CN102926508A - 一种构造钢筋应力耦合连接器及连接与继续监测构造钢筋应力的方法 - Google Patents

一种构造钢筋应力耦合连接器及连接与继续监测构造钢筋应力的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种构造钢筋应力耦合连接器及连接与继续监测构造钢筋应力的方法，它包括螺母柱体和与螺母柱体两端螺纹连接的两个连接头，以及连接头上配套的锁紧螺母。螺母柱体与两端的左右连接头分别采用正反螺纹的配合形式，将所述连接器连接到构造钢筋后旋紧螺母柱，可对构造钢筋施加拉应力，并用连接头上配套的锁紧螺母将其锁紧，实现构造钢筋的应力耦合连接。本发明解决了布置在构造钢筋上的钢筋计损坏后进行更换，并对构造钢筋施加拉应力，使新钢筋计的起测值为原有测量数值，实现了继续监测构造钢筋应力的目的。

Description

一种构造钢筋应力耦合连接器及连接与继续监测构造钢筋应力的方法
技术领域
本发明涉及一种构造钢筋应力耦合连接器及连接与继续监测构造钢筋应力的方法，主要用于混凝土结构钢筋、地下洞室钢筋格栅拱架等钢筋应力耦合连接，即结构受力钢筋截断后再连接时使该钢筋应力恢复到原有的水平，使混凝土结构或钢筋支护结构保持原有的状态或者应力分布。
背景技术
由于地下洞室围岩地质条件的复杂性，工程上必须对其进行支护，包括锚杆支护、钢筋混凝土衬砌支护、型钢拱架支护、钢筋格栅拱架支护等等。为了了解洞室围岩变形及稳定过程，以及支护结构的受力状态，我们需要布置一些监测仪器，其中在一些重点洞段和关键部位（或位置）的构造钢筋上布置钢筋计是安全监测的主要方法之一。
在工程实际中，一般情况下的构造钢筋应力是未知的，因此，本发明所提出的构造钢筋应力耦合连接器并不是用于一般构造钢筋的应力耦合连接，而是针对布置有钢筋计的构造钢筋，并且需要更换钢筋计的场合。
现有的检测装置是将钢筋计连接在构造钢筋上测量其应力，在监测的历时过程中一旦钢筋计因质量、强震、测值超限等原因失效后，一般无法进行修复，也不能进行更换。不能更换的原因主要是：
1）一旦取下钢筋计，该构造钢筋就失去了原有的作用，其损失的应力转由结构的其它部分（包括相邻的构造钢筋）承担，并达到新的应力平衡。
2）更换上新的钢筋计（钢筋计与构造钢筋对焊连接）以后，构造钢筋并不受力，此时钢筋计测得的应力为零。
3）如果洞室围岩的稳定状态发生了新的变化，钢筋计可实测到这种变化的情况，但实测变化量与正常状态的构造钢筋所发生的变化量并不相同，量级很小，也无可预知的等比关系。
因此，一旦监测构造钢筋应力的钢筋计损坏，还没有一种现有技术可以恢复对原有构造钢筋应力的继续监测。
发明内容
为了克服现有技术在钢筋计损坏后不能恢复对原有构造钢筋应力继续监测的不足，本发明旨在提供一种构造钢筋应力耦合连接器，该连接器主要用于工程结构钢筋应力耦合连接，即结构受力钢筋截断后再连接时能使该钢筋应力恢复到原有的水平，从而使混凝土结构或钢筋支护结构保持原有的状态或者应力分布。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种构造钢筋应力耦合连接器，其结构特点是，包括螺母柱体和与螺母柱体螺纹连接的两个连接头，以及与连接头配套的锁紧螺母；所述螺母柱体的内螺纹孔分为左右两部分，两部分的内螺纹孔的螺纹旋向相反，左右两个连接头旋进至螺母柱体内且两个连接头之间具有间隙。
所述螺母柱体的中部位置开有与两个连接头之间的间隙连通的排气小孔。
进一步地，本发明提供了一种用于对构造钢筋的应力进行继续监测的装置，包括钢筋计，其结构特点是，还包括与钢筋计对焊连接的如上所述的构造钢筋应力耦合连接器，将所述构造钢筋应力耦合连接器对焊串接在构造钢筋的切口处，即原钢筋计的位置，形成新的结构受力钢筋的整体结构。
