一种钢绞线拉拔结构及拉拔试验装置

1.本发明涉及拉拔试验装置技术领域，具体涉及一种钢绞线拉拔结构及拉拔试验装置。


背景技术：

2.传统的钢绞线拉拔试验采用反力架以及千斤顶配套装置来将混凝土中的钢绞线拉出一定的位移来获取相关数据，同时需要在混凝土表面贴应变片来测量混凝土应变，该种方法需手动控制加载速率，导致加载速率不稳定，同时无法在钢绞线加载端布置位移计，且测量应变的方法较为传统，需要耗费人力去贴应变片和接线。
3.万能试验机是能进行拉伸、压缩、弯曲以及扭转等多种不同试验的力学试验机，一般万能试验机的上钳夹住待测物体的一端，下钳夹住待测物体的下端，然后通过计算机控制拉拔速率，万能试验机在做拉拔试验时，可以与dic装置一起使用，这样能够测得物体的应变。
4.但是万能试验机及dic的试验装置却难以应用到钢绞线拉拔试验中，这是因为钢绞线的上、下端分别被上钳和下钳夹住然后拉拔时，钢绞线与混凝土块是不会产生相对位移的，也无法使混凝土块产生形变，这样就无法测得钢绞线的位移量以及混凝土块的应变。


技术实现要素：

5.(一)本发明所要解决的问题是：现有的万能试验机及dic的试验装置却难以应用到钢绞线拉拔试验中，无法测得钢绞线的位移量以及混凝土块的应变。
6.(二)技术方案
7.一种钢绞线拉拔结构，包括：底板，所述底板上开设有贯穿所述底板的通孔，混凝土块放置于所述底板的上表面，且所述混凝土块中的钢绞线穿过所述通孔；
8.所述底板上表面固定连接有连接架，所述底板与所述连接架之间形成有用于放置混凝土块的夹持腔，所述连接架的顶部固定连接有连接杆；
9.所述连接杆包括相连接的上杆和下杆，所述上杆能够相对于所述下杆旋转；
10.所述钢绞线拉拔结构还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构安装于所述下杆上，且所述旋转驱动机构驱动所述下杆旋转；
11.所述钢绞线拉拔结构还包括第一位移检测机构和第二位移检测机构，所述第一位移检测机构安装于所述钢绞线的自由端上，所述第一位移检测机构随所述钢绞线自由端同步运动，检测所述钢绞线自由端的位移量；
12.所述第二位移检测机构包括安装于所述钢绞线的夹持端上，所述第二位移检测机构随所述钢绞线夹持端同步运动，检测所述钢绞线夹持端的位移量。
13.根据本发明的一个实施例，所述旋转驱动机构包括传动结构和电机，所述下杆上固定连接有安装板，所述电机安装在所述安装板上，所述电机带动所述传动结构转动进而带动所述下杆转动。
14.根据本发明的一个实施例，所述旋转驱动机构包括固定于所述下杆侧面上的从动齿轮，所述电机的输出端连接有与所述从动齿轮相啮合的主动齿轮；
15.或，所述旋转驱动机构包括固定于所述下杆侧面上的从动轮，所述电机的输出端连接有主动轮，所述从动轮和所述主动轮之间通过传动带转动连接。
16.根据本发明的一个实施例，所述连接架由两块门形钢架十字交叉构成，交叉处有用于所述连接杆通过的通孔，且所述门形钢架的两底端固定于所述底板不相邻的两个拐角处；
17.或，所述连接架为一块门形钢架，所述连接架的两底端固定于所述底板不相邻的两个拐角处；
18.或，所述连接架为一块门形钢架，所述连接架的两底端分别固定于所述底板相平行的两个侧面上。
19.根据本发明的一个实施例，所述连接架两边的底部均安装有固定器，所述固定器相互作用限位住所述混凝土块。
20.根据本发明的一个实施例，所述固定器由钢片、弹簧以及角钢构成，所述弹簧一端与所述钢片固定连接，所述弹簧另一端与所述角钢固定连接，所述钢片通过磁铁与所述连接架连接。
21.根据本发明的一个实施例，所述固定器由钢片、弹簧以及钢板构成，所述弹簧一端与所述钢片固定连接，所述弹簧另一端与所述钢板固定连接，所述钢片通过磁铁与所述连接架连接。
22.根据本发明的一个实施例，所述第一位移检测机构包括第一固定板，第一固定板的正面连接有第一扣件，通过第一扣件将所述第一固定板安装到钢绞线的自由端上，所述第一固定板的背面通过第二扣件安装有至少一个自由端位移计；
23.所述第二位移检测机构包括第二固定板，第二固定板的正面连接有第三扣件，通过第三扣件将所述第二固定板安装到钢绞线的夹持端上，所述第二固定板的背面通过第四扣件安装有至少一个夹持端位移计。
24.根据本发明的一个实施例，所述钢绞线的夹持端安装有锚具，所述锚具包括锚环和夹片，所述锚环内制有圆台型的通孔，所述夹片嵌装于所述通孔内。
