振弦式錨索測力計及其應(yīng)用

振弦式錨索測力計及其應(yīng)用1序言在巖土工程邊坡、地下洞室及其余土木建筑構(gòu)造中，常采納錨索測力計對錨索的加載及其在時間作用下的預(yù)應(yīng)力變化狀況進行監(jiān)測。設(shè)計人員針對錨索預(yù)應(yīng)力變化狀況，實時調(diào)整超張拉應(yīng)力值；施工人員經(jīng)過對錨索測力計值和張拉應(yīng)力值進行對照剖析，實時調(diào)整施工組織方案，保證錨索施工的有效性和科學(xué)性。在剖析錨索測力計的作用前需明確的幾個觀點：張拉應(yīng)力值：是指張拉施工時油泵壓力表的讀數(shù)值（Mpa換算成KN）；鎖定應(yīng)力值：是指張拉達成一個月時（預(yù)應(yīng)力在張拉結(jié)束后的一個月內(nèi)衰減最快，一個月后遲緩衰減，能夠認為預(yù)應(yīng)力趨于穩(wěn)固。）的測力計測值（換算成KN）；設(shè)計應(yīng)力值：是指施工達成后，預(yù)應(yīng)力趨于穩(wěn)準時的希望值（即施工圖要求的初始預(yù)應(yīng)力）（2預(yù)應(yīng)力損失在大部分狀況下，測力計測值與張拉應(yīng)力值差別較大，這類不一致性根源于現(xiàn)場安裝時采納了不正確的錨墊板的形式及安裝方法以及加載裝置液壓傳導(dǎo)、錨具變形和夾片內(nèi)縮等致使的偏差。這種現(xiàn)象叫做預(yù)應(yīng)力損失，預(yù)應(yīng)力損失一般有以下幾方面：2.1錨固應(yīng)力損失（因為錨具變形和夾片內(nèi)縮惹起的預(yù)應(yīng)力損失，為錨固應(yīng)力損失。）；2.2孔道摩擦應(yīng)力損失（錨索與孔道壁之間產(chǎn)生的摩擦阻力而惹起的應(yīng)力損失）；2.3預(yù)應(yīng)力筋的廢弛惹起的應(yīng)力損失；2.4混凝土的縮短、徐變?nèi)瞧鸬膽?yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力損失理論上經(jīng)過計算能夠獲得，這里不在論述；在施工過程中，經(jīng)過使用錨索測力計能夠有效查驗預(yù)應(yīng)力損失和進行預(yù)應(yīng)力長久監(jiān)測，是一種在國內(nèi)外被寬泛應(yīng)用的較先進的技術(shù)手段，儀器精度遠遠高于油泵張拉精度。3錨索測力計的原理及構(gòu)造這里以常用的振弦式錨索測力計為例來論述，振弦式錨索測力計系一般采納從外國入口的錨索測力計專用弦式傳感器，并依據(jù)中國的錨具特色進行了改進設(shè)計。其構(gòu)造原理如圖1所示：鋼鉉承壓筒圖1振弦式錨索測力計構(gòu)造原理圖鋼鉉承壓筒振弦式錨索測力計由高強度合金鋼制成，此中空承壓筒周邊上沿平均部署有多個弦式傳感器，作用在承壓筒上的荷載可由固定在筒體上的弦式傳感器直接測出。采納多個傳感器能夠減少或除去不平均或偏愛荷載的影響。為了保證傳感器的靠譜固定，采納了點焊或其余技術(shù)將傳感器堅固焊接在筒體上。筒體內(nèi)此外設(shè)置了熱敏溫度計用于丈量錨索測力計及現(xiàn)場環(huán)境溫度。為了適應(yīng)現(xiàn)場的惡劣條件，采納了整體密封技術(shù)，進而能夠保證錨索測力計在2MPa水壓下正常工作。4錨索測力計的應(yīng)用4.1錨索測力計的安裝振弦式錨索測力計安裝，是陪伴著預(yù)應(yīng)力錨索張拉進行的，一般工序分為：孔位放樣一造孔一穿索一錨固段灌漿一錨索測力計安裝一張拉，錨索測力計安裝如圖2測力計安裝表示圖所示，錨索測力計受張拉端錨具作用而同時受力。