藉由上述结构，一种构造钢筋应力耦合连接器，包括螺母柱体和与螺母柱体两端螺纹连接的左右连接头，以及左右两端连接头上配套的锁紧螺母；螺母柱体的内螺纹孔分为左右两部分，螺纹旋向相反，左右连接头旋进至螺母柱体的中部，之间留有间隙；为了便于两个连接头靠近时，间隙内的空气能够顺利排出，在螺母柱体的中部开有与两个连接头之间的间隙连通的排气小孔。
若卡住螺母柱体两端的连接头，避免其扭转，再旋转螺母柱体可使左右连接头产生向中间靠拢的位移。
将上述装配好的构造钢筋应力耦合连接器串焊在构造钢筋的断点（或间断）处，实现了形式上的构造钢筋连接（此时构造钢筋的应力等于零），然后旋转螺母柱体可使左右连接头产生向中间靠拢的位移，也就是对构造钢筋施加了拉应力，当施加的拉应力达到我们的要求值后用锁紧螺母将螺母柱体与连接头锁紧，完成了构造钢筋的应力耦合连接。因此，本发明提出的构造钢筋应力耦合连接器，主要用于构造钢筋的应力耦合连接，即结构受力钢筋截断后再连接时使该钢筋应力恢复到原有的水平，保持结构的原有受力状态或者应力分布。
本发明提供的构造钢筋应力耦合连接器，最适合用于对安装在构造钢筋上的钢筋计的更换。所构成的应用装置包括构造钢筋应力耦合连接器和与之对焊连接的新钢筋计，然后再将其串焊连接在构造钢筋上被更换钢筋计的位置，以实现继续监测构造钢筋的应力。
进一步地，本发明提供了一种利用上述的构造钢筋应力耦合连接器进行连接与继续监测构造钢筋应力的方法，包括如下步骤：
1）、将已损坏或失效的钢筋计从构造钢筋上切除；
2）、将一支新的钢筋计与构造钢筋应力耦合连接器对焊连接，再将连接后的钢筋计与构造钢筋应力耦合连接器整体对焊串接在构造钢筋的切口处，将构造钢筋连接起来；
3）、卡住两个连接头避免其扭转，再旋紧螺母柱体，对构造钢筋施加拉应力，通过监测钢筋计的读数控制施加拉应力的大小，使钢筋计的起测值等于原有钢筋计的测量数值；
4）、最后采用锁紧螺母将螺母柱体与两个连接头锁紧，实现构造钢筋的应力耦合连接。
进一步地，在步骤３）中，采用双头Y形固定扳手卡住两个连接头避免其扭转，再用单头加力板手旋紧螺母柱体，对构造钢筋施加拉应力，即对构造钢筋施加拉应力，通过监测钢筋计的读数控制施加拉应力的大小，使新钢筋计的起测值等于原有钢筋计的测量数值，最后采用锁紧螺母将螺母柱体与两个连接头锁紧。
因此，本发明提供的构造钢筋应力耦合连接器及其应用和实施方法，解决了钢筋计损坏后进行更换，使新钢筋计的起测值等于原有测量数值水平继续观测，以及构造钢筋恢复到原有的应力状态的关键技术问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了钢筋计损坏后进行更换，并使新钢筋计的起测值恢复到原有测量数值，实现了继续观测的目的。本发明提出的构造钢筋应力耦合连接器，主要用于构造钢筋的应力耦合连接，即结构受力钢筋截断后再连接时使该钢筋应力恢复到原有的水平，保持结构的原有受力状态或者应力分布。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
附图说明
图 1 是构造钢筋应力耦合连接器与钢筋计和构造钢筋串接的示意图；
图 2 是构造钢筋应力耦合连接器的结构大样图；
在图中：
1-构造钢筋应力耦合连接器，    2-钢筋计，    3-观测电缆， 
4-构造钢筋，  5-螺母柱体， 6-连接头， 7-锁紧螺母， 8-通气孔。 
具体实施方式
一种构造钢筋应力耦合连接器1，如图2所示，主要由螺母柱体5、连接头6、锁紧螺母7共5个部件构成，先将锁紧螺母7旋进到连接头6上，再将连接头6旋进到螺母柱体5的两端螺孔内。
