[实用新型]预应力锚杆加固工程的预紧力动态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种预应力锚杆加固工程的预紧力动态监测系统。

背景技术

锚杆锚固技术已在锚固工程中得到迅速发展，并相继列入国家“八五” 、“九五”期间重点科技攻关计划。随着基础设施建设的蓬勃发展，广泛的高填深挖现象使预应力锚固技术变得尤为重要，它是一种主动支护措施，给岩土体提供的主动压力能有效地限制岩土体坡面变形且保持其稳定性，大大改善了支护结构的受力条件，不仅减轻了结构物本身自重、节省了工程材料，更重要的是在侧限受到严格限制的地带，支护中采用预应力锚固更显示其独特的优越性。如深基坑桩锚技术、边坡框架预应力锚杆支挡结构等就是非常成功的应用。然而在施工和使用过程中，预应力锚杆不可避免地会出现一定量的预应力损失，损失因素包括锚固系统回缩、钢筋松弛、土体流变压缩等，如何使锚杆保持长期稳定的预应力是关系到加固工程成败的一项基本因素。若预应力明显小于设计值，将导致锚固功能失效；若预应力明显大于设计值（超张拉）有可能导致锚固体破坏；为了确保有效的锚固功能及锚杆在使用过程中的安全，有必要采取更方便可靠的检测方法对锚杆预应力进行全程监控，以便及时掌握预应力的准确持有量，为施工和加固工程作出评估。而目前的检测方法有多种，如通过安装传感器、贴应变片、杆体钻孔声波测距等检测方法及油表控制法；前述传感器检测方法，所用传感器数量较多，对于较大工程则成本过高，仅适用于科研；前述贴应变片检测方法，操作麻烦，干扰施工且不方便，不能重复使用，仅适于小范围科研；前述杆体钻孔声波测距检测方法，需要在杆体钻孔，并要测量初始长度，而且端面要求平整，操作也较麻烦，准确性不高；还有油表控制法，对损失判断粗糙，其精度偏低且不能长期监测锚杆预应力的大小。另外，砼箱梁桥腹板竖向预应力筋张拉力的检测方法，是针对砼箱梁桥特点而采用波纹套管预埋成孔，应用范围窄，其计算模型是用能量法计算，它影响测试精度；其计算程序中仅有竖向预应力锚固系统的计算方程，不适合锚杆检测；该检测方法的测试装置庞杂，集成度不高，而且现场要配备较多的辅具才能工作。

发明内容

针对上述情况，本实用新型的目的是提供一种预应力锚杆加固工程的预紧力动态监测系统，该系统结构简单，操作维护方便，它不仅能适应大面积检测要求，且检测成本低，测试精度高，系统适应面广，使用安全可靠，便于普及推广。

为解决上述任务，预应力锚杆加固工程的预紧力动态监测系统，它包括螺纹钢筋及托板和螺母，于螺纹钢筋一端设置锚固体，该锚固体与岩土体结合，使螺纹钢筋锚固于岩土体内并经张拉成预应力螺纹钢筋锚杆,于预应力螺纹钢筋锚杆外端设置外露段,在外露段顶端处设一加速度传感器及击振器，加速度传感器与预应力螺纹钢筋锚杆张拉力检测仪连接，该预应力螺纹钢筋锚杆张拉力检测仪中内置信号采集器，信号分析装置，计算程序芯片，充电电池和控制主板，使用击振器，使预应力螺纹钢筋锚杆外露段产生微幅振动，操作控制主板，信号采集器将加速度传感器产生的电信号经信号分析装置输出固有频率，然后经计算程序芯片进行处理，从而获取预应力螺纹钢筋锚杆传给托板的预紧力。

为了实现结构优化及精度提高，其进一步措施是。

锚固体是由水泥浆或化学凝胶固化而成。

预应力螺纹钢筋锚杆外露段的长度即螺母顶面至预应力螺纹钢筋锚杆顶端处的长度L₂应大于预应力螺纹钢筋锚杆直径的5倍。

计算程序芯片中的方程采用解析法建立。

本实用新型采用它包括螺纹钢筋，托板，螺母，于螺纹钢筋一端设置锚固体，该锚固体与岩土体结合，使螺纹钢筋锚固于岩土体内并经张拉成预应力螺纹钢筋锚杆,于预应力螺纹钢筋锚杆外端设置外露段,在外露段顶端处设一加速度传感器及击振器，加速度传感器与预应力螺纹钢筋锚杆张拉力检测仪连接，该预应力螺纹钢筋锚杆张拉力检测仪中内置信号采集器，信号分析装置，计算程序芯片，充电电池和控制主板，使用击振器，使预应力螺纹钢筋锚杆外露段产生微幅振动，操作控制主板，信号采集器将加速度传感器产生的电信号经信号分析装置输出固有频率，然后经计算程序芯片进行处理，从而获取预应力螺纹钢筋锚杆传给托板的预紧力的技术解决方案，克服了现有检测方法使用成本高，操作维护不方便，测试精度低，测试装置庞杂、集成度低，应用范围窄，不能满足现场对预应力螺纹钢筋锚杆张拉力质量进行大面积检测及因预应力损失过大或张拉不到位而导致锚杆失效等缺陷。