圖2錨索測力計安裝表示圖4.2錨索測力計的作用有效查驗預(yù)應(yīng)力損失在進行張拉施工以前，一定先進行張拉試驗，利用錨索測力計對張拉結(jié)果進行記錄，并對結(jié)果進行剖析，對預(yù)應(yīng)力損失的大小和超張拉應(yīng)力值進行科學(xué)確實認，并實時調(diào)整，才能保證設(shè)計應(yīng)力值。（1）查驗張拉應(yīng)力值一般狀況下，油缸壓力機在使用前都要進行標定，可是因為現(xiàn)場安裝時采納了不正確的錨墊板的形式、安裝方法，以及加載裝置液壓傳導(dǎo)等致使的偏差，常常壓力表不可以真切的反應(yīng)所施加的預(yù)應(yīng)力值，壓力表讀數(shù)可能小于也可能大于真切的預(yù)應(yīng)力值。從渝懷鐵路白沙沱車站的錨索張拉記錄（此記錄為試驗值，不是最后鎖定值，鎖定值見張拉記錄表）能夠說明這一問題的存在。表1張拉應(yīng)力值的損失率編號束數(shù)/孔初始預(yù)拉力（KN/孔）超張拉初始預(yù)拉力20%（KN/孔）實質(zhì)張拉力（KN）測力計壓力（KN）損失值（KN）損失率%46120283.75#60075372518100304.74#50064061035#8800160998964343.4從以上結(jié)果剖析能夠得出結(jié)論：測力計值都小于張拉應(yīng)力值，45#測力計值小于張拉應(yīng)力值28KN，14#測力計值小于張拉應(yīng)力值30KN，45#測力計值小于張拉應(yīng)力值34KN，損失率在3.4%?4.7%之間。為保證施工達到設(shè)計應(yīng)力值，就一定調(diào)整張拉應(yīng)力值，本次張拉一般調(diào)整在3.4%?4.7%之間即可。（2）查驗千斤頂卸載瞬時的預(yù)應(yīng)力損失在張拉過程中，因為工具錨中的夾片受力，因此工作錨中的夾片不受力；在千斤頂忽然卸載的瞬時，全部的荷載馬上施加在工作錨中的夾片上，因為夾片和錨具之間的空隙消逝，夾片跟從鋼絞線內(nèi)縮而惹起的細小滑移，致使應(yīng)力損失。這些變形的大小，隨錨具、夾片的種類而異，一般的在3mm?5mm。在張拉過程中，對因為錨具、夾片的變形而致使的應(yīng)力損失能夠經(jīng)過錨索測力計來校訂。從渝懷鐵路白沙沱車站的錨索張拉記錄（此記錄為試驗值，不是最后鎖定值，鎖定值見張拉記錄表）能夠說明這一問題的存在。

表2千斤頂卸載瞬時測力計值的損失率編號束數(shù)/孔初始預(yù)拉力(KN/孔)超張拉初始預(yù)拉力20%(KN/孔)實際張拉力(KN)測力計壓力(KN)卸載后測力計壓力(KN)損失值(KN)損失率%45#6600120753725660658.9714#8500100640610560508.235#880016099896486110310.7：~~從以上結(jié)果剖析能夠得出結(jié)論：卸載后測力計值都要損失，45#卸載后測力計壓力損失~~65KN,14#卸載后測力計壓力損失50KN，35#卸載后測力計壓力損失103KN，損失率在8.2%~10.7%之間。為保證弓長拉施工達到設(shè)計應(yīng)力值，就一定調(diào)整張拉應(yīng)力值，本次弓長拉一般調(diào)整在8.2%10.7%之間即可。