上述构造钢筋应力耦合连接器1的实际应用装置如图1所示，包括带观测电缆3的钢筋计2和对焊连接的构造钢筋应力耦合连接器1，以及被串焊连接的构造钢筋4。
实际应用时先调整左右连接头6旋进螺母柱体5的深度，要求深度基本相同，并在螺母柱体5中间位置留出合适的间隙，然后将组装调整好的耦合连接器1与一支新的钢筋计2对焊连接，再将其与构造钢筋4串焊连接，如图1所示。
对如图1所示的构造钢筋4施加拉应力。先用双头Y形专用固定扳手卡住左右连接头6，再用单头普通加力板手旋紧螺母柱体5施加拉应力，通过监测钢筋计2的读数控制加力，使新钢筋计2的起测值等于原有测量数值，最后用锁紧螺母7锁紧。旋紧螺母柱体5施加拉应力时，左右连接头6会发生靠拢的少量位移，使螺母柱体5中间位置留出的间隙变小，多出的空气由排气小孔8排出。
之后，如果洞室围岩的稳定状态发生了新的变化，新钢筋计2可准确的实测到构造钢筋因此而发生变化的真实情况。
一种利用上述的构造钢筋应力耦合连接器进行连接与继续监测构造钢筋应力的方法，包括如下步骤：
1）、将已损坏或失效的钢筋计从构造钢筋4上切除，并同时多切除与构造钢筋应力耦合连接器长度相同的一小段；
2）、将一支新的钢筋计2与构造钢筋应力耦合连接器1对焊连接，再将连接后的钢筋计2与构造钢筋应力耦合连接器1整体对焊串接在构造钢筋4的切口处，将构造钢筋4连接起来；
3）、采用双头Y形固定扳手卡住两个连接头6避免其扭转，再用单头加力板手旋紧螺母柱体5，对构造钢筋4施加拉应力，通过监测钢筋计2的读数控制施加拉应力的大小，使钢筋计2的起测值等于原有钢筋计的测量数值；
4）、最后采用锁紧螺母7将螺母柱体5与两个连接头6锁紧，实现构造钢筋4的应力耦合连接。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1. 一种构造钢筋应力耦合连接器，其特征在于，包括螺母柱体（5）和与螺母柱体（5）螺纹连接的两个连接头（6），以及与连接头（6）配套的锁紧螺母（7）；所述螺母柱体（5）的内螺纹孔分为左右两部分，两部分的内螺纹孔的螺纹旋向相反，左右两个连接头（6）旋进至螺母柱体（5）内且两个连接头（6）之间具有间隙。
2. 根据权利要求1所述的构造钢筋应力耦合连接器，其特征在于，所述螺母柱体（5）的中部位置开有与两个连接头（6）之间的间隙连通的排气小孔（8）。
3. 一种用于对构造钢筋的应力进行继续监测的装置，包括钢筋计（2），其特征在于，还包括与钢筋计（2）对焊连接的如权利要求1~２之一所述的构造钢筋应力耦合连接器（1），将所述构造钢筋应力耦合连接器（1）对焊串接在构造钢筋的切口处，即原钢筋计的位置，形成新的结构受力钢筋的整体结构。
4. 一种利用如权利要求1～２之一所述的构造钢筋应力耦合连接器进行连接与继续监测构造钢筋应力的方法，包括如下步骤：
1）、将已损坏或失效的钢筋计从构造钢筋（4）上切除；
2）、将一支新的钢筋计（2）与构造钢筋应力耦合连接器（1）对焊连接，再将连接后的钢筋计（2）与构造钢筋应力耦合连接器（1）整体对焊串接在构造钢筋（4）的切口处，将构造钢筋（4）连接起来；
3）、卡住两个连接头（6）避免其扭转，再旋紧螺母柱体（5），对构造钢筋（4）施加拉应力，通过监测钢筋计（2）的读数控制施加拉应力的大小，使钢筋计（2）的起测值等于原有钢筋计的测量数值；
4）、最后采用锁紧螺母（7）将螺母柱体（5）与两个连接头（6）锁紧，实现构造钢筋（4）的应力耦合连接。
5.根据权利要求４所述的连接与继续监测构造钢筋应力的方法，其特征在于，在步骤３）中，采用双头Y形固定扳手卡住两个连接头（6）避免其扭转，再用单头加力板手旋紧螺母柱体（5），对构造钢筋（4）施加拉应力。
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