壓力分散型錨索受力狀態監測裝置的製作方法

2023-12-04 06:37:31 1

專利名稱：壓力分散型錨索受力狀態監測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種錨索受力狀態監測裝置，尤其涉及一種壓力分散型錨索受力狀態監測裝置；具體地說，主要是針對一種新型的壓力分散型錨索的受力狀態監測，能評價採用壓力分散型錨索進行邊坡加固時的加固效果，同時為分析壓力分散型錨索預應力損失和錨索超張拉、補償張拉等提供了直接的依據。本發明可監測採集壓力分散型錨索的受力狀態。
背景技術：
據近年來統計，因邊坡失穩形成的地質災害給經濟建設和人民生命財產帶來的損失，在我國每年近300億元。我國目前處於經濟建設高速發展階段，在交通、水利、能源建設等大型建設都會遇到大量的邊坡工程問題，而錨索已成為邊坡加固的主要手段之一。工程實踐表明對採用錨索加固的邊坡，應進行錨索受力狀態的監測，可以評價邊坡的加固效果，同時為分析錨索預應力損失和錨索超張拉、補償張拉等提供了直接的依據。
目前在工程上應用最多的錨索是拉力集中型錨索。由於拉力集中型錨索錨固段上的粘結應力分布不均勻，存在應力集中現象，容易產生漸進性破壞，因而最近開發出了壓力分散型錨索，其特點是將施加的預應力分散到整個錨固段上，從而克服了應力集中的缺陷，提高了錨索的承載力。相對於普通拉力集中型錨索來說，壓力分散型錨索提供的承載力更大，使用壽命更長，受力狀態更合理。
傳統的拉力集中型錨索受力狀態監測一般採用錨索測力計，將錨索測力計安裝在錨頭與錨墊板之間，監測錨索在工作狀態下的受力狀態。由於壓力分散型錨索的作用機理與拉力集中型錨索存在著差異，採用傳統的錨索測力計無法監測壓力分散型錨索每個錨固單元的受力狀態，也就不能有效地驗證加固的有效性，同時也不可能說明壓力分散型錨索的優越性。這就需要研究一種監測裝置，以實現評價壓力分散型錨索的加固效果，同時分析壓力分散型錨索預應力損失和錨索超張拉、補償張拉等問題。
基於壓力分散型錨索的優點和對邊坡加固的重要意義，研究壓力分散型錨索受力狀態監測方法及其裝置具有重要的工程應用價值。

發明內容
本發明的目的就是為了克服現有技術存在的上述缺點和不足，提供一種壓力分散型錨索受力狀態監測裝置。
本發明的目的是這樣實現的如圖1，本發明包括錨索鑽孔(10)、承載體(20)、鋼絞線(30)、錨墊板(40)、擴展板(50)、錨索計(60)、錨板(70)、數據測試儀(80)；其位置和連接關係是從錨索鑽孔(10)的內端頭向外端頭依次設置有承載體(20)、錨墊板(40)、擴展板(50)、錨索計(60)、錨板(70)；鋼絞線(30)的一端連接承載體(20)，另一端依次穿過錨墊板(40)、擴展板(50)的擴展孔再和錨索計(60)、錨板(70)對應連接，錨索計(60)測量承載體(20)的受力狀態；數據測試儀(80)和錨索計(60)連接，數據測試儀(80)顯示承載體(20)的受力狀態；承載體(20)根據壓力分散型錨索設計的預應力大小為2個～5個。
本發明的工作原理是利用錨索計直接測定每根鋼絞線的受力狀態，考慮到壓力分散型錨索的單元錨固段一般由兩束鋼絞線組成，測得鋼絞線的受力狀態就可以獲得單元錨固段的受力狀態。由於標準的錨具尺寸限制，無法在標準的錨具上面安裝小型的錨索計以及小型的錨板，因此為了不破壞錨索錨墊板的內部結構，專門設計一個擴展板，從外部將原有的錨索鋼絞線張開，然後安裝錨索計和錨板，在錨索張拉過程和張拉完畢後都可以監測到錨索的受力狀態。既可以評價壓力分散型錨索的加固效果，同時分析壓力分散型錨索預應力損失和錨索超張拉、補償張拉等問題，還可以監測運營期間加固對象的穩定性。該裝置已被應用到滬蓉西高速公路湖北宜昌—恩施段部分邊坡的監測工作中，取得了良好的效果。
本發明具有以下優點和積極效果①可應用於壓力分散型錨索的受力狀態監測，既可以評價壓力分散型錨索的加固效果，同時分析壓力分散型錨索預應力損失和錨索超張拉、補償張拉等問題，還可以監測運營期間加固對象的穩定性。
