CN112525694A - 一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构及方法 - Google Patents

一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构及方法，包括原结构和植筋钢筋，所述植筋钢筋上设有贴片式应力传感器，所述原结构上打孔，所述植筋钢筋设有贴片式应力传感器的这一段植入原结构的打孔内，所述植筋钢筋的外露部分以新加结构或预加固结构封装，所述贴片式应力传感器能够向外传递检测信号。本发明所采用的新的非破坏性的植筋拉拔试验检测装置及方法的基本原理是利用预埋贴片式应力传感器安装在要进行植筋的钢筋上，一起植入原结构构件，同时结合动态监测系统实时的监控被植入钢筋的应力应变状态，不仅对植筋当时的状态监控，而且对后期使用过程中的状态进行监控，间接的反应出相关构件的受力状态，对后期的使用有一定的指导意义。

Description

一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构及方法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及非破坏性的植筋拉拔试验技术。
背景技术
在建筑加固工程中，可以通过植筋加固来改造混凝土结构，从而达到加固补强的目的。建筑植筋是建筑结构抗震加固工程上的一种钢筋后锚固利用结构胶锁键握紧力作用的连接技术。
由于植筋加固在建筑加固改造工程中发挥着重要作用，植筋的施工质量的好坏就显得尤为重要，传统的检测植筋施工质量的方法分为破坏性试验和非破坏性试验。破坏性试验是采用拉力计(千斤顶)对所植钢筋进行拉拔试验分级加载方式，而非破坏性试验采用预设最大加载值的方法进行。一般根据工程实际情况，大多采用破坏性试验的方法检测植筋的施工质量。由于植筋部位的不确定性，经常需要登高，运输成本和人工成本都很大，加上拉拔检测仪器的笨重还要加载，给拉拔试验检测带来一定风险和难度；其本身试验过程也对结构造成一定的破坏性。
发明内容
基于上述，本发明提供一种新的非破坏性的植筋拉拔试验检测结构及方法，利用预埋贴片式应力传感器的方法实时监测加固构件的应力应变状态，确保植筋部位的连接强度。
为此，本发明采用以下技术方案：
一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构，包括原结构和植筋钢筋，所述植筋钢筋上设有贴片式应力传感器，所述原结构上打孔，所述植筋钢筋设有贴片式应力传感器的这一段植入原结构的打孔内，所述植筋钢筋的外露部分以新加结构或预加固结构封装，所述贴片式应力传感器能够向外传递检测信号。
作为优选，所述贴片式应力传感器通过有线或者无线的通信方式和云平台建立通信连接并能够向云平台传递检测信号。
作为优选，所述云平台通过有线或者无线的通信方式连接后台监控系统，将贴片式应力传感器的检测信号发送到后台监控系统，由后台监控系统进行监控。
作为优选，所述植筋钢筋和打孔一一对应，所述植筋钢筋和打孔至少设置两处，其中至少一处植筋结构上设有贴片式应力传感器。
作为优选，所述原结构和所述新加结构或预加固结构之间设有新旧结构交接面。
作为优选，所述新旧结构交接面与所述植筋钢筋的植入方向垂直。
作为优选，所述植筋拉拔试验检测结构还包括现场数据采集模块，所述现场数据采集模块用于采集所述贴片式应力传感器的信号并将其传送给云平台和后台监控系统。
所述现场数据采集模块可以采用数据采集仪来实现，例如多通道数据采集仪，能够适用于采集振弦式、差阻式、电压、电流、电容脉冲量等各种主流传感器的数据信号，也适用于本发明中的贴片式应力传感器。
下表是通常采用的数据采集仪的参数配置表：
Figure BDA0002809831400000021
作为优选，所述现场数据采集模块能够通过人工监测的方式进行开启和关闭。现场采集模块的人工监测方法主要包括：图像及视频的人工辅助拍摄；全站仪、水准仪及经纬仪等传统测量仪器的辅助监测，将人工测量数据利用移动设备(如手机、或平板电脑)远程传输至服务器。
在此基础上，本发明还提供一种非破坏性的植筋拉拔试验方法，该方法包括以下步骤：
(1)建立试验结构：
(1.1)在植筋钢筋上安装贴片式压力传感器；
(1.2)在原结构上打孔，打孔要求满足能够允许带有贴片式压力传感器的植筋钢筋装入；
(1.3)将植筋钢筋带有贴片式压力传感器的一端置入原结构上的打孔内；
(1.4)以新加结构或预加固结构封装植筋钢筋的外露部分；
(2)将贴片式压力传感器通过有线或无线的方式连接到云平台；
