CN100549644C

CN100549644C - 振弦式空心锚杆测力计

Info

Publication number: CN100549644C
Application number: CNB2006101663093A
Authority: CN
Inventors: 孙少锐; 仝西良; 吴继敏; 魏继红
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2026-12-26
Also published as: CN101004362A

Abstract

本发明涉及的是振弦式空心锚杆测力计，其特征是两端接头对称设置，分别与待测应力的空心锚杆焊接，两端接头分别通过两端对称安装的正反牙螺母与测力感应器连接；振弦设置在测力感应器的两侧，振弦内有激振与信号拾取装置，激振与信号拾取装置通过线缆与信号传输电缆相接，线缆与信号传输电缆相接处内用密封胶密封，线缆与信号传输电缆相接处外有线缆夹。优点：替代传统的空心锚杆的并联安装方式，有效减少钻孔直径；保持中心灌浆通孔不受阻滞；径向对称布设两支应变传感器，测量更可靠，更准确；人性化设计，安装更方便，更能精确保持传感器的原有性能；高防水性能；采用更加稳定可靠的振弦工作原理，数字量输出，测值不受电缆长度影响。

Description

振弦式空心锚杆测力计

技术领域

本发明涉及的是一种对水利工程、交通工程以及其它地下工程中隧道加固便于测量和监测的振弦式空心锚杆测力计。属于隧道加固便于测量和监测技术领域。

背景技术

在许多的水利工程和土木工程如城市地铁建设、基坑开挖、隧道开挖等工程中会遇到锚杆轴力测量问题。以往锚杆轴力的测量都采用钢筋计来代替锚杆轴力测量，应该说在常规的轴力测量过程中，这种方式是可行的，但当遇到锚杆为中空时，则这种轴力测量仪器就不适用了，尤其在隧道的建设过程中，锚杆要通过注浆的方式使之于周围岩土体相胶结，采用中空锚杆加固岩土体的方式对加固后锚杆的轴力测量带来了一定的问题。

发明内容

本发明的目的是针对这一问题提出一种新的锚杆测量计，其克服了以前锚杆轴力测量仪器在中空锚杆轴力测量过程中出现的问题，同时其采用四芯的电缆线，可同时测量两个弦的频率，即可起到平衡的作用也可起到备份的作用，经济适用。具有测量可靠、准确的特点。

本发明的技术解决方案：其结构是两端接头对称设置，分别与待测应力的空心锚杆焊接，接头分别通过两端对称安装的正反牙螺母与测力感应器连接；振弦设置在测力感应器的两侧，振弦内有激振与信号拾取装置，激振与信号拾取装置通过线缆与信号传输电缆相接，线缆与信号传输电缆相接处内用密密封胶密封，线缆与信号传输电缆相接处外有线缆夹。

本发明的优点：替代传统的空心锚杆的并联安装方式，有效减少钻孔直径；保持中心灌浆通孔不受阻滞；径向对称布设两支应变传感器，测量更可靠，更准确；人性化设计，安装更方便，更能精确保持传感器的原有性能；高防水性能；采用更加稳定可靠的振弦工作原理，数字量输出，测值不受电缆长度影响.

附图说明

附图1是振弦式空心锚杆测力计的结构示意图

图中的1是感应器、2是密封护管、3是激振与信号拾取装置、4是振弦、5是正反牙螺母、6是焊接头、7是密封胶、8是线缆夹、9是信号传输电缆。

具体实施方式

对照附图1，其结构是两端接头6对称设置，分别与待测应力的空心锚杆焊接，接头6通过两端对称安装的正反牙螺母5与测力感应器1连接；振弦4设置在测力感应器1的两侧；振弦4内有激振与信号拾取装置3，激振与信号拾取装置3通过线缆与信号传输电缆9相接，线缆与信号传输电缆9相接处内用密封胶7密封，线缆与信号传输电缆9相接处外有线缆夹8。

所述的测力感应器1的结构相当于一根钢丝弦，当电流通过时，由于受力不同，其频率也不同，它主要用于感应从振弦传来的频率信号。

所述的激振与信号拾取装置3，其激振是一个给振弦的外力，在该外力的作用下产生一个频率信号，该频率信号由信号拾取装置拾取。当电流流经振弦时，受不同力作用的振弦将产生不同的频率信号，通过感应将拾取信号，通过导线传到频率计。

所述的振弦4：锚杆受力大小通过振弦反应到频率上，通过频率计测量不同受力锚杆的频率，振弦主要用于感应锚杆受力大小。

两端接头6与待测应力的空心锚杆焊接后，通过两端对称安装的正反牙螺母5与测力感应器1连接；当锚杆受力时，通过上述连接，所受力的变化值ΔF作用于感应器1上，振弦4的受力状态亦随之产生相应变化，其固有频率亦发生变化，由二次仪表通过线缆对振弦激振并接收数字信号，便可按照给出的公式计算出作用在测力计上所受力的大小。

计算公式

P_i＝K(F _i-F ₀)

式中：P_i-测力计实时感应到的轴向力；

K-测力计标定系数。

F ₀-测力计零点输出频率模数的平均值，F ₀＝(F_a0+F_b0)/2

F _i-对应于P_i的输出频率模数的平均值，F _i＝(F_ai+F_bi)/2

F = H_{Z}^{2} \times 10^{- 3}

下标a、b代表对称布置的两弦。如：电缆芯线红黑恒为a；白绿恒为b；

规格代号	VR220
规格代号	VR220	最大外径外形尺寸(mm)	Φ35(外径)×Φ14(中心孔)×340
测量范围(kN)	0~60	最大外径外形尺寸(mm)	Φ35(外径)×Φ14(中心孔)×340
测量范围(kN)	0~60	综合误差(％F·S)	≤1
最小读数K(kg/F)	≤2	综合误差(％F·S)	≤1
最小读数K(kg/F)	≤2	绝缘电阻(MΩ)	≥50

注：F·S表示满量程输出。

Claims

1、振弦式空心锚杆测力计，其特征是两端接头对称设置，分别与待测应力的空心锚杆焊接，两端接头分别通过两端对称安装的正反牙螺母与测力感应器连接；两个振弦设置在测力感应器的两侧，振弦内有激振与信号拾取装置，激振与信号拾取装置通过线缆与信号传输电缆相接，线缆与信号传输电缆相接处内用密封胶密封，线缆与信号传输电缆相接处外有线缆夹。