[發明專利]預應力錨桿加固工程的預緊力動態監測系統

有效

• 申請號: 201010205237.5
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN101865739A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 楊滔;鐘新谷;沈明燕
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01L1/10
• 分類號: G01L1/10
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及一種預應力錨桿加固工程的預緊力動態監測系統。

背景技術

錨桿錨固技術已在錨固工程中得到迅速發展，并相繼列入國家“八五”、“九五”期間重點科技攻關計劃。隨著基礎設施建設的蓬勃發展，廣泛的高填深挖現象使預應力錨固技術變得尤為重要，它是一種主動支護措施，給巖土體提供的主動壓力能有效地限制巖土體坡面變形且保持其穩定性，大大改善了支護結構的受力條件，不僅減輕了結構物本身自重、節省了工程材料，更重要的是在側限受到嚴格限制的地帶，支護中采用預應力錨固更顯示其獨特的優越性。如深基坑樁錨技術、邊坡框架預應力錨桿支擋結構等就是非常成功的應用。然而在施工和使用過程中，預應力錨桿不可避免地會出現一定量的預應力損失，損失因素包括錨固系統回縮、鋼筋松弛、土體流變壓縮等，如何使錨桿保持長期穩定的預應力是關系到加固工程成敗的一項基本因素。若預應力明顯小于設計值，將導致錨固功能失效；若預應力明顯大于設計值（超張拉）有可能導致錨固體破壞；為了確保有效的錨固功能及錨桿在使用過程中的安全，有必要采取更方便可靠的檢測方法對錨桿預應力進行全程監控，以便及時掌握預應力的準確持有量，為施工和加固工程作出評估。而目前的檢測方法有多種，如通過安裝傳感器、貼應變片、桿體鉆孔聲波測距等檢測方法及油表控制法；前述傳感器檢測方法，所用傳感器數量較多，對于較大工程則成本過高，僅適用于科研；前述貼應變片檢測方法，操作麻煩，干擾施工且不方便，不能重復使用，僅適于小范圍科研；前述桿體鉆孔聲波測距檢測方法，需要在桿體鉆孔，并要測量初始長度，而且端面要求平整，操作也較麻煩，準確性不高；還有油表控制法，對損失判斷粗糙，其精度偏低且不能長期監測錨桿預應力的大小。另外，砼箱梁橋腹板豎向預應力筋張拉力的檢測方法，是針對砼箱梁橋特點而采用波紋套管預埋成孔，應用范圍窄，其計算模型是用能量法計算，它影響測試精度；其計算程序中僅有豎向預應力錨固系統的計算方程，不適合錨桿檢測；該檢測方法的測試裝置龐雜，集成度不高，而且現場要配備較多的輔具才能工作。

發明內容

針對上述情況，本發明的目的是提供一種預應力錨桿加固工程的預緊力動態監測系統，該系統結構簡單，操作維護方便，它不僅能適應大面積檢測要求，且檢測成本低，測試精度高，系統適應面廣，使用安全可靠，便于普及推廣。

為解決上述任務，預應力錨桿加固工程的預緊力動態監測系統，它包括螺紋鋼筋及托板和螺母，于螺紋鋼筋一端設置錨固體，該錨固體與巖土體結合，使螺紋鋼筋錨固于巖土體內并經張拉成預應力螺紋鋼筋錨桿,于預應力螺紋鋼筋錨桿外端設置外露段,在外露段頂端處設一加速度傳感器及擊振器，加速度傳感器與預應力螺紋鋼筋錨桿張拉力檢測儀連接，該預應力螺紋鋼筋錨桿張拉力檢測儀中內置信號采集器，信號分析裝置，計算程序芯片，充電電池和控制主板，使用擊振器，使預應力螺紋鋼筋錨桿外露段產生微幅振動，操作控制主板，信號采集器將加速度傳感器產生的電信號經信號分析裝置輸出固有頻率，然后經計算程序芯片進行處理，從而獲取預應力螺紋鋼筋錨桿傳給托板的預緊力。

為了實現結構優化及精度提高，其進一步措施是。

錨固體是由水泥漿或化學凝膠固化而成。

預應力螺紋鋼筋錨桿外露段的長度即螺母頂面至預應力螺紋鋼筋錨桿頂端處的長度L₂應大于預應力螺紋鋼筋錨桿直徑的5倍。

計算程序芯片中的方程采用解析法建立。

本發明采用它包括螺紋鋼筋，托板，螺母，于螺紋鋼筋一端設置錨固體，該錨固體與巖土體結合，使螺紋鋼筋錨固于巖土體內并經張拉成預應力螺紋鋼筋錨桿,于預應力螺紋鋼筋錨桿外端設置外露段,在外露段頂端處設一加速度傳感器及擊振器，加速度傳感器與預應力螺紋鋼筋錨桿張拉力檢測儀連接，該預應力螺紋鋼筋錨桿張拉力檢測儀中內置信號采集器，信號分析裝置，計算程序芯片，充電電池和控制主板，使用擊振器，使預應力螺紋鋼筋錨桿外露段產生微幅振動，操作控制主板，信號采集器將加速度傳感器產生的電信號經信號分析裝置輸出固有頻率，然后經計算程序芯片進行處理，從而獲取預應力螺紋鋼筋錨桿傳給托板的預緊力的技術解決方案，克服了現有檢測方法使用成本高，操作維護不方便，測試精度低，測試裝置龐雜、集成度低，應用范圍窄，不能滿足現場對預應力螺紋鋼筋錨桿張拉力質量進行大面積檢測及因預應力損失過大或張拉不到位而導致錨桿失效等缺陷。