(3)云平台连接到后台监控系统，由后台监控系统采集贴片式压力传感器的检测数据。
作为优选，所述后台监控系统包括控制中心，所述控制中心通过无线或者光纤的方式通过现场数据采集模块获取贴片式应力传感器所采集到的信号，所述控制中心还包括实时显示模块、自动报警模块和数据存储模块，所述数据存储模块接收贴片式应力传感器所采集到的信号并进行存储，数据存储功能包括：历史监测数据的存储(结构构件的变形、裂缝的扩展、结构构件的内力变化、历史雨量变化、温度等)；监测数据经过数据处理后生成的成果文件(如结果展示的图表、动态曲线等)；图像及视频数据；监测设备的服役状态信息等。
所述实时显示模块能够通过显示屏等显示方式实时对贴片式应力传感器所采集到的信号进行显示，实时显示的内容包括：可视化的三维模型、实时的现场视频监控、测点的布设部位、不同测点按照固定频率采集回的数据、根据测量数据处理得出的现场状况预警信息(流动新闻形式或颜色预警)。
所述自动报警模块能够根据现场数据采集模块所采集到的信号值是否超过一定阈值进行报警；控制中心根据预设的警戒值来实现分级提示，如监测数据处理结果达到警戒阈值的60％时，需提高监测频率；达到警戒阈值80％时需采取维护措施；达到警戒阈值的100％时发出危险警报。
所述控制中心连接后台服务器，所述后台服务器能够与移动设备或者PC端进行数据交互。后台服务器上可以建立平台，用于监测信息的可视化展示，当电脑网页或手机APP连入服务器及公司平台，可直观的查看项目施工或后期运维的实时状态，为用户提供即时性信息。
本发明的有益效果是：本发明所采用的新的非破坏性的植筋拉拔试验检测装置及方法的基本原理是利用预埋贴片式应力传感器安装在要进行植筋的钢筋上，一起植入原结构构件，同时结合动态监测系统实时的监控被植入钢筋的应力应变状态，不仅对植筋当时的状态监控，而且对后期使用过程中的状态进行监控，间接的反应出相关构件的受力状态，对后期的使用有一定的指导意义。
附图说明
图1是本发明的非破坏性的植筋拉拔试验装置的结构示意图。
图2是本发明的后台监控系统的整体结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方案作进一步详细说明，应当说明的是，实施例只是对本发明的具体阐述，其目的是为了让本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，不应视为对本发明的限定。其中没有详细描述的结构均采用传统的结构或电路进行处理连接。
在不冲突的情况下，本方案中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在本方案中的描述，涉及到的“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平"、“顶”、“底”、“内”、“外”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，不能理解为对本发明的限制。
附图1提供了本发明的试验装置的一种具体结构。本发明的检测方法建立如图1所示的试验检测结构，
首先，在植筋钢筋1上安装贴片式应力传感器2；
然后，在原结构3上打孔4，打孔4的大小要求满足能够允许带有贴片式应力传感器的植筋钢筋装入；打孔的深度要满足能够允许植筋钢筋1的至少三分之一没入。需要说明的是，本步骤和上一个步骤相互之间不冲突，可以同步进行；
接着，将植筋钢筋1带有贴片式应力传感器2的这一端置入原结构3上的打孔内4；置入的植筋钢筋1应当满足与置入面(也即原结构3打孔的表面)方向垂直；置入植筋钢筋1后，在原结构3的外部，以新加结构或预加固结构5封装植筋钢筋1的外露部分，在新加结构或预加固结构5和原结构3之间设有新旧结构交接面8，至此完成试验检测结构的布置。
检测结构布置完成后，可以通过数据线缆将贴片式应力传感器2连接到云平台6，当然，更好的方式可以选用具有无线传输功能的压力传感器，例如可以通过蓝牙或者WIFI进行数据传输的压力传感器，这样压力传感器的检测数据可以通过无线的方式传递到云平台，就不需要在结构中走线。
云平台6通过Internet连接到后台监控系统7，由后台监控系统7采集贴片式应力传感器2的检测数据。这样，后台监测系统7就可以通过预埋贴片式传感器采集的数据反应植筋加固施工过程以及后续使用过程中的变形情况，并及时将数据实时传输到计算机平台，操作人员可以通过查看实时的应力应变状态判断植筋效果，同时设立预警值和报警值，及时掌握植入钢筋的受力状态问题，确保植筋加固的效果。

