CN111397782A - 预应力锚索应力估算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及预应力锚索应力估算的技术领域，公开了预应力锚索应力估算方法，包括锚力计及千斤顶，步骤如下：(1)、安装锚力计，进行预张拉，最大张拉荷载Pmax＝ψFs，Fs为设计锁定荷载，ψ为超张拉系数；(2)、预应力锚索安装夹件，预应力锚索正常张拉至Pmax，记录锚力计读数，按旁校方程计算出压力值Mmax；(3)、千斤顶收力放张，夹件自锁定，记录锁定后锚力计读数，按旁校方程计算出压力值M0；(4)、按式
Figure DDA0002425745640000011
计算ψ；(5)、检查下一批次M0与Fs的差值，如果超过5％，则调整ψ，如此反复。通过千斤顶及锚力计配合，利用千斤顶的示值稳定以及锚力计的全程监测的特点，能更全面准确了解全部预应力锚索的应力，提高预应力锚索应力估算的精确性。

Description

预应力锚索应力估算方法
技术领域
本发明专利涉及预应力锚索应力估算的技术领域，具体而言，涉及预应力锚索应力估算方法。
背景技术
预应力锚索技术广泛地应用于边坡治理、基坑支护、巷道及隧洞加固、地下室及大坝等建构筑物抗浮或抗倾覆等各种岩土及地下工程。
目前，为了判明锚索工作状态，需要了解其应力；锚索通常使用穿心式液压千斤顶、液压泵及压力表组成的加压系统，以张拉方式建立预应力，张拉时把压力表读数代入校准方程或校准曲线计算得到压力值，据此判断施加在锚索上的预应力；或者在锚索上安装传感器进行应力测量，传感器通常安装在锚头处，称为锚索测力计。
在估算预应力锚索应力时，千斤顶在张拉后放张时，只能通过锚力计监测锚索应力，但监测数量有限，一般不超过锚索总数的10％，大多数锚索应力在张拉时，通过千斤顶示值推算；张拉时，应力有损失，千斤顶张拉负载T不是锚索的真实应力F，锚索应力估算存在误差，导致估算精确性不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供预应力锚索应力估算方法，旨在解决现有技术中，预应力锚索应力估算的精确性不佳的问题。
本发明是这样实现的，预应力锚索应力估算方法，包括锚力计以及千斤顶，具体步骤如下：
(1)、安装所述锚力计，进行预张拉，最大张拉荷载Pmax＝ψFs，Fs为设计锁定荷载，ψ为超张拉系数；
(2)、预应力锚索安装夹片，所述预应力锚索正常张拉至Pmax，记录所述锚力计读数，按旁校方程计算出压力值Mmax；
(3)、所述千斤顶收力放张，所述夹片自锁定，记录锁定后所述锚力计读数，按旁校方程计算出压力值M0；
(4)、按式
Figure BDA0002425745620000021
计算ψ；
(5)、检查下一批次M0与Fs的差值，如果超过5％，则调整ψ，如此反复。
进一步的，所述预应力锚索应力估算方法包括基座，所述预应力锚索的内端贯穿所述基座锚固在土体的内部；所述预应力锚索的外端朝外延伸依次贯穿锚固所述锚力计和所述千斤顶；所述千斤顶包括活塞，所述活塞移动张拉或放张所述预应力锚索。
进一步的，所述千斤顶具有安设槽，所述安设槽沿背离所述锚力计方向呈凹陷布置，所述安设槽设有磁通传感器，所述预应力锚索的外端贯穿所述磁通传感器。
进一步的，所述预应力锚索应力估算方法包括第一夹片，所述预应力锚索贯穿所述第一夹片，所述第一夹片处于所述磁通传感器与所述锚力计之间；所述磁通传感器形成有限位槽，所述第一夹片与所述限位槽呈对应布置。
进一步的，所述预应力锚索应力估算方法包括锚垫板，所述锚垫板平铺固定所述基座，所述预应力锚索贯穿所述锚垫板；所述锚垫板沿背离所述基座方向凸起形成对接块，所述锚力计具有对接槽，所述对接块嵌入所述对接槽。
进一步的，所述锚垫板包括内垫板以及外垫板，所述外垫板套设所述内垫板，所述外垫板的内端平铺固定所述基座，所述预应力锚索贯穿所述内垫板；所述内垫板与所述外垫板呈抵触且活动布置，所述外垫板的外端形成限位块，所述限位块延伸与所述内垫板呈对应布置。
进一步的，步骤(1)中，所述ψ的范围为1.3～1.8，首批次的所述预应力锚索的所述ψ为预估值。
进一步的，所述预应力锚索应力估算方法包括第二夹片以及工具锚，所述预应力锚索贯穿所述千斤顶后，延伸依次贯穿锚固所述工具锚以及所述第二夹片。
进一步的，步骤(4)中，Mmax/MO表示锁定损失。
进一步的，步骤(4)中，(Pmax-Mmax)/Fs表示张拉损失。
