一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于土木工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置。其包括FC/PC接頭入口、FC/PC接頭出口、錨頭封錨硂、傳感光纖、預(yù)應(yīng)力錨索、溫度補(bǔ)償光纖、保護(hù)套、粘結(jié)劑、擋板和錨頭；所述預(yù)應(yīng)力錨索內(nèi)設(shè)有七根鋼絞線，外圈為PVC管套；所述溫度補(bǔ)償光纖外設(shè)有保護(hù)套；所述傳感光纖和溫度補(bǔ)償光纖用粘結(jié)劑對(duì)稱固定在預(yù)應(yīng)力錨索的兩內(nèi)側(cè)，兩者前端U型連接；所述FC/PC接頭入口連接傳感光纖后端并從錨頭封錨硂上側(cè)穿出，F(xiàn)C/PC接頭出口連接溫度補(bǔ)償光纖后端并從錨頭封錨硂下側(cè)穿出；所述擋板位于錨頭和錨頭封錨硂之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置具有穩(wěn)定性好，精度高，不易受損等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種預(yù)應(yīng)力描索應(yīng)力分布測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于土木工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)說，涉及一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)廣泛應(yīng)用在邊坡加固等工程領(lǐng)域，其具有巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。在邊坡中通過將高強(qiáng)度鋼絞線以高應(yīng)力的狀態(tài)固定于巖體中，提高邊坡的穩(wěn)定性，減小巖土體變形。
[0003]預(yù)應(yīng)力錨索主要依靠?jī)?nèi)錨固段水泥漿提供的握裹力和抗拔力，大量的研究資料證實(shí)預(yù)應(yīng)力錨索固定長(zhǎng)度上的粘結(jié)應(yīng)力分布極不均勻，錨固段的近端應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重，隨著荷載的增大，并在荷載傳至固定長(zhǎng)度最遠(yuǎn)端之前，預(yù)應(yīng)力錨索體-注漿體界面或者注漿體-地層界面就會(huì)發(fā)生“粘結(jié)脫離”，粘結(jié)破壞使預(yù)應(yīng)力錨索不能充分發(fā)揮地層錨固作用，會(huì)在內(nèi)錨段引起較大的應(yīng)力集中，并可能造成預(yù)應(yīng)力錨索的損壞。
[0004]目前，工程上對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索的應(yīng)力監(jiān)測(cè)多采用常規(guī)的拉拔試驗(yàn)來(lái)確定極限承載力，檢驗(yàn)安裝質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求。一般采用預(yù)應(yīng)力錨索測(cè)力計(jì)，將預(yù)應(yīng)力錨索測(cè)力計(jì)安裝在錨頭和錨墊板之間，監(jiān)測(cè)預(yù)應(yīng)力錨索在使用中的受力狀態(tài)。由于地形或巖體的變化，預(yù)應(yīng)力錨索上的應(yīng)力作用方向與測(cè)力計(jì)監(jiān)測(cè)的應(yīng)力方向有差異，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)應(yīng)力存在誤差，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致應(yīng)力計(jì)的損壞而失去監(jiān)測(cè)能力。對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力沿預(yù)應(yīng)力錨索體分布規(guī)律，由于缺少合適的檢測(cè)技術(shù)與器材而缺乏了解，目前，用于監(jiān)測(cè)預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的傳感器以電阻式、鋼弦式和電感式傳感器為主，以上傳感器容易受電磁干擾、酸堿腐蝕和潮濕環(huán)境等外界惡劣環(huán)境的影響，測(cè)量精度低，難以完成對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力狀態(tài)的實(shí)時(shí)、在線和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種穩(wěn)定性好，精度高，不易受損的預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置。