Claims (9)

1.一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构，其特征是，包括原结构和植筋钢筋，所述植筋钢筋上设有贴片式应力传感器，所述原结构上打孔，所述植筋钢筋设有贴片式应力传感器的这一段植入原结构的打孔内，所述植筋钢筋的外露部分以新加结构或预加固结构封装，所述贴片式应力传感器能够向外传递检测信号。
2.根据权利要求1所述的一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构，其特征是，所述贴片式应力传感器通过有线或者无线的通信方式和云平台建立通信连接并能够向云平台传递检测信号。
3.根据权利要求2所述的一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构，其特征是，所述云平台通过有线或者无线的通信方式连接后台监控系统，将贴片式应力传感器的检测信号发送到后台监控系统，由后台监控系统进行监控。
4.根据权利要求1所述的一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构，其特征是，所述植筋钢筋和打孔一一对应，所述植筋钢筋和打孔至少设置两处，其中至少一处植筋结构上设有贴片式应力传感器。
5.根据权利要求1所述的一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构，其特征是，所述原结构和所述新加结构或预加固结构之间设有新旧结构交接面。
6.根据权利要求5所述的一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构，其特征是，所述新旧结构交接面与所述植筋钢筋的植入方向垂直。
7.根据权利要求1所述的一种非破坏性的植筋拉拔试验检测结构，其特征是，还包括现场数据采集模块，所述现场数据采集模块用于采集所述贴片式应力传感器的信号并将其传送给云平台和后台监控系统。
8.一种非破坏性的植筋拉拔试验检测方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）建立试验结构：
（1.1）在植筋钢筋上安装贴片式压力传感器；
（1.2）在原结构上打孔，打孔要求满足能够允许带有贴片式压力传感器的植筋钢筋装入；
（1.3）将植筋钢筋带有贴片式压力传感器的一端置入原结构上的打孔内；
（1.4）以新加结构或预加固结构封装植筋钢筋的外露部分；
（2）将贴片式压力传感器通过有线或无线的方式连接到云平台；
（3）云平台连接到后台监控系统，由后台监控系统采集贴片式压力传感器的检测数据。
9.根据权利要求8所述的一种非破坏性的植筋拉拔试验检测方法，其特征是，所述后台监控系统包括控制中心，所述控制中心通过无线或者光纤的方式通过现场数据采集模块获取贴片式应力传感器所采集到的信号，所述控制中心还包括实时显示模块、自动报警模块和数据存储模块，所述数据存储模块接收贴片式应力传感器所采集到的信号并进行存储，所述实时显示模块能够通过显示屏等显示方式实时对贴片式应力传感器所采集到的信号进行显示，所述自动报警模块能够根据现场数据采集模块所采集到的信号值是否超过一定阈值进行报警；所述控制中心连接后台服务器，所述后台服务器能够与移动设备或者PC端进行数据交互。
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