[发明专利]波压力传感器预埋装置及其埋设方法

说明书

技术领域

本发明属于土木工程原位观测中波压力测试领域，涉及一种波压力传感器预埋装置。特别是涉及离岸深水结构变形与稳定性监测时所用的波压力传感器预埋装置。本发明还涉及这种波压力传感器预埋装置的埋设方法。

背景技术

近年来，随着我国航运事业和港口经济的繁荣发展，很多港口已趋饱和。同时，自然条件优越的港址大多已被开发，新港区的开辟不得不面对深水区域、大波浪荷载和软弱地基等严峻复杂的自然条件。随着港口向大型化、深水化发展，许多港区新建的深水结构离岸越来越远，波浪情况也变得更加恶劣。为了研究离岸深水结构的变形和稳定性，对波浪荷载的实时观测成为了必要的手段之一，一般采用波压力传感器进行直接测量。

目前波压力传感器的埋设大多采用预埋法，即直接将波压力传感器绑扎在钢筋笼上。然而，采用该方法埋设的波压力传感器成活率偏低，测得的波压力数据可信度难以保证，直接影响到结构变形和稳定性研究。分析其原因，主要影响因素有三点：

1、模板脱开后，传感器承压面无法完全露出。传统埋设方法中，需要根据钢筋保护层厚度预先设置好传感器位置。但是模板在吊装过程中会出现不可避免的前后晃动，这时固定好的传感器会被模板挤压至保护层内部，并且该方法埋设的传感器在外力作用下改变位置后不可完全恢复原位，这就直接导致了浇筑完混凝土后传感器承压面无法露出，从而达不到界面波压力传感器的要求。

2、传感器承压面的垂直度无法保证。传统埋设方法中，在钢筋笼中绑扎传感器时垂直度就已经确定。然而，随后的模板吊装、混凝土浇筑等施工工艺都会导致垂直度的不可恢复性改变。

3、传感器没有保护装置。由于离岸深水结构大多属于大体积混凝土，浇筑时混凝土落差达到3m甚至更大，没有保护装置的传感器在高动能的粗骨料冲击下很容易遭到破坏。另外，混凝土在振捣时振捣棒对无保护装置的传感器也有一定的破坏作用。

因此，开发一种波压力传感器预埋装置，并采用配套的埋设方法十分必要。

发明内容

为了克服传统技术存在的承压面无法完全露出、垂直度无法保证、没有保护装置等缺陷和不足，本发明的目的是提供一种新型的波压力传感器预埋装置，以及这种波压力传感器预埋装置的埋设方法，该装置和方法能够解决波压力传感器的受压面要与承受波压力的墙面齐平的关键问题。

完成上述发明任务所采用的技术方案是：

一种波压力传感器预埋装置，波压力传感器设置在保护装置内，其特征在于，该保护装置由组合套筒和调向底座组成；所述组合套筒的结构是：在套筒的底端的钢板上固定有弹簧；该套筒的底端钢板上还设置有引线口；导向钢丝焊接在所述套筒的右端；所述调向底座的结构包括U型导向滑槽、连接钢板、限位板和固定支架：两根U型导向滑槽平行布置，通过连接钢板焊接成整体底座，所述限位板安置在该两根U型导向滑槽的内部；4根固定支架分别焊接在U型导向滑槽的上部和下部。

以上设计的优化方案有：

所述套筒采用一种和波压力传感器适配的中空有底钢管，套筒的直径略大于所述波压力传感器的直径。

所述弹簧直径略小于套筒，弹簧长度要能保证波压力传感器与其连接后左端露出套筒外有足够的长度。

所述托架由相互连接的圆环和挂钩组成，圆环的直径略大于套筒。

所述的U型导向滑槽采用一种和连接钢板适配的槽钢。

所述的限位板由一块钢板和钢丝挂钩焊接而成。

完成本申请第二个发明任务的技术方案是，上述波压力传感器预埋装置的埋设方法，其特征在于，步骤如下：

A、分组编号，根据设计文件确定需要组装的独立单元数量，并按测线对独立单元分组编号；

B、组装独立单元：

将套筒穿过托架的下端圆环；

在套筒的内壁和波压力传感器的外壁用刷子涂抹上润滑油；

将波压力传感器的测量界面用一层土工布包住，然后将其电缆线从套筒端部的引线口穿入；

将波压力传感器套进套筒中，抵住弹簧，完成组合套筒的组装；

将限位板放进U型导向滑槽内，保证其能在滑槽内部上下滑动，完成调向底座的组装；

C、埋设波压力传感器。

 

其中，C、埋设波压力传感器的步骤包括以下子步骤：

1）进行传感器埋设位置的放样；

2）将固定支架上端的挂钩挂在横向钢筋上，固定支架下端靠在横向钢筋上并固定；

3）对组合套筒中托架的上端挂钩高度进行调节，将组装好的独立单元组合套筒挂在横向钢筋上；

4）将两根L型导向钢丝的一端装进U型导向滑槽内；