本發(fā)明涉及錨桿受力監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是一種錨桿受力測(cè)讀預(yù)警裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，地下礦井、隧道、地鐵、水電硐室等修建越來(lái)越多，深度不斷增大，更多的工程處于惡劣地質(zhì)條件，隨之面臨的支護(hù)問(wèn)題也越來(lái)越突出。比如軟巖的大變形、高地壓和難支護(hù)等問(wèn)題。在常規(guī)的錨桿對(duì)邊坡、礦井巷道、隧道、壩體等主體加固的使用過(guò)程中，錨桿的受力不能直觀顯示，無(wú)法滿足提前預(yù)警的要求。在現(xiàn)場(chǎng)工程錨固中，錨桿受力狀態(tài)及結(jié)構(gòu)變形狀態(tài)不明確，僅靠工人個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷是否安全，容易帶來(lái)安全隱患。目前使用較多的錨桿受力檢測(cè)裝置由彈性元件電子測(cè)力計(jì)、液壓枕指針式測(cè)力計(jì)和錨桿無(wú)損檢測(cè)儀。由于一般測(cè)力計(jì)體積大、造價(jià)高和使用不便等原因，其應(yīng)用只限于極少量錨桿受力情況的抽查和試驗(yàn)研究，不能對(duì)工程中所有錨桿進(jìn)行檢測(cè)。錨桿無(wú)損檢測(cè)儀雖然可以檢測(cè)全部錨桿，但是效率太低且需要專業(yè)技術(shù)人員。因此，目前亟需一種錨桿受力測(cè)讀預(yù)警裝置以直觀顯示錨桿受力是否符合支護(hù)設(shè)計(jì)要求，以及當(dāng)錨桿受載過(guò)高時(shí)警示錨桿破斷危險(xiǎn)。

在本發(fā)明之前，申請(qǐng)?zhí)枮?01510750138.8的發(fā)明公布了一種雙托盤錨桿錨固力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及裝置。其特征是通過(guò)錨桿上安裝顯示儀表，通過(guò)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將應(yīng)變片收集到的應(yīng)變值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再由控制器計(jì)算錨固力并控制發(fā)出報(bào)警信號(hào)?？梢?jiàn)該發(fā)明需要布置電路，且實(shí)際施工中安裝復(fù)雜，造價(jià)高，并不適用于大范圍使用。

申請(qǐng)?zhí)枮?01610271396.2的發(fā)明公布了一種礦用錨桿測(cè)力計(jì)。該發(fā)明包括電阻應(yīng)變式錨桿測(cè)力傳感器和二次監(jiān)測(cè)儀表，其特征在于:電阻應(yīng)變式錨桿測(cè)力傳感器包括中控套桿和環(huán)形應(yīng)力傳感器組，中空套桿內(nèi)置環(huán)形應(yīng)力傳感器組，環(huán)形應(yīng)力傳感器組包括多個(gè)均布的單體環(huán)形應(yīng)力傳感器并內(nèi)置箔式電阻片，箔式電阻片通過(guò)導(dǎo)線連接；二次監(jiān)測(cè)儀表具有數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)就地顯示、有線傳輸或無(wú)線傳輸功能。但該發(fā)明配件造價(jià)高，經(jīng)濟(jì)性差，施工效率低，正常工作依賴于電力供應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述發(fā)明存在的問(wèn)題，需要一種無(wú)需電力供應(yīng)，無(wú)需精密傳感器及數(shù)據(jù)分析、轉(zhuǎn)換元件的錨桿受力測(cè)讀預(yù)警裝置。除此之外，該錨桿受力測(cè)度預(yù)警裝置還具有對(duì)錨桿的錨固質(zhì)量不會(huì)產(chǎn)生損害、安裝簡(jiǎn)便、測(cè)讀簡(jiǎn)單、受力形變恒定、可大范圍使用等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的錨桿軸力監(jiān)測(cè)裝置的不足，提供了一種錨桿受力測(cè)讀預(yù)警裝置及其使用方法。通過(guò)該發(fā)明達(dá)到由錨桿受力產(chǎn)生的變形量化為錨桿受力，以預(yù)警錨桿桿體拉斷破壞的方式，進(jìn)一步提高錨桿作用和施工質(zhì)量并消除安全隱患的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：錨桿受力測(cè)讀預(yù)警裝置，其特征在于：包括平托板、變形罩和受力量化標(biāo)尺；所述的平托板與圍巖相接觸，所述的變形罩通過(guò)緊固螺母緊固在平托板上，所述的變形罩上固定有指針，指向受力量化標(biāo)尺，所述的受力量化標(biāo)尺固定在錨桿的外露端。

進(jìn)一步的，所述的平托板由鋼板制成，形狀一般為方形，中心設(shè)有孔洞，錨桿可從中穿過(guò)，其作用是將巖（土）體作用在錨桿上的力傳遞給變形罩，平托板的尺寸大于變形罩，為變形罩預(yù)留足夠變形空間。

進(jìn)一步的，所述的變形罩是鋼制近半球形裝置，其上固定有指針，指針位于變形罩高度的1/2處，且指向變形罩切平面的法向；變形罩與平托板接觸的一側(cè)為圓形開(kāi)口，與緊固螺母接觸的一側(cè)為凹頂；變形罩具有不小于錨桿最大軸力的法向承載力，變形罩所受荷載與轉(zhuǎn)角之間存在單調(diào)遞增關(guān)系，隨著荷載的增加，變形罩發(fā)生形變，指針在其所在縱剖面內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述的受力量化標(biāo)尺是帶有刻度的塑料制弧形尺，且根據(jù)刻度范圍有不同顏色分區(qū)。受力量化標(biāo)尺的一端帶有夾子，可夾在錨桿的外露端。

