[發明專利]一種監測預應力橋梁孔道壓漿密實度的裝置及方法

在審

• 申請號: 202210915047.5
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115389546A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 韋海濤;司海寶;徐小衛;夏松;李軍;鄭君紅;陳應海
• 申請（專利權）人: 安徽環通工程試驗檢測有限公司;安徽工業大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 安徽維則柔嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 34252
• 代理人: 谷金穎

1.一種監測預應力橋梁孔道壓漿密實度的裝置，其特征在于：它包括服務器，用于接收信號解調設備的數據處理后發送至監控終端；

監控終端，包括手機或電腦屏幕，用于數據顯示通過網絡設備連接服務器；

信號解調設備，為高精分布式光頻域應變溫度解調儀，通過光開關連接光纜，用于監測光纜的溫度場分布；

光纜，為銅網內加熱溫度感測光纜，通過錨索沿注漿孔道布設在橋梁孔道內，用于反演注漿體的密實度。

2.按照權利要求1所述的一種監測預應力橋梁孔道壓漿密實度的裝置，其特征在于：所述光纜自內而外依次包括光纖、鎧管、銅網編織層、銅絲加強件以及護套，所述銅網編織層可作為加熱層，通過對銅網編織層加熱實現對光纖的加熱，進而通過高精分布式光頻域應變溫度解調儀監測光纜的溫度場分布；所述銅絲加強件用于增加光纜的抗拉強度。

3.一種監測預應力橋梁孔道壓漿密實度的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S100, 在靠近橋梁孔道端口10cm預留排氣孔道，直徑不小于1.5cm，排氣孔到橋梁孔道端口布置牽引線；

S200, 將光纜布置在錨索鋼絞線正上方，保持與錨索鋼絞線平行，每間隔0.5m綁扎一次；

S300, 當錨索鋼絞線到達橋梁孔道出口后，將光纜與錨索鋼絞線端部解綁，然后與牽引線捆綁，利用牽引線將光纖從排氣孔引出，安裝錨具，按設計要求張拉錨索鋼絞線并壓力注漿；

S400, 將光纜兩端接入高精分布式光頻域應變溫度解調儀，形成光信號閉合回路；

S500，利用注漿材料水化熱能或通過對光纜的銅網編織層加熱，持續監測光纜溫度場分布，進而根據孔道注漿密實度、導熱系數、溫度場之間函數關系曲線，反演注漿體的密實度。

4.按照權利要求3所述的一種監測預應力橋梁孔道壓漿密實度的方法，其特征在于：步驟S500中根據以下公式獲取橋梁孔道壓漿體等效導熱系數：

其中為點處等效導熱系數，為單位長度線熱源加熱功率，為線熱源溫度變化值，為加熱時間，為點處壓漿孔道形狀參數，為常數。

5.按照權利要求4所述的一種監測預應力橋梁孔道壓漿密實度的方法，其特征在于：步驟S500中持續監測光纜溫度場分布時還應對橋梁孔道的橋梁孔道注漿體進行定性分析，所述定性分析通過傳統的沖擊回轉波法將其分為泌水性壓漿缺陷和非泌水性壓漿缺陷。

6.按照權利要求5所述的一種監測預應力橋梁孔道壓漿密實度的方法，其特征在于：針對泌水性壓漿缺陷，壓漿體缺陷分為孔洞和泌水缺陷，將注漿體分為空氣、水泥漿體和混凝土體，其注漿體的等效導熱系數為

其中為計算平面參考半徑，、、為空氣、水泥漿體和混凝土體熱流傳遞方向的長度，、、分別為空氣、水泥漿體和混凝土體導熱系數；將壓漿缺陷高度通過曲線擬合為包含、、的函數，進而得到等效導熱系數與壓漿缺陷高度擬合函數

其中、、、、為擬合常數，為孔道半徑，壓漿缺陷高度，為孔道截面光纖到管道頂端的高度；代入高精分布式光頻域應變溫度解調儀獲得的監測光纜溫度變化推導導熱系數，求解壓漿缺陷高度，確定缺陷位置和大小，然后反演注漿體的密實度。

7.按照權利要求5所述的一種監測預應力橋梁孔道壓漿密實度的方法，其特征在于：針對非泌水性壓漿缺陷，壓漿體缺陷包含孔洞和裂隙，其注漿體的等效導熱系數為

其中為壓漿體導熱系數、為孔洞密度，為第個圓孔的半徑，為裂隙的半長，為壓漿體體積，為裂隙密度，為裂隙長寬比，進而得到注漿體的等效密實度為

。