[實用新型]一種拱橋勁性骨架外包混凝土應力應變實時監測系統

有效

• 申請號: 201821160177.8
• 申請日: 2018-07-21
• 公開（公告）號: CN209230837U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 袁帥;黃欣;孫勝偉;趙靜波
• 申請（專利權）人: 中鐵十八局集團有限公司
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01B7/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本實用新型公開了一種拱橋勁性骨架外包混凝土應力應變實時監測系統，該系統包括拱橋勁性骨架上弦管、應變片、應變片滑動架、鏤空硬質保護管、鏤空孔、線纜和混凝土；本系統實時反映顯示并監測預警拱橋勁性骨架外包混凝土構件在澆筑成型后的應力應變的變化，不僅解決了拱橋勁性骨架外包混凝土內部的應力應變測量問題，還解決了灌注混凝土時，混凝土的流動影響應力傳感器的定位問題，進而準確測量出外包混凝土的應力及應力分布，節省了大量的人力時間成本，無需人員全程跟隨，且可視化程度和精確度高。

技術領域

本實用新型涉及土木工程拱橋中應用勁性骨架外包混凝土的應力應變監測的相關技術領域，具體涉及一種拱橋勁性骨架外包混凝土應力應變實時監測系統。

背景技術

混凝土拱橋施工的最大難點是拱圈施工，其中勁性骨架法能夠將大重量混凝土拱的架設轉化為輕重量勁性拱骨架的架設，大大提高混凝土拱橋的跨越能力，并降低施工費用，成為國內外大跨度混凝土拱橋發展的主流方向?；炷凉皹騽判怨羌芊?，是指在拱圈(拱肋)成型過程中，先用無支架方法施工勁性骨架成拱，然后以勁性骨架作為支架澆注拱圈(拱肋)的外包混凝土，形成完整的拱圈(拱肋)。

包混凝土澆注方量大，表面積大，此外，拱橋在施工過程和成橋后，隨著勁性骨架線型變化外包混凝土受力也發生變化，外包混凝土的線型也在變化，且外包混凝土的線型應與骨架線型一致。拱肋在日照、大氣溫度變化等環境因素影響下拱肋的截面溫度場也隨之變化。不均勻的溫度分布將使拱肋截面產生溫度自應力，隨時間變化的等效均勻溫度場會在超靜定拱中產生溫度內力和溫度應力，導致混凝土開裂或破壞。因此測量拱橋的勁性骨架外包混凝土的應力應變分布對保證外包混凝土的澆筑質量非常有必要。

建筑信息模型(BIM)能夠以工程項目的各項相關信息數據作為基礎，通過數字信息仿真模擬構筑物所具有的真實信息，通過三維建筑模型，實現數字化信息管理等功能。它具有信息完備性、信息關聯性、信息一致性、可視化、協調性、模擬性、優化性等特點。能在建設項目的的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息做出正確理解和高效應對。

專利CN 207019825 U公開了鋼管混凝土拱橋管內混凝土應力分布的測量系統，泥漿制備在泥漿配制攪拌桶中完成，按配比加入水和膨潤土攪拌，導入循環泥漿池等待輸出，第二攪拌機保持開啟狀態保證漿液均勻。鋼管及灌注于鋼管內的混凝土，鋼管的內壁設有多個扣環，每兩個扣環之間通過連接線連接，連接線上及兩根連接線之間均設有應力傳感器，且兩根連接線之間的應力傳感器的軸向與鋼管的軸向平行。鋼管的管壁上還開設有用于引出應力傳感器的信號線的通孔，應力傳感器與一設于所述鋼管外的測量儀電連接。鋼管的內壁位于通孔的周緣處還固設有一小管，應力傳感器的信號線經小管從通孔穿出，并與測量儀電連接。為了防止混凝土灌注入鋼管內的過程中漏漿，通孔中還設有填充材料。其中，扣環的數量為偶數個，偶數個扣環中每兩個扣環在鋼管的內壁上對稱安裝，扣環的數量優選為四個，其中兩兩于鋼管的內壁上對稱安裝，每一連接線的兩端分別連接于對稱安裝的兩個扣環上。

應力傳感器還連接有溫度傳感器，溫度傳感器固定于連接線上，溫度傳感器的信號線也與測量儀連接，使鋼管內混凝土的應變與溫度可同時測量。每一連接線上的應力傳感器為多個，每一連接線上的多個應力傳感器均勻設置且順序連接，每一連接線上的應力傳感器均連接一測量儀。每一連接線上均勻設置多個應力傳感器，可使鋼管內混凝土的應力分布得以準確測出。每一連接線上的多個應力傳感器采用綁扎法固定于連接線上，用于測量鋼管內混凝土的徑向應力與收縮變形。

該鋼管混凝土拱橋管內混凝土應力應變測試方案，是架設于鋼管內部有管壁支撐的位置，無法應用于直接埋入外包混凝土中；

該鋼管混凝土拱橋管內混凝土應力應變測試方案，架設程序較復雜，在大型施工構筑物中布設多點比較耗費人力物力成本；

該鋼管混凝土拱橋管內混凝土應力應變測試方案，需要人員全程跟蹤測量計數，且可讀性不高，人為誤差大；

該無線測試傳輸方案，只能通過數據采集顯示數值，人機界面互動程度較低。