[發明專利]波壓力傳感器預埋裝置及其埋設方法

有效

• 申請號: 201310611698.6
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103711151A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 曹永勇;蔡正銀;關云飛;黃英豪;王偉;楊立功
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 栗仲平

技術領域

本發明屬于土木工程原位觀測中波壓力測試領域，涉及一種波壓力傳感器預埋裝置。特別是涉及離岸深水結構變形與穩定性監測時所用的波壓力傳感器預埋裝置。本發明還涉及這種波壓力傳感器預埋裝置的埋設方法。

背景技術

近年來，隨著我國航運事業和港口經濟的繁榮發展，很多港口已趨飽和。同時，自然條件優越的港址大多已被開發，新港區的開辟不得不面對深水區域、大波浪荷載和軟弱地基等嚴峻復雜的自然條件。隨著港口向大型化、深水化發展，許多港區新建的深水結構離岸越來越遠，波浪情況也變得更加惡劣。為了研究離岸深水結構的變形和穩定性，對波浪荷載的實時觀測成為了必要的手段之一，一般采用波壓力傳感器進行直接測量。

目前波壓力傳感器的埋設大多采用預埋法，即直接將波壓力傳感器綁扎在鋼筋籠上。然而，采用該方法埋設的波壓力傳感器成活率偏低，測得的波壓力數據可信度難以保證，直接影響到結構變形和穩定性研究。分析其原因，主要影響因素有三點：

1、模板脫開后，傳感器承壓面無法完全露出。傳統埋設方法中，需要根據鋼筋保護層厚度預先設置好傳感器位置。但是模板在吊裝過程中會出現不可避免的前后晃動，這時固定好的傳感器會被模板擠壓至保護層內部，并且該方法埋設的傳感器在外力作用下改變位置后不可完全恢復原位，這就直接導致了澆筑完混凝土后傳感器承壓面無法露出，從而達不到界面波壓力傳感器的要求。

2、傳感器承壓面的垂直度無法保證。傳統埋設方法中，在鋼筋籠中綁扎傳感器時垂直度就已經確定。然而，隨后的模板吊裝、混凝土澆筑等施工工藝都會導致垂直度的不可恢復性改變。

3、傳感器沒有保護裝置。由于離岸深水結構大多屬于大體積混凝土，澆筑時混凝土落差達到3m甚至更大，沒有保護裝置的傳感器在高動能的粗骨料沖擊下很容易遭到破壞。另外，混凝土在振搗時振搗棒對無保護裝置的傳感器也有一定的破壞作用。

因此，開發一種波壓力傳感器預埋裝置，并采用配套的埋設方法十分必要。

發明內容

為了克服傳統技術存在的承壓面無法完全露出、垂直度無法保證、沒有保護裝置等缺陷和不足，本發明的目的是提供一種新型的波壓力傳感器預埋裝置，以及這種波壓力傳感器預埋裝置的埋設方法，該裝置和方法能夠解決波壓力傳感器的受壓面要與承受波壓力的墻面齊平的關鍵問題。

完成上述發明任務所采用的技術方案是：

一種波壓力傳感器預埋裝置，波壓力傳感器設置在保護裝置內，其特征在于，該保護裝置由組合套筒和調向底座組成；所述組合套筒的結構是：在套筒的底端的鋼板上固定有彈簧；該套筒的底端鋼板上還設置有引線口；導向鋼絲焊接在所述套筒的右端；所述調向底座的結構包括U型導向滑槽、連接鋼板、限位板和固定支架：兩根U型導向滑槽平行布置，通過連接鋼板焊接成整體底座，所述限位板安置在該兩根U型導向滑槽的內部；4根固定支架分別焊接在U型導向滑槽的上部和下部。

以上設計的優化方案有：

所述套筒采用一種和波壓力傳感器適配的中空有底鋼管，套筒的直徑略大于所述波壓力傳感器的直徑。

所述彈簧直徑略小于套筒，彈簧長度要能保證波壓力傳感器與其連接后左端露出套筒外有足夠的長度。

所述托架由相互連接的圓環和掛鉤組成，圓環的直徑略大于套筒。

所述的U型導向滑槽采用一種和連接鋼板適配的槽鋼。

所述的限位板由一塊鋼板和鋼絲掛鉤焊接而成。

完成本申請第二個發明任務的技術方案是，上述波壓力傳感器預埋裝置的埋設方法，其特征在于，步驟如下：

A、分組編號，根據設計文件確定需要組裝的獨立單元數量，并按測線對獨立單元分組編號；

B、組裝獨立單元：

將套筒穿過托架的下端圓環；

在套筒的內壁和波壓力傳感器的外壁用刷子涂抹上潤滑油；

將波壓力傳感器的測量界面用一層土工布包住，然后將其電纜線從套筒端部的引線口穿入；

將波壓力傳感器套進套筒中，抵住彈簧，完成組合套筒的組裝；

將限位板放進U型導向滑槽內，保證其能在滑槽內部上下滑動，完成調向底座的組裝；

C、埋設波壓力傳感器。

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其中，C、埋設波壓力傳感器的步驟包括以下子步驟：

1）進行傳感器埋設位置的放樣；

2）將固定支架上端的掛鉤掛在橫向鋼筋上，固定支架下端靠在橫向鋼筋上并固定；

3）對組合套筒中托架的上端掛鉤高度進行調節，將組裝好的獨立單元組合套筒掛在橫向鋼筋上；

4）將兩根L型導向鋼絲的一端裝進U型導向滑槽內；