与现有技术相比，本发明提供的预应力锚索应力估算方法，通过千斤顶及锚力计配合，利用千斤顶的示值稳定以及锚力计的全程监测的特点，能更全面准确了解全部预应力锚索的应力，提高预应力锚索应力估算的精确性。
附图说明
图1是本发明提供的预应力锚索应力估算方法的流程示意图；
图2是本发明提供的预应力锚索应力估算方法的布局剖面示意图；
图3是本发明提供的预应力锚索应力估算方法的锚垫板的剖面示意图；
图4是本发明提供的分力杆、加固杆与基座配合的剖面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1-4所示，为本发明提供的较佳实施例。
本发明是这样实现的，预应力锚索应力估算方法，包括锚力计30以及千斤顶20，具体步骤如下：
(1)、安装锚力计30，进行预张拉，最大张拉荷载Pmax＝ψFs，Fs为设计锁定荷载，ψ为超张拉系数；
(2)、预应力锚索10安装夹片，预应力锚索10正常张拉至Pmax，记录锚力计30读数，按旁校方程计算出压力值Mmax；
(3)、千斤顶20收力放张，夹片自锁定，记录锁定后锚力计30读数，按旁校方程计算出压力值M0；
(4)、按式
Figure BDA0002425745620000041
计算ψ；
(5)、检查下一批次M0与Fs的差值，如果超过5％，则调整ψ，如此反复。
上述的预应力锚索应力估算方法，通过千斤顶20及锚力计30配合，利用千斤顶20的示值稳定以及锚力计30的全程监测的特点，能更全面准确了解全部预应力锚索10的应力，提高预应力锚索10应力估算的精确性。
千斤顶20收力放张，夹件自锁定，这样，降低锁定损失，提高预应力锚索10应力估算的精确性。
预应力锚索应力估算方法包括基座50，预应力锚索10的内端贯穿基座50锚固在土体的内部；预应力锚索10的外端朝外延伸依次贯穿锚固锚力计30和千斤顶20；千斤顶20包括活塞21，活塞21移动张拉或放张预应力锚索10；实现锚力计30和千斤顶20的对应安设，以及锚力计30、千斤顶20与预应力锚索10之间的配合安设。
千斤顶20具有安设槽，安设槽沿背离锚力计30方向呈凹陷布置，安设槽设有磁通传感器40，预应力锚索10的外端贯穿磁通传感器40；安设槽对磁通传感器40起到保护作用以及定位作用，同时，通过磁通传感器40，对预应力锚索10进行应力监测。
计算机连接磁通传感器40，可以采用线路连接，也可以是无线连接；磁通传感器40将监测数据传输至计算机，实现计算机进行监控分析，实时监测预应力锚索10的预应力。
预应力锚索10的内部设置有钢绞线，便于磁通传感器40对预应力锚索10的预应力进行监测。
钢绞线由镀锌钢丝绕制而成；便于磁通传感器40对预应力锚索10的预应力进行监测。
安装磁通传感器40时，预留引线到地面上，实现磁通传感器40的电路连通。
磁通传感器40内设置套筒式磁路结构，主要包括轭铁、磁极、缆索、感应线圈和激励线圈。磁极和轭铁都是使用磁导率大，矫顽力小，剩磁小的工业纯铁。
由于设置了磁通传感器40，监测预应力锚索10的预应力，从而辅助锚力计30以及千斤顶20工作，使预应力锚索10的应力估算更加精确。
预应力锚索应力估算方法包括第一夹片70，预应力锚索10贯穿第一夹片70，第一夹片70处于磁通传感器40与锚力计30之间，磁通传感器40形成有限位槽，第一夹片70与限位槽呈对应布置；在第一夹片70的作用下，对磁通传感器40的安设位置进行限制，便于磁通传感器40的安设。
预应力锚索应力估算方法包括锚垫板60，锚垫板60平铺固定基座50，预应力锚索10贯穿锚垫板60；在锚垫板60的作用下，便于锚力计30与锚垫板60配合，张拉作用力施加在锚垫板60上。
锚垫板60具有垫板孔，预应力锚索10贯穿垫板孔；锚力计30具有锚力孔，预应力锚索10贯穿锚力孔；垫板孔的孔径与锚力孔的孔径一致；这样，减少锚力计30的呈自由状态的区间，尽可能使锚力计30的端面受力均匀，提高预应力锚索10的应力估算的精确性。
锚垫板60沿背离基座50方向凸起形成对接块，锚力计30具有对接槽，对接块嵌入对接槽；在对接块与对接槽的配合作用下，便于锚力计30与锚垫板60的配合，同时便于锚力计30全端面均匀受力，提高预应力锚索10的应力估算的精确性。
