[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)裂縫控制測量裝置及測量方法

在審

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• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112945155A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張忠;張興斌;李夢祺;岳紅波;程敦旵
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶建筑研究總院有限公司;中冶檢測認(rèn)證有限公司
• 主分類號: G01B17/00
• 分類號: G01B17/00;G01N33/38
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)裂縫控制測量裝置及測量方法，裝置由兩個內(nèi)部均布設(shè)振弦應(yīng)變計的第一鋼管和第二鋼管組成；第一鋼管和第二鋼管內(nèi)壁上貼合布置彈性內(nèi)襯；兩個振弦式應(yīng)變計分別與其各自所在的第一鋼管和第二鋼管同軸布置；第一鋼管和第二鋼管的開口方向指向混凝土主應(yīng)力；振弦式應(yīng)變計的信號線纜引出澆筑實體結(jié)構(gòu)外部；澆筑實體結(jié)構(gòu)混凝土，確保第一鋼管和第二鋼管內(nèi)的混凝土填充飽滿；監(jiān)控測量期間的兩個振弦式應(yīng)變計的數(shù)據(jù)實時收集、分析與開裂控制。本發(fā)明提供的裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低，真正實現(xiàn)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力測量，且測量過程更易于實施，加強(qiáng)了開裂測量數(shù)據(jù)的可信度，降低了誤差范圍，對溫度應(yīng)力等引起的開裂可以實現(xiàn)很好地防控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程測量與控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種結(jié)構(gòu)裂縫控制測量裝置，及應(yīng)用該裝置的結(jié)構(gòu)裂縫控制測量方法。

背景技術(shù)

大體積混凝土幾何尺寸大，內(nèi)部水化熱傳遞途徑長、不易散發(fā)，尤其是核電站等使用的又是高強(qiáng)度混凝土，水泥用量大，內(nèi)部水化熱高，混凝土施工裂縫時有發(fā)生，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全與正常使用。大體積混凝土的施工裂縫控制是國內(nèi)外土木建造行業(yè)尋求解決的共同技術(shù)難題，也制約著重大混凝土工程(如核電站)的安全發(fā)展。

大體積混凝土施工，溫度應(yīng)力是一種重要的結(jié)構(gòu)荷載作用，是結(jié)構(gòu)開裂破壞的關(guān)鍵因素之一。雖然關(guān)于溫度應(yīng)力的研究文獻(xiàn)很多，但目前尚缺溫度應(yīng)力有效的測量裝置與方法，更多的采用理論計算的方法來確定溫度應(yīng)力可控條件下的養(yǎng)護(hù)技術(shù)條件，進(jìn)而利用施工過程溫控的等措施以實現(xiàn)對施工裂縫的控制；或者使用應(yīng)變的測量方法，試圖區(qū)分出制約裂縫開展的約束應(yīng)變這種間接的控制方法。

目前大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工裂縫控制主要有如下幾種方法：

方法1：現(xiàn)有專利“201510956216.X一種確定大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工養(yǎng)護(hù)方法的方法”，本方法的核心思想通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠邢拊Ｅc實體工程的初始條件及設(shè)定的技術(shù)條件進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的溫度場與溫度應(yīng)力場的理論分析，將結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力與對應(yīng)齡期混凝土的允許抗拉強(qiáng)度對比，根據(jù)比對結(jié)果調(diào)整優(yōu)化和最終確定結(jié)構(gòu)施工的具體養(yǎng)護(hù)方式及對應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)作為初始養(yǎng)護(hù)技術(shù)條件，并根據(jù)溫度及溫度應(yīng)變監(jiān)測實施實體工程施工養(yǎng)護(hù)措施的調(diào)整。此方法優(yōu)勢明顯，對于確定混凝土養(yǎng)護(hù)初始技術(shù)指標(biāo)及養(yǎng)護(hù)監(jiān)控指標(biāo)具有很好的實用價值與指導(dǎo)意義，但是影響混凝土開裂的直接因素溫度應(yīng)力或約束應(yīng)力測量未予明示。

方法2：現(xiàn)有專利“ZL201510342273.9一種混凝土絕對應(yīng)力的測量裝置及方法”及“ZL201510342272.4一種既有混凝土結(jié)構(gòu)絕對應(yīng)力的測試方法”，使用超聲波探頭，通過預(yù)埋式或者取芯后并裝配式相結(jié)合測量混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部絕對應(yīng)力；這種方式同樣可以用在大體積混凝土施工中用于混凝土絕對應(yīng)力的測量。此方法存在的問題是，由于混凝土并非是一種勻質(zhì)性能好的材料，特別是混凝土施工可能造成內(nèi)部缺陷存在，將嚴(yán)重影響測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。更進(jìn)一步，采用超聲波探頭測量，本身設(shè)備成本較高，取芯對混凝土結(jié)構(gòu)也有一定損傷，工程應(yīng)用價值有待考量。

方法3：結(jié)構(gòu)內(nèi)部布置應(yīng)變計或者表面布置應(yīng)變計或應(yīng)變片進(jìn)行測量。由于結(jié)構(gòu)應(yīng)變非常復(fù)雜，特別是大體積混凝土施工，溫度應(yīng)變是主導(dǎo)，應(yīng)變計測得的測量應(yīng)變需要經(jīng)過溫度修正，對于大體積混凝土施工，修正后獲得溫度應(yīng)變與溫度應(yīng)力不完全遵循胡克定律，真正影響結(jié)構(gòu)的開裂的因素約束變形或溫度應(yīng)力很難有效獲取。

方法4：其它控制方法，如跳倉法、降低混凝土水化熱、溫控監(jiān)測等等。這些均是一種定性的方法或措施，無法量化實現(xiàn)開裂所對應(yīng)的溫度應(yīng)力的測量與控制。

因此，如何將影響混凝土開裂直接原因的約束應(yīng)變及溫度應(yīng)力予以實現(xiàn)準(zhǔn)確測量，從而達(dá)到對結(jié)構(gòu)開裂的控制，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)裂縫控制測量裝置及其控制測量方法，旨在解決上述技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：