振弦式锚索测力计及其应用

振弦式锚索测力计及其应用1序言在岩土工程边坡、地下洞室及其余土木建筑构造中，常采纳锚索测力计对锚索的加载及其在时间作用下的预应力变化状况进行监测。设计人员针对锚索预应力变化状况，实时调整超张拉应力值；施工人员经过对锚索测力计值和张拉应力值进行对照剖析，实时调整施工组织方案，保证锚索施工的有效性和科学性。在剖析锚索测力计的作用前需明确的几个观点：张拉应力值：是指张拉施工时油泵压力表的读数值（Mpa换算成KN）；锁定应力值：是指张拉达成一个月时（预应力在张拉结束后的一个月内衰减最快，一个月后迟缓衰减，能够认为预应力趋于稳固。）的测力计测值（换算成KN）；设计应力值：是指施工达成后，预应力趋于稳准时的希望值（即施工图要求的初始预应力）（2预应力损失在大部分状况下，测力计测值与张拉应力值差别较大，这类不一致性根源于现场安装时采纳了不正确的锚垫板的形式及安装方法以及加载装置液压传导、锚具变形和夹片内缩等致使的偏差。这种现象叫做预应力损失，预应力损失一般有以下几方面：2.1锚固应力损失（因为锚具变形和夹片内缩惹起的预应力损失，为锚固应力损失。）；2.2孔道摩擦应力损失（锚索与孔道壁之间产生的摩擦阻力而惹起的应力损失）；2.3预应力筋的废弛惹起的应力损失；2.4混凝土的缩短、徐变惹起的应力损失。预应力损失理论上经过计算能够获得，这里不在论述；在施工过程中，经过使用锚索测力计能够有效查验预应力损失和进行预应力长久监测，是一种在国内外被宽泛应用的较先进的技术手段，仪器精度远远高于油泵张拉精度。3锚索测力计的原理及构造这里以常用的振弦式锚索测力计为例来论述，振弦式锚索测力计系一般采纳从外国入口的锚索测力计专用弦式传感器，并依据中国的锚具特色进行了改进设计。其构造原理如图1所示：钢铉承压筒图1振弦式锚索测力计构造原理图钢铉承压筒振弦式锚索测力计由高强度合金钢制成，此中空承压筒周边上沿平均部署有多个弦式传感器，作用在承压筒上的荷载可由固定在筒体上的弦式传感器直接测出。采纳多个传感器能够减少或除去不平均或偏爱荷载的影响。为了保证传感器的靠谱固定，采纳了点焊或其余技术将传感器坚固焊接在筒体上。筒体内此外设置了热敏温度计用于丈量锚索测力计及现场环境温度。为了适应现场的恶劣条件，采纳了整体密封技术，进而能够保证锚索测力计在2MPa水压下正常工作。4锚索测力计的应用4.1锚索测力计的安装振弦式锚索测力计安装，是陪伴着预应力锚索张拉进行的，一般工序分为：孔位放样一造孔一穿索一锚固段灌浆一锚索测力计安装一张拉，锚索测力计安装如图2测力计安装表示图所示，锚索测力计受张拉端锚具作用而同时受力。图2锚索测力计安装表示图4.2锚索测力计的作用有效查验预应力损失在进行张拉施工以前，一定先进行张拉试验，利用锚索测力计对张拉结果进行记录，并对结果进行剖析，对预应力损失的大小和超张拉应力值进行科学确实认，并实时调整，才能保证设计应力值。（1）查验张拉应力值一般状况下，油缸压力机在使用前都要进行标定，可是因为现场安装时采纳了不正确的锚垫板的形式、安装方法，以及加载装置液压传导等致使的偏差，常常压力表不可以真切的反应所施加的预应力值，压力表读数可能小于也可能大于真切的预应力值。从渝怀铁路白沙沱车站的锚索张拉记录（此记录为试验值，不是最后锁定值，锁定值见张拉记录表）能够说明这一问题的存在。表1张拉应力值的损失率编号束数/孔初始预拉力（KN/孔）超张拉初始预拉力20%（KN/孔）实质张拉力（KN）测力计压力（KN）损失值（KN）损失率%46120283.75#60075372518100304.74#50064061035#8800160998964343.4从以上结果剖析能够得出结论：测力计值都小于张拉应力值，45#测力计值小于张拉应力值28KN，14#测力计值小于张拉应力值30KN，45#测力计值小于张拉应力值34KN，损失率在3.4%〜4.7%之间。为保证施工达到设计应力值，就一定调整张拉应力值，本次张拉一般调整在3.4%〜4.7%之间即可。（2）查验千斤顶卸载瞬时的预应力损失在张拉过程中，因为工具锚中的夹片受力，因此工作锚中的夹片不受力；在千斤顶忽然卸载的瞬时，全部的荷载马上施加在工作锚中的夹片上，因为夹片和锚具之间的空隙消逝，夹片跟从钢绞线内缩而惹起的细小滑移，致使应力损失。这些变形的大小，随锚具、夹片的种类而异，一般的在3mm〜5mm。在张拉过程中，对因为锚具、夹片的变形而致使的应力损失能够经过锚索测力计来校订。从渝怀铁路白沙沱车站的锚索张拉记录（此记录为试验值，不是最后锁定值，锁定值见张拉记录表）能够说明这一问题的存在。