锚垫板60包括内垫板61以及外垫板62，外垫板62套设内垫板61，外垫板62的内端平铺固定基座50，预应力锚索10贯穿内垫板61；内垫板61与外垫板62呈抵触且活动布置，外垫板62的外端形成限位块，限位块延伸与内垫板61呈对应布置；当预应力锚索10的应力变化时，内垫板61相对外垫板62移动，直至限位块抵触内端板时，限制内垫板61继续移动，锁定预应力锚索10的张拉。
步骤(1)中，ψ的范围为1.3～1.8，首批次的预应力锚索10的ψ为预估值。
预应力锚索10应力估算方法包括第二夹片71以及工具锚，预应力锚索10贯穿千斤顶20后，延伸依次贯穿锚固工具锚以及第二夹片71；在第二夹片71的作用下，对工具锚起到定位和限制作用。
步骤(4)中，Mmax/MO表示锁定损失。
步骤(4)中，(Pmax-Mmax)/Fs表示张拉损失。
预应力锚索应力估算方法包括分力杆80以及加固杆90，预应力锚索10贯穿且固定分力杆80，分力杆80与基座50呈水平间隔布置，加固杆90垂直于分力杆80方向布置，加固杆90的内端与分力杆80呈固定布置，加固杆90的另一端穿设基座50；这样，当预应力锚索10出现偏移，对分力杆80施加带动力，分力杆80在加固杆90的作用力，反向对预应力锚索10施加加固力，避免预应力锚索10偏移，从而保障预应力锚索10的预应力估算的精准性。
包括两个加固杆90，两个加固杆90呈间隔对应布置，从而保障加固杆90的加固力。
加固杆90的另一端贯穿基座50穿设固定锚垫板60，从而形成整体，提高加固杆90的加固力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.预应力锚索应力估算方法，其特征在于，包括锚力计以及千斤顶，具体步骤如下：
(1)、安装所述锚力计，进行预张拉，最大张拉荷载Pmax＝ψFs，Fs为设计锁定荷载，ψ为超张拉系数；
(2)、预应力锚索安装夹件，所述预应力锚索正常张拉至Pmax，记录所述锚力计读数，按旁校方程计算出压力值Mmax；
(3)、所述千斤顶收力放张，所述夹件自锁定，记录锁定后所述锚力计读数，按旁校方程计算出压力值M0；
(4)、按式
Figure FDA0002425745610000011
计算ψ；
(5)、检查下一批次M0与Fs的差值，如果超过5％，则调整ψ，如此反复。
2.如权利要求1所述的预应力锚索应力估算方法，其特征在于，所述预应力锚索应力估算方法包括基座，所述预应力锚索的内端贯穿所述基座锚固在土体的内部；所述预应力锚索的外端朝外延伸依次贯穿锚固所述锚力计和所述千斤顶；所述千斤顶包括活塞，所述活塞移动张拉或放张所述预应力锚索。
3.如权利要求2所述的预应力锚索应力估算方法，其特征在于，所述千斤顶具有安设槽，所述安设槽沿背离所述锚力计方向呈凹陷布置，所述安设槽设有磁通传感器，所述预应力锚索的外端贯穿所述磁通传感器。
4.如权利要求4所述的预应力锚索应力估算方法，其特征在于，所述预应力锚索应力估算方法包括第一夹片，所述预应力锚索贯穿所述第一夹片，所述第一夹片处于所述磁通传感器与所述锚力计之间；所述磁通传感器形成有限位槽，所述第一夹片与所述限位槽呈对应布置。
5.如权利要求2-4任意一项所述的预应力锚索应力估算方法，其特征在于，所述预应力锚索应力估算方法包括锚垫板，所述锚垫板平铺固定所述基座，所述预应力锚索贯穿所述锚垫板；所述锚垫板沿背离所述基座方向凸起形成对接块，所述锚力计具有对接槽，所述对接块嵌入所述对接槽。
6.如权利要求5所述的预应力锚索应力估算方法，其特征在于，所述锚垫板包括内垫板以及外垫板，所述外垫板套设所述内垫板，所述外垫板的内端平铺固定所述基座，所述预应力锚索贯穿所述内垫板；所述内垫板与所述外垫板呈抵触且活动布置，所述外垫板的外端形成限位块，所述限位块延伸与所述内垫板呈对应布置。
7.如权利要求1-4任意一项所述的预应力锚索应力估算方法，其特征在于，步骤(1)中，所述ψ的范围为1.3～1.8，首批次的所述预应力锚索的所述ψ为预估值。
8.如权利要求1-4任意一项所述的预应力锚索应力估算方法，其特征在于，所述预应力锚索应力估算方法包括第二夹片以及工具锚，所述预应力锚索贯穿所述千斤顶后，延伸依次贯穿锚固所述工具锚以及所述第二夹片。
9.如权利要求1-4任意一项所述的预应力锚索应力估算方法，其特征在于，步骤(4)中，Mmax/MO表示锁定损失。
10.如权利要求1-4任意一项所述的预应力锚索应力估算方法，其特征在于，步骤(4)中，(Pmax-Mmax)/Fs表示张拉损失。
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