25.一种钢绞线拉拔试验装置，包括上述的钢绞线拉拔结构，还包括万能试验机和dic装置，所述连接杆的上端连接于所述万能试验机的上钳中，所述万能试验机的下钳夹住所述钢绞线的夹持端，所述dic装置包括至少一个摄像头，所述摄像头对准所述混凝土块的一个侧面。
26.本发明的有益效果：
27.本发明提供的钢绞线拉拔结构，包括：底板，所述底板上开设有贯穿所述底板的通孔，混凝土块放置于所述底板的上表面，且所述混凝土块中的钢绞线穿过所述通孔；所述底板上表面固定连接有连接架，所述底板与所述连接架之间形成有用于放置混凝土块的夹持腔，所述连接架的顶部固定连接有连接杆；所述连接杆包括相连接的上杆和下杆，所述上杆能够相对于所述下杆旋转；还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构安装于所述上杆上，且所述旋转驱动机构驱动所述下杆旋转；还包括第一位移检测机构和第二位移检测机构。
28.本钢绞线拉拔结构能够与万能试验机和dic装置配套使用，钢绞线拉拔过程中固
定器能够保证混凝土块不转动，使混凝土块的一面能够全程被dic装置全面拍到，使dic装置更好地发挥作用，进而实现无接触测量应变的功能，第一位移检测机构和第二位移检测机构可以同时测量钢绞线自由端和夹持端的位移，而锚具装置可以保证钢绞线拉拔过程中不滑动，更好地夹持钢绞线。由于连接杆可直接螺到万能试验机的上钳块中，而万能试验机的下钳夹住锚具，由于锚环和夹片的共同作用，锚具与钢绞线越拉越紧，因此，在拉拔过程中，上钳块和下钳均不会打滑，提高了拉拔效率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明实施例的钢绞线拉拔试件结构示意图；
31.图2为本发明实施例的钢绞线拉拔结构的结构示意图；
32.图3为本发明实施例的夹持装置结构示意图；
33.图4为本发明实施例的位移装置的第一立体结构示意图；
34.图5为本发明实施例的位移装置的第二立体结构示意图；
35.图6为本发明实施例的锚具结构示意图；
36.图7为本发明实施例的固定器结构示意图。
37.图标：100-夹持装置；101-连接杆；102-电机；103-齿轮组；104-第一螺母；105-连接架；106-夹持腔；107-通孔；108-底板；
38.200-位移装置；211-自由端位移计；212-夹持端位移计；221-第一固定板；222-第一扣件；223-第二扣件；224-第二螺母；225-第二固定板；226-第三扣件；227-第四扣件；
39.300-锚具；301-锚环；302-夹片；
40.400-固定器；401-钢片；402-弹簧；403-角钢；
41.500-钢绞线拉拔试件；501-混凝土块；502-钢绞线；
42.600-dic装置。
具体实施方式
43.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.目前，在进行钢绞线拉拔试件500的拉拔过程中，无法与万能试验机和dic装置600配套使用，不能无接触测量混凝土应变，同时无法测量钢绞线502自由端和夹持端的位移。
45.请参阅图1-图6，鉴于此，设计了一种钢绞线拉拔结构，此拉拔结构能够与万能试验机和dic装置600配套使用，从而辅助测量出钢绞线502自由端和加载端的位移，以及能够测量出混凝土块501的应变。其中，dic装置600是通过在混凝土表面喷射散斑，然后计算拉拔前后散斑位置的变化来测量混凝土应变。至于dic装置600如何计算得出的应变的，为现
有技术，故不再详细阐述。
46.如图1所示，钢绞线拉拔试件500包括混凝土块501和钢绞线502，混凝土块501可以通过将混凝土浇筑在模具中成型为棱柱体，钢绞线502在混凝土块501成型前放置在模具的内部，从而使成型后的混凝土块501与钢绞线502成为一体，构成钢绞线拉拔试件500，并且钢绞线502的直径略微比底板108上的通孔107的直径小，以便于钢绞线502能够穿过通孔107。