②測試原理直觀、結構簡單、精度高、穩定性好、易於操作、拆卸方便，對安裝測試人員沒有很強的技術要求。
③應用廣泛，可應用於高速公路、鐵路、礦山、水電站等工程中應用壓力分散型錨索加固的人工邊坡或滑坡的監測。


圖1-本發明組成示意圖；圖2-擴展板結構圖(主視)；圖3-圖2的剖視圖。
其中10-錨索鑽孔；20-承載體，21-第1承載體，22-第2承載體，23-第3承載體；30-鋼絞線，31-第1鋼絞線，32-第2鋼絞線，33-第3鋼絞線，34-第4鋼絞線，35-第5鋼絞線，36-第6鋼絞線；40-錨墊板；50-擴展板，
51-第1擴展孔，52-第2擴展孔，53-第3擴展孔，54-第4擴展孔，55-第5擴展孔，56-第6擴展孔，r-入口處擴展孔的分布圓直徑，R-出口處擴展孔的分布圓直徑；60-錨索計，61-第1錨索計，62-第2錨索計，63-第3錨索計，64-第4錨索計，65-第5錨索計，66-第6錨索計；70-錨板，71-第1錨板，72-第2錨板，73-第3錨板，74-第4錨板，75-第5錨板，76-第6錨板；80-數據測試儀。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明一、整機的實施例，如圖1。
承載體(20)為3個時，即設置第1、2、3承載體(21、22、23)。
第1、2鋼絞線(31、32)的一端分別連接第1承載體(21)，另一端分別依次穿過錨墊板(40)、擴展板(50)的第1、2擴展孔(51、52)再和第1、2錨索計(61、62)、第1、2錨板(71、72)對應連接，測量第1承載體(21)的受力狀態；第3、4鋼絞線(33、34)的一端分別連接第2承載體(22)，另一端分別依次穿過錨墊板(40)、擴展板(50)的第3、4擴展孔(53、54)再和第3、4錨索計(63、64)、第3、4錨板(73、74)對應連接，測量第2承載體(22)的受力狀態；第5、6鋼絞線(35、36)的一端分別連接第3承載體(23)，另一端分別依次穿過錨墊板(40)、擴展板(50)的第5、6擴展孔(55、56)再和第5、6錨索計(65、66)、第5、6錨板(75、76)對應連接，測量第3承載體(23)的受力狀態。
二、有關部件1、擴展板(50)如圖2、3，擴展板(50)是一種厚圓板，直接安裝在錨墊板(40)上，以其圓心為中心均勻分布有第1～6個擴展孔(51～56)；入口處擴展孔的分布圓直徑(r)較小，與錨墊板(40)的內孔徑相同；出口處擴展孔的分布圓直徑(R)變大，使鋼絞線(30)通過後，相互之間的距離擴大，以便安裝錨索計(60)和錨板(70)。
將鋼絞線(30)逐根穿過擴展板(50)的第1～6個擴展孔(51～56)。
2、錨索計(60)錨索計(60)是一種智能弦式錨索計，有上市產品，固定在擴展板(50)上。
採用JMZX-3102AT穿心式傳感器，可直接輸出鋼絞線(30)的應力變化值。
靈敏度0.1kN； 量程200kN；供電12V； 工作溫度-10℃～50℃；外形尺寸外徑46mm，內徑16mm，高90mm。
3、錨板(70)錨板(70)鎖定在錨索計(60)上，通過錨板(70)實現鋼絞線(30)的荷載施加以及鎖定。
4、數據測試儀(80)數據測試儀(80)，實現數據的採集、儲存，可直接顯示預應力數值，有上市產品。
選用JMZX-2003綜合測試儀。
該測試儀的主要性能指標如下①測量範圍 振弦頻率600Hz～3000Hz，振弦溫度-40℃～125℃；②測量精度 頻率精度0.1％±0.1Hz，溫度精度±1℃；③存貯容量 2500個測試點；④使用環境溫度 -10℃～40℃，相對溼度小於等於90％；
⑤電源 8節2號鎘鎳電池，電能貯量2Ah；工作電流80mA，充電時間12小時～14小時。