進(jìn)一步的，所述的受力量化標(biāo)尺刻度及顏色分區(qū)采用下述方法確定:對(duì)所述的變形罩在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)，確定其軸力—指針轉(zhuǎn)角關(guān)系，據(jù)此繪制標(biāo)尺刻度，單位為kN；受力量化標(biāo)尺上錨桿破斷荷載0~60%的刻度范圍標(biāo)記為綠色，60%~90%的刻度范圍標(biāo)記為黃色，90%以上的刻度范圍標(biāo)記為紅色；當(dāng)錨桿受力測(cè)讀預(yù)警裝置組裝好未施加軸力時(shí)，指針指向0刻度。

本發(fā)明的使用方法如下。

（1）將錨桿內(nèi)錨固段固定在錨孔后，依次安裝平托板、變形罩、緊固螺母，用緊固螺母將變形罩緊固在平托板上，最后將受力量化標(biāo)尺固定在錨桿的外露端。

（2）不同規(guī)格錨桿搭配相應(yīng)規(guī)格的變形罩，可以將錨桿受力狀態(tài)最為精確地顯示出來(lái)。緊固螺母對(duì)變形罩的緊固程度取決于錨桿預(yù)緊力的大小，旋緊緊固螺母時(shí)只需將變形罩緊固到指針指向受力量化標(biāo)尺的相應(yīng)刻度即可。

（3）錨桿投入正常使用后，工人根據(jù)指針位置讀取錨桿軸力值，以判斷錨桿是否符合工程要求或是否達(dá)到預(yù)警值。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明以理論依據(jù)為支撐，提供了一種無(wú)需電力供應(yīng)，無(wú)需精密傳感器及數(shù)據(jù)分析、轉(zhuǎn)換元件，而且對(duì)錨桿的錨固質(zhì)量不會(huì)產(chǎn)生損害、安裝簡(jiǎn)便、測(cè)讀簡(jiǎn)單、受力形變恒定、可大范圍使用的錨桿（索）受力測(cè)讀預(yù)警裝置。該發(fā)明在不需要增加額外成本的條件下即可對(duì)全部錨桿進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且不需專業(yè)技術(shù)人員操作，普通工人即可完成，這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性和經(jīng)濟(jì)性都具有重要意義。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖進(jìn)行介紹。

圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖2 本發(fā)明平面圖。

圖中：1-平托板；2-變形罩；3-緊固螺母；4-受力量化標(biāo)尺；5-指針；6-錨桿體；7-圍巖；8-夾子。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種錨桿受力測(cè)讀預(yù)警裝置，其特征在于：包括平托板1、變形罩2和受力量化標(biāo)尺4。所述的平托板1與圍巖7相接觸；所述的變形罩2通過(guò)緊固螺母3緊固在平托板1上，所述的變形罩2上固定有指針5，指向受力量化標(biāo)尺4，所述的受力量化標(biāo)尺4固定在錨桿6的外露端。

進(jìn)一步的，所述的平托板1由鋼板制成，形狀一般為方形，中心設(shè)有孔洞，錨桿6可從中穿過(guò)。其作用是將巖（土）體作用在錨桿上的力傳遞給變形罩2，平托板1的尺寸大于變形罩2，為變形罩2預(yù)留足夠變形空間。

進(jìn)一步的，所述的變形罩2是鋼制近半球形裝置，其上固定有指針5，指針5位于變形罩高度的1/2處，且指向變形罩2切平面的法向；變形罩2與平托板1接觸的一側(cè)為圓形開(kāi)口，與緊固螺母3接觸的一側(cè)為凹頂；變形罩2具有不小于錨桿6最大軸力的法向承載力，變形罩2所受荷載與指針轉(zhuǎn)角之間存在單調(diào)遞增關(guān)系，隨著荷載的增加，變形罩2發(fā)生形變，指針5在其所在縱剖面內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述的受力量化標(biāo)尺4是帶有刻度的塑料制弧形尺，且根據(jù)刻度范圍有不同顏色分區(qū)；受力量化標(biāo)尺的一端帶有夾子8，可夾在錨桿6的外露端。

進(jìn)一步的，所述的受力量化標(biāo)尺4刻度及顏色分區(qū)采用下述方法確定:對(duì)所述的變形罩2在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)，確定其軸力—指針轉(zhuǎn)角關(guān)系，據(jù)此繪制標(biāo)尺刻度，單位為kN；受力量化標(biāo)尺4上錨桿破斷荷載0~60%的刻度范圍標(biāo)記為綠色，60%~90%的刻度范圍標(biāo)記為黃色，90%以上的刻度范圍標(biāo)記為紅色；當(dāng)錨桿受力測(cè)讀預(yù)警裝置組裝好未施加軸力時(shí)，指針指向0刻度。

本發(fā)明的使用方法如下。

（1）將錨桿6內(nèi)錨固段固定在錨孔后，依次安裝平托板1、變形罩2、緊固螺母3，用緊固螺母3將變形罩2緊固在平托板1上，最后將受力量化標(biāo)尺4固定在錨桿的外露端。

（2）不同規(guī)格錨桿6搭配相應(yīng)規(guī)格的變形罩2，可以將錨桿6受力狀態(tài)最為精確地顯示出來(lái)；緊固螺母3對(duì)變形罩2的緊固程度取決于錨桿6預(yù)緊力的大小，旋緊緊固螺母3時(shí)只需將變形罩2緊固到指針5指向受力量化標(biāo)尺4的相應(yīng)刻度即可。

（3）錨桿6投入正常使用后，工人可根據(jù)指針位置讀取錨桿6軸力值，以判斷錨桿6是否符合工程要求，或是否達(dá)到預(yù)警值。

以上所屬實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體的實(shí)施方式的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。