[0006]本實(shí)用新型所述的一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置，所述裝置包括FC/PC接頭入口 1、FC/PC接頭出口 2、錨頭封錨栓3、傳感光纖4、預(yù)應(yīng)力錨索5、溫度補(bǔ)償光纖6、保護(hù)套7、粘結(jié)劑8、擋板11和錨頭12 ;所述預(yù)應(yīng)力錨索5內(nèi)設(shè)有七根鋼絞線9，外圈由PVC管套10保護(hù)；所述溫度補(bǔ)償光纖6外設(shè)有保護(hù)套7 ;所述傳感光纖4和溫度補(bǔ)償光纖6用粘結(jié)劑8對(duì)稱固定在預(yù)應(yīng)力錨索5的兩內(nèi)側(cè)，兩者前端U型連接；所述FC/PC接頭入口 I連接傳感光纖4后端并從錨頭封錨栓3上側(cè)穿出，F(xiàn)C/PC接頭出口 2連接溫度補(bǔ)償光纖6后端并從錨頭封錨栓3下側(cè)穿出；所述擋板11位于錨頭12和錨頭封錨栓3之間。
[0007]本實(shí)用新型所述的一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置，所述傳感光纖4直徑為2-3mm。
[0008]本實(shí)用新型所述的一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置，所述保護(hù)套7為PU管或金屬管制成。
[0009]本實(shí)用新型所述的一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置，所述粘結(jié)劑8為零件精密粘合用的α-氰基丙烯酸酮粘結(jié)劑或環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑。
[0010]本實(shí)用新型所述的一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置，通過式(I)可消除溫度對(duì)光纖應(yīng)變的影響，便于實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索變形的監(jiān)測(cè)。
[0011]T = CT (vb-vbo) +TO (I)
[0012]式中:T為溫度；CT為光纖的布里淵頻移-溫度系數(shù)；vb為光纖的布里淵頻移和Ttl分別為光纖初始狀態(tài)的布里淵頻移量和溫度。
[0013]在預(yù)應(yīng)力錨索上安裝分布式傳感光纖后，將多根預(yù)應(yīng)力錨索上鋪設(shè)的傳感光纖通過光纜串接在一起，只需在一端測(cè)量就可以實(shí)現(xiàn)多根預(yù)應(yīng)力錨索的同時(shí)監(jiān)測(cè)，得到預(yù)應(yīng)力錨索沿軸線方向任意一點(diǎn)上的應(yīng)變，通過式(2)計(jì)算出預(yù)應(yīng)力錨索軸力分布曲線:
[0014]Qi = Eei (2)
[0015]通過式(3)得到預(yù)應(yīng)力錨索平均剪應(yīng)力，由沿預(yù)應(yīng)力錨索軸向相鄰兩點(diǎn)的應(yīng)變值得到剪應(yīng)力分布曲線:
[0016]Tj= ( ε i+1- ε i) EA/3i DAL (3)
[0017]式中:σ i為預(yù)應(yīng)力錨索i點(diǎn)應(yīng)力值，E為預(yù)應(yīng)力錨索彈性模量，ε i為預(yù)應(yīng)力錨索i點(diǎn)應(yīng)變值，τ j為預(yù)應(yīng)力錨索i點(diǎn)和i+Ι點(diǎn)之間的平均剪應(yīng)力，A為預(yù)應(yīng)力錨索截面積，D為預(yù)應(yīng)力錨索直徑，AL為預(yù)應(yīng)力錨索相鄰兩測(cè)點(diǎn)之間距離。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置采用分布式光纖傳感技術(shù)對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，傳感光纖提供準(zhǔn)確的預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)變值，溫度補(bǔ)償光纖提供準(zhǔn)確的預(yù)應(yīng)力錨索溫度值對(duì)應(yīng)變進(jìn)行修正，以得到預(yù)應(yīng)力錨索實(shí)際受力狀態(tài)，如預(yù)應(yīng)力錨索軸向應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力錨索與黏結(jié)材料之間的剪應(yīng)力沿預(yù)應(yīng)力錨索體分布規(guī)律，并根據(jù)出現(xiàn)的異常情況，采取相應(yīng)的處理措施，指導(dǎo)邊坡工程設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)，并對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外，采用粘結(jié)劑材料能有效保護(hù)傳感光纖，避免傳感光纖的損壞，從而延長(zhǎng)其使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1:預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置的截面圖；圖2:預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置剖面圖；1_FC/PC接頭入口、2-FC/PC接頭出口、3-錨頭封錨栓、4-傳感光纖、5-預(yù)應(yīng)力錨索、6-溫度補(bǔ)償光纖、7-保護(hù)套、8-粘結(jié)劑、9-鋼絞線、10-PVC管套、11-擋板、12-錨頭。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所述的預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置做進(jìn)一步說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0021]實(shí)施例1