47.如图1至图7所示，在本实施例中，钢绞线拉拔结构包括：夹持装置100，夹持装置100包括底板108，底板108上开设有贯穿底板108的通孔107，通孔107的直径大于钢绞线502的直径，混凝土块501放置于底板108的上表面，且钢绞线502的夹持端穿过通孔107，底板108上表面固定连接有连接架105，底板108与连接架105之间形成有用于放置混凝土块501的夹持腔106，连接架105的顶部固定连接有连接杆101；需要注意的是，连接杆101包括相连接的上杆和下杆，上杆能够相对于下杆旋转。在连接杆101上安装有旋转驱动机构，旋转驱动机构能驱动下杆旋转；
48.钢绞线拉拔结构还包括位移装置200，位移装置200包括第一位移检测机构和第二位移检测机构，第一位移检测机构安装于钢绞线502的自由端上，第一位移检测机构随钢绞线502自由端同步运动，检测钢绞线502自由端的位移量；第二位移检测机构包括安装于钢绞线502的夹持端上，第二位移检测机构随钢绞线502夹持端同步运动，检测钢绞线502夹持端的位移量。
49.在本实施例中，旋转驱动机构包括传动结构和电机102，采用电机102进行转动可以保证转动角度的精确性以及保证夹持装置100的转动只随电机102进行，不随外力产生转动，在下杆上固定连接有安装板，电机102安装在安装板上，电机102带动传动结构转动进而带动下杆转动，此外，电机102也可通过螺丝安装在连接架105上。具体的，旋转驱动机构包括电机102的齿轮组103，电机102驱动齿轮组103从而带动下杆旋转，齿轮组103包括固定于电机102输出端上的主动齿轮，以及固定于下杆上的与主动齿轮相啮合的从动齿轮。这样电机102带动主动齿轮旋转从而带动从动齿轮旋转，而从动齿轮是固定于下杆上的，同时上杆和下杆还能相对转动，进而带动下杆旋转，以此调节位于底板108上混凝土块501的角度，使得混凝土块501上的散斑面始终对准dic装置600。
50.根据本发明的一个实施例，与上述实施例不同的是，旋转驱动机构包括固定于下杆侧面上的从动轮，电机102安装在下杆上，电机102的输出端连接有主动轮，从动轮和主动轮之间通过传动带转动连接，通过电机102带动主动轮旋转，主动轮通过传动带驱动从动轮旋转，从而带动下杆转动，这样也能够调节混凝土块501的角度。
51.根据本发明的一个实施例，如图3所示，连接架105由两块门形钢架十字交叉构成，交叉处有用于连接杆101通过的通孔，且门形钢架的两底端固定于底板108不相邻的两个拐角处，这样从底板108的四个侧面看去混凝土块501均为被遮挡连接架105所遮挡，方便了dic装置600的放置。
52.在本实施例中，上杆的顶端和下杆的底端均设有螺纹，下杆底部依次穿过两个门形钢架上的通孔后通过第一螺母104固定，而万能试验机的上钳上可开设螺纹孔，这样将上杆螺进到上钳中即可，固位效果更好，连接杆101与上钳不易脱落。
53.在本实施例中，如图3和图6所示，连接架105两边的底部均安装有固定器400，共计
四个固定器400，四个固定器400固位住混凝土块501的四个角，具体的，固定器400安装于连接架105底部朝向混凝土块501的侧面上，固定器400由钢片401、弹簧402以及角钢403构成，弹簧402一端与钢片401固定连接，弹簧402另一端与角钢403固定连接，钢片401通过磁铁与连接架105连接，角钢403为直角角钢，四个角钢403同时贴合在混凝土块501的直角上，同时弹簧402呈压缩状态，给到角钢403一个反作用力，使得角钢403紧紧的贴合到混凝土块501上，由于四个弹簧402的规格是相同的，其给到混凝土块501的力也是相同的，能够有效防止混凝土块501偏转，可以保证混凝土块501在钢绞线502拉拔过程中不转动。
54.根据本发明的一个实施例，连接架105为门形钢架，连接架105的两底端固定于底板108不相邻的两个拐角处，与上述实施例不同的是，连接架105只有一个门形钢架，在门形钢架两边的底部同样安装了固定器400，固定器400同样由钢片401、弹簧402以及角钢403构成，两个固定器400同时固位住混凝土块501不相邻的两个直角，这样也能保证混凝土块501在钢绞线502拉拔过程中不转动，且成本更低。
55.根据本发明的一个实施例，与上两个实施例不同的是，连接架105为门形钢架，连接架105的两底端分别固定于底板108相平行的两个侧面上，即连接架105与底板108的某个侧面是平行的，而固定器400由钢片401、弹簧402以及钢板构成，弹簧402一端与钢片401固定连接，弹簧402另一端与钢板固定连接，钢片401通过磁铁与连接架105连接，这样钢板与混凝土块501是平行的，两个固定器400上的钢板均紧贴在混凝土块501的侧面上，也能保证混凝土块501在钢绞线502拉拔过程中不转动。
