一種預應力錨索應力分布測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于土木工程【技術領域】，具體涉及一種預應力錨索應力分布測試裝置。其包括FC/PC接頭入口、FC/PC接頭出口、錨頭封錨硂、傳感光纖、預應力錨索、溫度補償光纖、保護套、粘結劑、擋板和錨頭；所述預應力錨索內(nèi)設有七根鋼絞線，外圈為PVC管套；所述溫度補償光纖外設有保護套；所述傳感光纖和溫度補償光纖用粘結劑對稱固定在預應力錨索的兩內(nèi)側，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穿出，F(xiàn)C/PC接頭出口連接溫度補償光纖后端并從錨頭封錨硂下側穿出；所述擋板位于錨頭和錨頭封錨硂之間。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述預應力錨索應力分布測試裝置具有穩(wěn)定性好，精度高，不易受損等優(yōu)點。
【專利說明】一種預應力描索應力分布測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土木工程【技術領域】，具體來說，涉及一種預應力錨索應力分布測試裝置。
【背景技術】
[0002]預應力錨索技術廣泛應用在邊坡加固等工程領域，其具有巨大的社會經(jīng)濟效益。在邊坡中通過將高強度鋼絞線以高應力的狀態(tài)固定于巖體中，提高邊坡的穩(wěn)定性，減小巖土體變形。
[0003]預應力錨索主要依靠內(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預應力錨索固定長度上的粘結應力分布極不均勻，錨固段的近端應力集中現(xiàn)象嚴重，隨著荷載的增大，并在荷載傳至固定長度最遠端之前，預應力錨索體-注漿體界面或者注漿體-地層界面就會發(fā)生“粘結脫離”，粘結破壞使預應力錨索不能充分發(fā)揮地層錨固作用，會在內(nèi)錨段引起較大的應力集中，并可能造成預應力錨索的損壞。
[0004]目前，工程上對預應力錨索的應力監(jiān)測多采用常規(guī)的拉拔試驗來確定極限承載力，檢驗安裝質量是否滿足設計要求。一般采用預應力錨索測力計，將預應力錨索測力計安裝在錨頭和錨墊板之間，監(jiān)測預應力錨索在使用中的受力狀態(tài)。由于地形或巖體的變化，預應力錨索上的應力作用方向與測力計監(jiān)測的應力方向有差異，導致監(jiān)測應力存在誤差，嚴重的可能導致應力計的損壞而失去監(jiān)測能力。對預應力錨索應力沿預應力錨索體分布規(guī)律，由于缺少合適的檢測技術與器材而缺乏了解，目前，用于監(jiān)測預應力錨索應力應變狀態(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，測量精度低，難以完成對預應力錨索應力狀態(tài)的實時、在線和長期監(jiān)測。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種穩(wěn)定性好，精度高，不易受損的預應力錨索應力分布測試裝置。
[0006]本實用新型所述的一種預應力錨索應力分布測試裝置，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、預應力錨索5、溫度補償光纖6、保護套7、粘結劑8、擋板11和錨頭12 ;所述預應力錨索5內(nèi)設有七根鋼絞線9，外圈由PVC管套10保護；所述溫度補償光纖6外設有保護套7 ;所述傳感光纖4和溫度補償光纖6用粘結劑8對稱固定在預應力錨索5的兩內(nèi)側，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上側穿出，F(xiàn)C/PC接頭出口 2連接溫度補償光纖6后端并從錨頭封錨栓3下側穿出；所述擋板11位于錨頭12和錨頭封錨栓3之間。
[0007]本實用新型所述的一種預應力錨索應力分布測試裝置，所述傳感光纖4直徑為2-3mm。
[0008]本實用新型所述的一種預應力錨索應力分布測試裝置，所述保護套7為PU管或金屬管制成。
[0009]本實用新型所述的一種預應力錨索應力分布測試裝置，所述粘結劑8為零件精密粘合用的α-氰基丙烯酸酮粘結劑或環(huán)氧樹脂粘結劑。
[0010]本實用新型所述的一種預應力錨索應力分布測試裝置，通過式(I)可消除溫度對光纖應變的影響，便于實現(xiàn)對預應力錨索變形的監(jiān)測。
[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]在預應力錨索上安裝分布式傳感光纖后，將多根預應力錨索上鋪設的傳感光纖通過光纜串接在一起，只需在一端測量就可以實現(xiàn)多根預應力錨索的同時監(jiān)測，得到預應力錨索沿軸線方向任意一點上的應變，通過式(2)計算出預應力錨索軸力分布曲線:
[0014]Qi = Eei (2)
[0015]通過式(3)得到預應力錨索平均剪應力，由沿預應力錨索軸向相鄰兩點的應變值得到剪應力分布曲線:
[0016]Tj= ( ε i+1- ε i) EA/3i DAL (3)
