端面板31通过螺钉32与封闭钢箱6连接为一个整体；在封闭钢箱6中转动轴18的孔道33处安装有滚珠轴承34，以保证转动轴18的转动顺畅。

本发明之具有抱紧力测量功能的可变直径拉索夹持器的安装方法为，采用如下步骤：

A10、根据所测试拉索1的截面形状和截面尺寸，确定夹持器紧固链带3上链板8的数量，利用紧固螺栓10将各片链板8固定在细钢丝绳7上。

A20、将夹持器紧固链带3的细钢丝绳的左端圆环钢丝绳卡头9用螺母固定在夹持器平台2的封闭钢箱6的右侧凹进槽口16内的小螺杆21上。

A30、将夹持器平台2放在拉索1的顶面，拆下夹持器平台2的封闭钢箱6内部空腔14的端面板31，将夹持器紧固链带3的细钢丝绳的右端圆环钢丝绳卡头9用螺母固定在收紧转轮组件5的转动鼓19上的小螺杆23上。

A40、将夹持器平台2的封闭钢箱6内部空腔14的端面板31重新安装上，使夹持器紧固链带3的细钢丝绳7在封闭钢箱6的孔道24内通过，顺时针旋转收紧转轮组件5的转动手轮17，对夹持器紧固链带3进行预紧。

A50、当夹持器紧固链带3预紧后，此时抱紧力测量组件4中的微型压力传感器27开始受压，将微型压力传感器26的数据线连接配套的外部设备压力数据测试仪，读取其压力数值；继续顺时针旋转收紧转轮组件5的转动手轮17，直到读取的压力数值达到设定的压力值区间。微调转动手轮17的位置，使得转动手轮17上的销孔29与封闭钢箱6外壁上的销孔30重合，将销栓贯穿销孔29插入销孔30内，锁定收紧转轮组件5的转动手轮17。此时，本发明之具有抱紧力测量功能的可变直径拉索夹持器安装完成。

Claims (7)

1.具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器，其特征在于，由置于在拉索顶面的夹持器平台和环向抱紧拉索的夹持器紧固链带组成；夹持器平台由封闭钢箱、安装在封闭钢箱内的抱紧力测量组件和收紧转轮组件组成；夹持器紧固链带一端连接在封闭钢箱上，另一端连接在收紧转轮组件上；

所述封闭钢箱的左侧设有用于安装收紧转轮组件的内部空腔，封闭钢箱左侧的内部空腔设有可拆式的端面板；封闭钢箱的中部设有用于安装抱紧力测量组件的空洞腔体，空洞腔体侧面设有一条引出抱紧力测试组件的数据线的孔道；所述封闭钢箱右侧设置一个凹进槽口，凹进槽口内安装有小螺杆，用于连接夹持器紧固链带；所述封闭钢箱顶面设有与测试拉索索力用的测试传感器进行连接的连接螺孔。

2.根据权利要求1所述的具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器，其特征在于，所述抱紧力测量组件由连接弹簧、上连接板、微型压力传感器、下支承板组成；所述连接弹簧的上端与封闭钢箱的顶板连接，连接弹簧的下端与上连接板连接；所述微型压力传感器的顶面与上连接板粘贴，微型压力传感器的底面与下支承板粘贴，连接弹簧、上连接板、微型压力传感器、下支承板形成整体的抱紧力测量组件；微型压力传感器的数据线通过空洞腔体侧面的孔道牵引到封闭钢箱外面。

3.根据权利要求1或2所述的具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器，其特征在于，所述收紧转轮组件由位于封闭钢箱外的转动手轮、位于封闭钢箱内的转动轴、连接在转动轴上的转动鼓组成；所述转动手轮与转动轴连接，转动手轮的轮柄上设置有销孔，封闭钢箱左侧的外壁上亦设置有销孔；所述转动鼓位于封闭钢箱内，转动鼓上亦设置有小螺杆。

4.根据权利要求3所述的具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器，其特征在于，所述夹持器紧固链带是由两端带圆环钢丝绳卡头的细钢丝绳、可扣紧在细钢丝绳上的多片链板组成；所述细钢丝绳一端连接在封闭钢箱右侧的凹进槽口内的小螺杆上，另一端连接在收紧转轮组件的转动鼓的小螺杆上；所述链板由上链板夹板和下链板夹板组成，上链板夹板和下链板夹板通过紧固螺栓连接固定；上链板夹板和下链板夹板均开有比细钢丝绳半径小0.04-0.06mm的半圆弧槽。

5.根据权利要求4所述的具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器，其特征在于，封闭钢箱的左侧设置有容许夹持器紧固链带的细钢丝绳通过的孔道。

6.根据权利要求4所述的具有紧箍力测量功能的可变直径拉索夹持器，其特征在于，所述夹持器平台的封闭钢箱的底面和夹持器紧固链带的下链板夹板的底面均粘贴有厚度为1.5-2.0mm的高阻尼橡胶层。

7.如权利要求1-6任一项所述具有抱紧力测量功能的可变直径拉索夹持器的安装方法为，其特征在于，包括如下步骤：

A10、根据所测试拉索的截面形状和截面尺寸，确定夹持器紧固链带的链板数量，利用紧固螺栓将各片链板固定在细钢丝绳上；

A20、将夹持器紧固链带的细钢丝绳的左端圆环钢丝绳卡头用螺母固定在夹持器平台的封闭钢箱的右侧凹进槽口内的小螺杆上；

A30、将夹持器平台放在拉索的顶面，拆下夹持器平台的封闭钢箱内部空腔的端面板，将夹持器紧固链带的细钢丝绳的右端圆环钢丝绳卡头用螺母固定在收紧转轮组件的转动鼓上的小螺杆上；

A40、将夹持器平台的封闭钢箱内部空腔的端面板重新安装上，使夹持器紧固链带的细钢丝绳在封闭钢箱的孔道内通过，顺时针旋转收紧转轮组件的转动手轮，对夹持器紧固链带进行预紧；

A50、当夹持器紧固链带预紧后，此时抱紧力测量组件中的微型压力传感器开始受压，将微型压力传感器的数据线连接配套的外部设备压力数据测试仪，读取其压力数值；继续顺时针旋转收紧转轮组件的转动手轮，直到读取的压力数值达到设定的压力值区间；微调转动手轮的位置，使得转动手轮上的销孔与封闭钢箱外壁上的销孔重合，将销栓贯穿转动手轮上的销孔插入封闭钢箱外壁上的销孔内，锁定收紧转轮组件的转动手轮；

通过以上步骤，完成具有抱紧力测量功能的可变直径拉索夹持器的安装。