綜合以上要素，為保證張拉施工達到設(shè)計應(yīng)力值，45#錨索的張拉應(yīng)力值應(yīng)當(dāng)調(diào)整為720KN*(1+0.037+0.0897)=811.224KN,14#錨索張拉應(yīng)力值應(yīng)當(dāng)調(diào)整為600KN*(1+0.047+0.082)=677.4KN,35#錨索的張拉應(yīng)力值應(yīng)當(dāng)調(diào)整為960KN*(1+0.034+0.107)=1095.36KN。查驗超張拉值因為現(xiàn)場安裝時采納了不正確的錨墊板的形式及安裝方法以及加載裝置液壓傳導(dǎo)、錨具變形和夾片內(nèi)縮等致使的預(yù)應(yīng)力損失采納超張拉的方法戰(zhàn)勝，超張拉值一般為設(shè)計預(yù)應(yīng)力的5%~10%,其，程序為：穩(wěn)壓tmin0m'8二8con'^con式中m超張拉系數(shù)，105%~110%8con設(shè)計預(yù)應(yīng)力tmin最小穩(wěn)壓時間，一般大于2min在施工中，利用錨索測力計能夠有效地校驗超張拉值，保證錨索預(yù)應(yīng)力損失后能夠穩(wěn)固在設(shè)計應(yīng)力值。從渝懷鐵路白沙沱車站的錨索張拉記錄(此記錄為試驗值，不是最后鎖定值，鎖定值見張拉記錄表)能夠說明這一問題的存在。表3預(yù)應(yīng)力錨索張拉力成就表編號束數(shù)/孔初始預(yù)拉力(KN/孔)超張拉初始預(yù)拉力20%(KN/孔)施工剛完時測力計壓力(KN)一個月后測力計壓力(KN)損失值(KN)損失率％45#660012075360814519.314#850010064051013020.335#8800160—99880719119.1從以上結(jié)果剖析能夠得出結(jié)論：設(shè)計20%的超張拉是正確的。45#穩(wěn)固在608KN,14#穩(wěn)固在510KN，35#穩(wěn)固在807KN，切合設(shè)計應(yīng)力值的要求。假如損失率大于或許小于20%太多，則應(yīng)先和設(shè)計單位反應(yīng)，實時調(diào)整超張拉值，再進行張拉施工。預(yù)應(yīng)力長久監(jiān)測在沒有強外力如爆破的影響下，錨索的錨固力會基本趨于穩(wěn)固，并出現(xiàn)周期性的小范圍的變化。錨索錨固力很簡單遇到外界氣溫、降水、地質(zhì)要素(如斷層許多，裂隙發(fā)育)的影響而屢次地顛簸。監(jiān)測顯示錨索的最大與最小錨固力，在每年度出現(xiàn)時間比較一致。在外界氣溫較低時致使鋼絞線縮短，或許因為降雨的要素致使構(gòu)造面潤滑，抗剪參數(shù)及內(nèi)摩擦角減小，均致使錨索的承載力增添。在外界氣溫較高時致使鋼絞線廢弛，或許因為天氣明朗致使構(gòu)造面干燥，抗剪參數(shù)及內(nèi)摩擦角增大，由此致使錨索的承載力減小。對預(yù)應(yīng)力的長久觀察，能夠為地質(zhì)部門供給基礎(chǔ)資料，正確的判斷地質(zhì)狀況，實時的預(yù)防和治理地質(zhì)災(zāi)禍，防止給國家和人們造成損失。5幾點說明5.1正確理解張拉應(yīng)力值、鎖定應(yīng)力值和設(shè)計應(yīng)力值；5.2在施工過程中，采納錨索測力計正確擬訂張拉應(yīng)力值，使得在預(yù)應(yīng)力趨于穩(wěn)固后的鎖定應(yīng)力值靠近于設(shè)計應(yīng)力值，是本文所希望的目的之一；5.3認為張拉結(jié)束時油泵壓力表的讀數(shù)就是鎖定應(yīng)力值，或許張拉結(jié)束時油泵壓力表的讀數(shù)就達到設(shè)計應(yīng)力值