56.根据本发明的一个实施例，第一位移检测机构包括第一固定板221，第一固定板221的正面连接有第一扣件222，通过第一扣件222将第一固定板221安装到钢绞线502的自由端上，第一固定板221的背面通过第二扣件223安装有两个自由端位移计211，第一扣件222和第二扣件223均通过第二螺母224安装到第一固定板221上的。在拉拔钢绞线502时，自由端位移计211随着钢绞线502自由端一起下移，从而测得钢绞线502自由端的位移量。
57.根据本发明的一个实施例，第二位移检测机构包括第二固定板225，第二固定板225的正面连接有第三扣件226，通过第三扣件226将第二固定板225安装到钢绞线502的夹持端上，第二固定板225的背面通过第四扣件227安装有两个夹持端位移计212，第三扣件226和第四扣件227均通过螺母安装到第二固定板225上的。在拉拔钢绞线502时，夹持端位移计212会随着钢绞线502的夹持端一起下移，也能够测得钢绞线502夹持端的位移。
58.根据本发明的一个实施例，钢绞线502的夹持端安装有锚具300，锚具300包括锚环301和夹片302，锚环301内制有圆台型的通孔，夹片302嵌装于通孔内。锚具300位于钢绞线502下端，夹片302与钢绞线502接触，夹片302套入锚环301内，锚环301与万能试验机下端夹具连接。万能试验机在下拉钢绞线502的过程中，由于锚环301和夹片302的共同作用，锚具300与钢绞线502越拉越紧，有效防止钢绞线502在拉拔过程中与下钳夹具相滑动。需要说明的是，钢绞线502如果直接与万能试验机的上、下钳连接的话，容易打滑，而且对于大直径的钢绞线需要专门定制钳口，价格昂贵，而在本实施例中，万能试验机的上钳可更换为带螺纹孔的钳块，连接杆101可直接螺到万能试验机的上钳块中，而万能试验机的下钳夹住锚具300，由于锚环301和夹片302的共同作用，锚具300与钢绞线502越拉越紧，因此，在拉拔过程中，上钳块和下钳均不会打滑，提高了拉拔效率，且无需根据钢绞线502的直径专门定制钳口，节省了成本。
59.一种钢绞线拉拔试验装置，包括钢绞线拉拔结构，还包括万能试验机和dic装置600，如图2所示，连接杆101的上端连接于万能试验机的上钳中，万能试验机的下钳夹住钢绞线502的夹持端上的锚具300上，dic装置600的摄像头朝向混凝土块501的正面。由于dic装置600在测量过程中，摄像画面需要对中于混凝土块501的正面，因此要保证混凝土块501不转动，使混凝土块501的一个面始终在dic装置600的摄像画面内，保证无接触测量应变结果的准确性。因此，在进行拉拔之前，需要开启电机102，电机102带动主动齿轮旋转，由于主动齿轮与从动齿轮相啮合，而从动齿轮是固定于下杆上的，同时上杆和下杆还能相对转动，进而带动下杆旋转，最终带着整个夹持装置100旋转，直到混凝土块501的有一个侧面正对着dic装置600时，电机102暂停中。而在拉拔钢绞线502时，混凝土块501会自然偏转，而设置四个固定器400固位住混凝土块501的四个角，使得角钢403紧紧的贴合到混凝土块501上，有效防止混凝土块501偏转，可以保证混凝土块501在钢绞线502拉拔过程中不转动。使得摄像画面需要对中于混凝土块501的正面，保证无接触测量应变结果的准确性。
60.此外，在拉拔钢绞线502时，自由端位移计211随着钢绞线502自由端一起下移，从而测得钢绞线502自由端的位移量，同时夹持端位移计212会随着钢绞线502的夹持端一起下移，也能够测得钢绞线502夹持端的位移。
61.综上，本拉拔结构能够与万能试验机和dic装置600配套使用，能够确保混凝土块501始终对准dic装置600，从而实现无接触测量混凝土应变，还可以同时测量钢绞线502自由端和夹持端的位移。
62.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
63.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
64.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。