表2千斤顶卸载瞬时测力计值的损失率编号束数/孔初始预拉力(KN/孔)超张拉初始预拉力20%(KN/孔)实际张拉力(KN)测力计压力(KN)卸载后测力计压力(KN)损失值(KN)损失率%45#6600120753725660658.9714#8500100640610560508.235#880016099896486110310.7：~~从以上结果剖析能够得出结论：卸载后测力计值都要损失，45#卸载后测力计压力损失~~65KN,14#卸载后测力计压力损失50KN，35#卸载后测力计压力损失103KN，损失率在8.2%~10.7%之间。为保证弓长拉施工达到设计应力值，就一定调整张拉应力值，本次弓长拉一般调整在8.2%10.7%之间即可。综合以上要素，为保证张拉施工达到设计应力值，45#锚索的张拉应力值应当调整为720KN*(1+0.037+0.0897)=811.224KN,14#锚索张拉应力值应当调整为600KN*(1+0.047+0.082)=677.4KN,35#锚索的张拉应力值应当调整为960KN*(1+0.034+0.107)=1095.36KN。查验超张拉值因为现场安装时采纳了不正确的锚垫板的形式及安装方法以及加载装置液压传导、锚具变形和夹片内缩等致使的预应力损失采纳超张拉的方法战胜，超张拉值一般为设计预应力的5%~10%,其，程序为：稳压tmin0m'8二8con'^con式中m超张拉系数，105%~110%8con设计预应力tmin最小稳压时间，一般大于2min在施工中，利用锚索测力计能够有效地校验超张拉值，保证锚索预应力损失后能够稳固在设计应力值。从渝怀铁路白沙沱车站的锚索张拉记录(此记录为试验值，不是最后锁定值，锁定值见张拉记录表)能够说明这一问题的存在。表3预应力锚索张拉力成就表编号束数/孔初始预拉力(KN/孔)超张拉初始预拉力20%(KN/孔)施工刚完时测力计压力(KN)一个月后测力计压力(KN)损失值(KN)损失率％45#660012075360814519.314#850010064051013020.335#8800160—99880719119.1从以上结果剖析能够得出结论：设计20%的超张拉是正确的。45#稳固在608KN,14#稳固在510KN，35#稳固在807KN，切合设计应力值的要求。假如损失率大于或许小于20%太多，则应先和设计单位反应，实时调整超张拉值，再进行张拉施工。预应力长久监测在没有强外力如爆破的影响下，锚索的锚固力会基本趋于稳固，并出现周期性的小范围的变化。锚索锚固力很简单遇到外界气温、降水、地质要素(如断层许多，裂隙发育)的影响而屡次地颠簸。监测显示锚索的最大与最小锚固力，在每年度出现时间比较一致。在外界气温较低时致使钢绞线缩短，或许因为降雨的要素致使构造面润滑，抗剪参数及内摩擦角减小，均致使锚索的承载力增添。在外界气温较高时致使钢绞线废弛，或许因为天气明朗致使构造面干燥，抗剪参数及内摩擦角增大，由此致使锚索的承载力减小。对预应力的长久观察，能够为地质部门供给基础资料，正确的判断地质状况，实时的预防和治理地质灾祸，防止给国家和人们造成损失。5几点说明5.1正确理解张拉应力值、锁定应力值和设计应力值；5.2在施工过程中，采纳锚索测力计正确拟订张拉应力值，使得在预应力趋于稳固后的锁定应力值靠近于设计应力值，是本文所希望的目的之一；5.3认为张拉结束时油泵压力表的读数就是锁定应力值，或许张拉结束时油泵压力表的读数就达到设计应力值