三、本裝置安裝和使用方法1、安裝首先選定需要監測的壓力分散型錨索，按照設計的要求進行錨索鑽孔，並將預先綁紮好的鋼絞線和承載體送入錨索鑽孔中，安裝好錨墊板，然後按照設計要求進行錨索注漿，等注漿體強度達到規範要求後，再進行擴展板的安裝，接著在擴展板上依次安裝錨索計和錨板，並根據規範要求對壓力分散型錨索的每根鋼絞線進行分步、分級張拉，達到設計要求的張拉荷載後，最後由錨板鎖定，整個安裝過程完成。在張拉過程中，即可通過數據測試儀讀出錨索計的應力變化。
2、使用方法錨索鎖定後，將每個錨索計連接到數據測試儀上，數據測試儀可以採集和儲存每個錨索計的數據，並可直接顯示預應力數值，通過這些錨索計的應力變化數值，可以評價壓力分散型錨索的加固效果，同時分析壓力分散型錨索預應力損失和錨索超張拉、補償張拉等問題，還可以監測運營期間加固對象的穩定性。
權利要求
1.一種壓力分散型錨索受力狀態監測裝置，其特徵在於包括錨索鑽孔(10)、承載體(20)、鋼絞線(30)、錨墊板(40)、擴展板(50)、錨索計(60)、錨板(70)、數據測試儀(80)；從錨索鑽孔(10)的內端頭向外端頭依次設置有承載體(20)、錨墊板(40)、擴展板(50)、錨索計(60)、錨板(70)；鋼絞線(30)的一端連接承載體(20)，另一端依次穿過錨墊板(40)、擴展板(50)的擴展孔再和錨索計(60)、錨板(70)對應連接，錨索計(60)測量承載體(20)的受力狀態；數據測試儀(80)和錨索計(60)連接，數據測試儀(80)顯示承載體(20)的受力狀態；承載體(20)根據壓力分散型錨索設計的預應力大小為2個～5個。
2.按權利要求1所述的監測裝置，其特徵在於承載體(20)為3個時，即設置第1、2、3承載體(21、22、23)；第1、2鋼絞線(31、32)的一端分別連接第1承載體(21)，另一端分別依次穿過錨墊板(40)、擴展板(50)的第1、2擴展孔(51、52)再和第1、2錨索計(61、62)、第1、2錨板(71、72)對應連接，測量第1承載體(21)的受力狀態；第3、4鋼絞線(33、34)的一端分別連接第2承載體(22)，另一端分別依次穿過錨墊板(40)、擴展板(50)的第3、4擴展孔(53、54)再和第3、4錨索計(63、64)、第3、4錨板(73、74)對應連接，測量第2承載體(22)的受力狀態；第5、6鋼絞線(35、36)的一端分別連接第3承載體(32)，另一端分別依次穿過錨墊板(40)、擴展板(50)的第5、6擴展孔(55、56)再和第5、6錨索計(65、66)、第5、6錨板(75、76)對應連接，測量第3承載體(23)的受力狀態。
3.按權利要求1所述的監測裝置，其特徵在於(以承載體為3個為例說明)擴展板(50)是一種厚圓板，以其圓心為中心均勻分布有第1～6個擴展孔(51～56)；入口處擴展孔的分布圓直徑(r)較小，與錨墊板(40)的內孔徑相同；出口處擴展孔的分布圓直徑(R)變大。
全文摘要
本發明公開了一種壓力分散型錨索受力狀態監測裝置，涉及一種錨索受力狀態監測裝置。本發明的鋼絞線(30)的一端連接承載體(20)，另一端依次穿過錨墊板(40)、擴展板(50)的擴展孔再和錨索計(60)、錨板(70)對應連接，錨索計(60)測量承載體(20)的受力狀態；數據測試儀(80)和錨索計(60)連接，數據測試儀(80)顯示承載體(20)的受力狀態；承載體(20)根據壓力分散型錨索設計的預應力大小為2個～5個。本發明可應用於高速公路、鐵路、礦山、水電站等工程中應用壓力分散型錨索加固的人工邊坡或滑坡的監測。
文檔編號G01L5/04GK101067581SQ200710051969
公開日2007年11月7日 申請日期2007年4月26日 優先權日2007年4月26日
發明者沈強, 徐健, 陳從新, 葉志華, 劉小巍, 馮光樂, 胡紹東 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所, 湖北滬蓉西高速公路建設指揮部