直線位移傳感器/電子尺在預應力測試方面的應用

  在了解位移傳感器在預力測試上的應用之前，必須先了解什么是預應力、預應張拉這二個概念，只有弄清這二個概念才能明白為什么預應力測試要用到位移傳感器。

  預應力概念：

 

  預應力是預加應力的簡稱，在結構承受外荷載之前，預先對其在外荷載作用下的區域施加應力，以改善結構使用的性能。可以用預壓應力來抵抗結構承受的拉應力或彎矩，又可用預拉應力來抵抗結構承受的壓應力。善于運用預應力原理和技術，就可能獲得改善結構性能和提高結構承載能力的效果。

  預應力張拉概念：

  預應力張拉就是在構件中提前加拉力，使得被施加預應力張拉構件承受拉應力，進而使其產生一定的形變，來應對鋼結構本身所受到的荷載。

 

  測試原理示意圖

  預應力張拉的作用：

  在工程結構構件承受外荷載之前，對受拉模塊中的鋼絞線，施加預應力，提高構件的抗彎能力和剛度，推遲裂縫出現的時間,增加構件的耐久性。對于機械結構來看，其含義為預先使其產生應力，其好處是可以提高構造本身剛性，減少振動和彈性變形，這樣做可以明顯改善受拉模塊的彈性強度，使原本的抗性更強。

  由于傳統的預應力張拉施工作業存在張拉力控制誤差大、測量誤差大，回縮值不可測、兩端同步率低、無法實現張拉力與的雙重控制、缺乏可靠的過程控制手段和有效的檢測評估辦法等缺點，所以才逐漸被智能、數控的張拉技術所取代。

  現代的預應力程控（智能、數控）張拉技術是指依托以計算機智能及傳感器技術為基礎的自動化測控技術來實現張拉作業的自動化控制。現代的程控張拉系統由程控主機及作業前端組成。作業前端包含了測控電路、油泵、千斤頂、傳感器等組成部分。如下圖所示：

  預應力張拉程控系統的工作原理：

  系統主機由工業平板電腦及軟件系統組成。主機根據預設的張拉參數無線遙控一個或多個測控前端工作。前端根據主機指令通過變頻輸出無級調速控制油泵電機，同時監測千斤頂的工作壓力和鋼絞線的伸長值反饋給主機。主機根據反饋的數據計算出下一個指令繼續遙控前端，從而形成閉環控制。

 

  預應力張拉程控系統以張拉力為主控指標，伸長量作為輔助控制指標，真正實現張拉力與伸長值的雙控，確保在張拉全過程兩端的張拉力與伸長量高度同步。同步差嚴格控制在2011版《公路橋涵施工技術規范》規定的范圍內。

  在預應張拉力的測試過程中，儀器可通過控制回油量，實現控制放張壓力，實現放張過程壓力、放張速率可控。通過放張至初應力來測得夾片回縮值及千斤頂空腔內部分鋼絞線的彈性變形量，從而取得放張后的鋼絞線有效伸長值。張拉程控系統不對千斤頂進行改裝，量測系統由外掛超聲波測量傳感器來實現，可以直接測量鋼絞線的長度變化值，通過實時高頻監測伸長值、壓力值，可以在張拉力—曲線上實時反映出不同張拉力下的鋼絞線值，即可直接測讀出回縮值。