[0017]式中:σ i為預應力錨索i點應力值，E為預應力錨索彈性模量，ε i為預應力錨索i點應變值，τ j為預應力錨索i點和i+Ι點之間的平均剪應力，A為預應力錨索截面積，D為預應力錨索直徑，AL為預應力錨索相鄰兩測點之間距離。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述預應力錨索應力分布測試裝置采用分布式光纖傳感技術對預應力錨索變形進行監(jiān)測，傳感光纖提供準確的預應力錨索應變值，溫度補償光纖提供準確的預應力錨索溫度值對應變進行修正，以得到預應力錨索實際受力狀態(tài)，如預應力錨索軸向應力、預應力錨索與黏結材料之間的剪應力沿預應力錨索體分布規(guī)律，并根據(jù)出現(xiàn)的異常情況，采取相應的處理措施，指導邊坡工程設計、施工和維護，并對邊坡穩(wěn)定性進行評價。此外，采用粘結劑材料能有效保護傳感光纖，避免傳感光纖的損壞，從而延長其使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1:預應力錨索應力分布測試裝置的截面圖；圖2:預應力錨索應力分布測試裝置剖面圖；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-預應力錨索、6-溫度補償光纖、7-保護套、8-粘結劑、9-鋼絞線、10-PVC管套、11-擋板、12-錨頭。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例對本實用新型所述的預應力錨索應力分布測試裝置做進一步說明，但是本實用新型的保護范圍并不限于此。
[0021]實施例1
[0022]一種預應力錨索應力分布測試裝置，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、預應力錨索5、溫度補償光纖6、保護套7、粘結劑8、擋板11和錨頭12 ;所述預應力錨索5內(nèi)設有七根鋼絞線9，外圈為PVC管套10 ;所述溫度補償光纖6外設有保護套7 ;所述傳感光纖4和溫度補償光纖6用粘結劑8對稱固定在預應力錨索5的兩內(nèi)側，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上側穿出，F(xiàn)C/PC接頭出口 2連接溫度補償光纖6后端并從錨頭封錨栓3下側穿出；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 ;所述保護套7為管制成；所述粘結劑8為零件精密粘合用的α-氰基丙烯酸酮粘結劑。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述預應力錨索應力分布測試裝置采用分布式光纖傳感技術對預應力錨索變形進行監(jiān)測，傳感光纖提供準確的預應力錨索應變值，溫度補償光纖提供準確的預應力錨索溫度值對應變進行修正，以得到預應力錨索實際受力狀態(tài)，如預應力錨索軸向應力、預應力錨索與黏結材料之間的剪應力沿預應力錨索體分布規(guī)律，并根據(jù)出現(xiàn)的異常情況，采取相應的處理措施，指導邊坡工程設計、施工和維護，并對邊坡穩(wěn)定性進行評價。此外，采用粘結劑材料能有效保護傳感光纖，避免傳感光纖的損壞，從而延長其使用壽命。
【權利要求】
1.一種預應力錨索應力分布測試裝置，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)、預應力錨索(5)、溫度補償光纖(6)、保護套(7)、粘結劑(8)、擋板(11)和錨頭(12);所述預應力錨索(5)內(nèi)設有七根鋼絞線(9)，外圈由PVC管套(10)保護；所述溫度補償光纖(6)外設有保護套(7);所述傳感光纖(4)和溫度補償光纖(6)用粘結劑(8)對稱固定在預應力錨索(5)的兩內(nèi)側，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)上側穿出，F(xiàn)C/PC接頭出口(2)連接溫度補償光纖(6)后端并從錨頭封錨栓(3)下側穿出；所述擋板(II)位于錨頭(12)和錨頭封錨栓(3)之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種預應力錨索應力分布測試裝置，其特征在于，所述傳感光纖⑷直徑為2_3mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種預應力錨索應力分布測試裝置，其特征在于，所述保護套(7)為PU管或金屬管制成。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種預應力錨索應力分布測試裝置，其特征在于，所述粘結劑(8)為零件精密粘合用的α-氰基丙烯酸酮粘結劑或環(huán)氧樹脂粘結劑。
【文檔編號】G01L1/24GK203929292SQ201420353667
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權日: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 申請人:山西省交通科學研究院, 山西交科公路勘察設計院