[發(fā)明專利]一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具及預(yù)應(yīng)力監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711277002.5
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108149574A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張柳煜;張筱雨;劉來君;楊懿杰;宋鋼兵;霍林生
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué);大連理工大學(xué)
• 主分類號: E01D19/14
• 分類號: E01D19/14;G01L1/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具及預(yù)應(yīng)力監(jiān)測方法，采用圓形壓電陶瓷片帖設(shè)在鋼絞線自由端，環(huán)形壓電陶瓷片嵌入夾片式錨具的夾片內(nèi)，或者矩形壓電陶瓷片嵌入錨墊板內(nèi)對夾片式錨具的錨固情況進行監(jiān)測，由于預(yù)應(yīng)力鋼絞線松弛等因素導(dǎo)致鋼絞線與夾片之間、錨具與錨墊板之間產(chǎn)生壓力，導(dǎo)致構(gòu)件的自振頻率發(fā)生變化，根據(jù)壓電陶瓷的正逆壓電效應(yīng)，并應(yīng)用阻抗分析儀，從而測出構(gòu)件本身的機械阻抗值的變化，通過提取共振頻率和均方根偏差定義一個損失指標(biāo)，用以識別夾片式錨具的錨固松緊情況，本裝置構(gòu)造簡單，可以快速主動地對夾片式錨具的錨固松緊情況進行監(jiān)測評估，為土木工程中預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨固監(jiān)測提供了一種簡單有效的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具及預(yù)應(yīng)力監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的出現(xiàn)改善結(jié)構(gòu)服役表現(xiàn)，提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂度和剛度，提高了結(jié)構(gòu)質(zhì)量，而且預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展還促進了橋梁結(jié)構(gòu)新體系與施工方法的發(fā)展，錨具作為保證預(yù)應(yīng)力施工安全，結(jié)構(gòu)可靠的關(guān)鍵設(shè)備，其錨固情況對結(jié)構(gòu)的安全起到了決定性的作用，而預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力隨著張拉、錨固過程和時間的推移會不可避免的出現(xiàn)降低的現(xiàn)象也即出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失，因此預(yù)應(yīng)力損失值在設(shè)計施工以及后期運營中的監(jiān)測顯得尤為重要。

目前來說預(yù)應(yīng)力損失總體上由以下兩部分組成：

傳力錨固時的損失：該部分損失主要包括預(yù)應(yīng)力筋與管道壁之間摩擦引起的損失σ_l1，錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮造成的損失σ_l2，鋼筋與臺座間的溫差引起的損失σ_l3，混凝土彈性壓縮引起的損失σ_l4。

傳力錨固后的損失：該部分損失與時間有關(guān)，主要包括預(yù)應(yīng)力筋松弛引起的損失σ_l6和混凝土收縮徐變造成的損失σ₁₆。

由于以上種種原因?qū)е铝祟A(yù)應(yīng)力鋼絞線在實際應(yīng)力水平中難以始終保持初張拉力的應(yīng)力水平，因而造成預(yù)應(yīng)力損失，輕則造成結(jié)構(gòu)開裂，重則產(chǎn)生結(jié)構(gòu)失效甚至垮塌。因此對于實時掌握預(yù)應(yīng)力鋼絞線的錨固松緊情況具有十分重要的意義。

然而目前對于預(yù)應(yīng)力損失的監(jiān)控缺乏簡單有效的方法，無損檢測例如千斤頂測力法最為準(zhǔn)確但是只適用于施工時采用，很難在后期運營實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測；有損檢測例如鋼筋切斷法將預(yù)應(yīng)力束外部混凝土結(jié)構(gòu)剝除，切斷部分鋼絞線來檢測預(yù)應(yīng)力大小。該方法操作復(fù)雜，且對結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生不可逆的傷害；鋼筋應(yīng)力釋放法能夠測試結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，但是切割速度、切割溫度等均為測試應(yīng)力的擾動因素。因此實現(xiàn)對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的長期無損監(jiān)測顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具及預(yù)應(yīng)力監(jiān)測方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于壓電阻抗法的智能夾片式錨具，包括錨板、錐形夾片以及監(jiān)測系統(tǒng)，錐形夾片沿軸向設(shè)有用于夾持鋼絞線組的軸向通孔，錐形夾片通過錨板套設(shè)在錐形夾片外側(cè)縮小錐形夾片直徑夾緊鋼絞線組，錐形夾片外側(cè)設(shè)有環(huán)形凹槽，錐形夾片的環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有壓電陶瓷片，壓電陶瓷片外側(cè)設(shè)有環(huán)氧樹脂層，環(huán)氧樹脂層外側(cè)設(shè)有金屬屏蔽殼，還包括貼設(shè)于鋼絞線組端部的端部壓電陶瓷片，

監(jiān)測系統(tǒng)包括精密阻抗分析儀和計算機處理系統(tǒng)，精密阻抗分析儀與端部壓電陶瓷片和壓電陶瓷片連接，精密阻抗分析儀用于激勵信號的發(fā)射與接收，并將接收信號傳送至計算機處理系統(tǒng)，計算機處理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有存儲模塊，存儲模塊用于存儲基準(zhǔn)值以及接收到的精密阻抗分析儀數(shù)據(jù)，計算機處理系統(tǒng)用于接收精密阻抗分析儀發(fā)送的激勵信號值并與存儲模塊內(nèi)的基準(zhǔn)值對比并顯示。

進一步的，環(huán)氧樹脂層厚度為0.08-0.1mm。

進一步的，錐形夾片管壁沿軸向設(shè)有開口槽，或者錐形夾片由半錐形夾片和右半錐形夾片拼合而成。