[0022]一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置，所述裝置包括FC/PC接頭入口 1、FC/PC接頭出口 2、錨頭封錨栓3、傳感光纖4、預(yù)應(yīng)力錨索5、溫度補(bǔ)償光纖6、保護(hù)套7、粘結(jié)劑8、擋板11和錨頭12 ;所述預(yù)應(yīng)力錨索5內(nèi)設(shè)有七根鋼絞線9，外圈為PVC管套10 ;所述溫度補(bǔ)償光纖6外設(shè)有保護(hù)套7 ;所述傳感光纖4和溫度補(bǔ)償光纖6用粘結(jié)劑8對(duì)稱固定在預(yù)應(yīng)力錨索5的兩內(nèi)側(cè)，兩者前端U型連接所述FC/PC接頭入口 I連接傳感光纖4后端并從錨頭封錨栓3上側(cè)穿出，F(xiàn)C/PC接頭出口 2連接溫度補(bǔ)償光纖6后端并從錨頭封錨栓3下側(cè)穿出；所述擋板11位于錨頭12和錨頭封錨栓3之間。；所述傳感光纖4直徑為3mm ;所述保護(hù)套7為管制成；所述粘結(jié)劑8為零件精密粘合用的α-氰基丙烯酸酮粘結(jié)劑。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置采用分布式光纖傳感技術(shù)對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，傳感光纖提供準(zhǔn)確的預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)變值，溫度補(bǔ)償光纖提供準(zhǔn)確的預(yù)應(yīng)力錨索溫度值對(duì)應(yīng)變進(jìn)行修正，以得到預(yù)應(yīng)力錨索實(shí)際受力狀態(tài)，如預(yù)應(yīng)力錨索軸向應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力錨索與黏結(jié)材料之間的剪應(yīng)力沿預(yù)應(yīng)力錨索體分布規(guī)律，并根據(jù)出現(xiàn)的異常情況，采取相應(yīng)的處理措施，指導(dǎo)邊坡工程設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)，并對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外，采用粘結(jié)劑材料能有效保護(hù)傳感光纖，避免傳感光纖的損壞，從而延長(zhǎng)其使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述裝置包括FC/PC接頭入口(I)、FC/PC接頭出口(2)、錨頭封錨栓(3)、傳感光纖(4)、預(yù)應(yīng)力錨索(5)、溫度補(bǔ)償光纖(6)、保護(hù)套(7)、粘結(jié)劑(8)、擋板(11)和錨頭(12);所述預(yù)應(yīng)力錨索(5)內(nèi)設(shè)有七根鋼絞線(9)，外圈由PVC管套(10)保護(hù)；所述溫度補(bǔ)償光纖(6)外設(shè)有保護(hù)套(7);所述傳感光纖(4)和溫度補(bǔ)償光纖(6)用粘結(jié)劑(8)對(duì)稱固定在預(yù)應(yīng)力錨索(5)的兩內(nèi)側(cè)，兩者前端U型連接；所述FC/PC接頭入口(I)連接傳感光纖(4)后端并從錨頭封錨栓(3)上側(cè)穿出，F(xiàn)C/PC接頭出口(2)連接溫度補(bǔ)償光纖(6)后端并從錨頭封錨栓(3)下側(cè)穿出；所述擋板(II)位于錨頭(12)和錨頭封錨栓(3)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述傳感光纖⑷直徑為2_3mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述保護(hù)套(7)為PU管或金屬管制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)力分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述粘結(jié)劑(8)為零件精密粘合用的α-氰基丙烯酸酮粘結(jié)劑或環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑。
【文檔編號(hào)】G01L1/24GK203929292SQ201420353667
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】董立山, 李維, 孫志杰, 孫鵬, 趙森, 趙建斌 申請(qǐng)人:山西省交通科學(xué)研究院, 山西交科公路勘察設(shè)計(jì)院