CN112683426B - 一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法，其包括如下步骤：S1:钢筋应力计埋设浇筑后，对钢筋应力计读数进行测量记录，以获取到初始频率值f₀；S2:将得到的初始频率值f₀减去钢筋应力计的出厂标定初始读数fs，以得出混凝土收缩影响修正值f₁；S3:基坑开挖；S4:测量出支撑梁内的钢筋应力计实测频率值f_c，并将混凝土收缩影响修正值f₁与实测频率值f_c相加，以得到修正频率值f；利用修正频率值f计算出混凝土轴力值F_T。本申请具有能提高对轴力F测量值准确性的效果。

Description

一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法

技术领域

本申请涉及混凝土支撑梁轴力检测的领域，尤其是涉及一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法。

背景技术

基坑是指在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。开挖前应根据地质水文资料，结合现场附近建筑物情况，决定开挖方案，并作好防水排水工作。根据《建筑基坑工程监测技术规范》要求对于一级基坑混凝土支撑梁轴力监测为必测项目。

目前在对一级基坑混凝土支撑梁轴力的检测通常是采用振弦式钢筋应力计来进行检测；振弦式钢筋应力计通常需要与多功能电脑检测仪配套使用，当被测结构体内部钢筋承受应力时，钢筋应力计将应力转换为频率信号，并直接计算出应力数字显示。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有当利用振弦式钢筋应力计来对混凝土支撑梁轴力断面进行检测时，普遍存在有实测轴力与实际工况不符合，实测轴力同工况测量值波动较大的问题。究其原因主要是因为测量时未考虑混凝土凝固阶段的干缩，从而对测量结果造成了较大误差。

发明内容

为了改善振弦式钢筋应力计对混凝土支撑梁轴力的检测存在较大误差的问题，本申请提供一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法。

本申请提供的一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法，采用如下的技术方案：

一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法，包括如下步骤：

S1:钢筋应力计埋设浇筑后，对钢筋应力计读数进行测量记录，以获取到初始频率值f₀；

S2:将得到的初始频率值f₀减去钢筋应力计的出厂标定初始读数fs，以得出混凝土收缩影响修正值f₁；

S3:基坑开挖；

S4:测量出支撑梁内的钢筋应力计实测频率值f_c，并将混凝土收缩影响修正值f₁与实测频率值f_c相加，以得到修正频率值f；利用修正频率值f计算出混凝土轴力值F_T。

通过采用上述技术方案，为了减小混凝土凝固期间的干缩对钢筋应力计初测读数的影响，通过将测算出的初始频率值f₀减去钢筋应力计的出厂标定初始读数fs，从而便能得出混凝土收缩影响修正值f₁；最后将钢筋应力计最终的实测频率值f_c与混凝土收缩影响修正值f₁相加，从而便能减小混凝土凝固过程中的干缩对初始读数造成的影响；提高了后期数据测量的准确性。

优选的，所述S1中钢筋应力计埋设浇筑到基坑开挖前，期间对钢筋应力计的数值进行多次测量，并选取后期读数稳定后的频率值作为初始频率值f₀。

通过采用上述技术方案，对钢筋应力计的数值进行多次测量，再选取读数最为准确的初始频率值f₀，从而能减小测量的误差，提高数据的准确性，减小了数据的偏差。

优选的，S5:浇筑支撑梁的同时，利用同批次混凝土，按照支撑梁实际配筋制作模拟断面，并按要求埋入模拟用钢筋应力计；该步骤与S1同步进行；

S6:待模拟断面达到标准混凝土龄期时，通过在恒载条件下利用太阳灯对模拟断面进行长时间加热，再利用静载仪对模拟断面施加恒定荷载；当模拟断面在自然降温的过程中，对模拟用钢筋应力计表面的温度进行连续测量并得到相应的模拟断面温度数值；以模拟断面温度数值的增大方向为X轴，以对应温度下模拟用钢筋应力计测得的频率数值增大方向为Y轴建立坐标系；根据得到的散点图并结合回归直线方程得到的直线斜率作为温度修正系数K_T。

通过采用上述技术方案，由于支撑梁内部温度的变化也会对钢筋应力计的测量值造成影响，再对支撑梁的轴力进行测量时，通过对混凝土内部的温度进行实际测量，再根据得到的温度修正系数K_T来对温度应力进行修正，通过对非荷载引起的温度应力干扰进行修正，从而能进一步减小温度对钢筋应力计测量值的影响；进一步提高了测量值的准确性。

优选的，所述S4中在测量钢筋应力计实测频率值f_c的同时，测量出支撑梁内钢筋应力计实测的表面温度值T；并且记录下支撑梁的初始温度值T₀；将实测的表面温度值T减去初始温度值T₀以得到温度差量，再将温度差量与温度修正系数K_T相乘，将得到的数值再与S4中得到的修正频率值f相加，以得到新的频率修正值f；最后再计算出新的混凝土轴力值F_T。

通过采用上述技术方案，在对混凝土轴力值F_T进行计算时，通过上述计算公式，能将混凝土凝固期间的干缩与温度的变化对混凝土轴力值F_T造成的影响进行同步修正；从两个维度提高了混凝土轴力值F_T的准确性。

优选的，所述S5中严格按要求进行钢筋应力计的安装，在浇筑混凝土之前再次检查钢筋应力计是否正常。

通过采用上述技术方案，对钢筋应力计进行多次检查，从而能预防因钢筋应力计自身的质量问题而对检测数值造成的误差；保证最终测量结果的准确性。

优选的，所述S6中待模拟断面达到标准混凝土龄期时，对模拟断面进行抗压试验。

通过采用上述技术方案，对模拟断面进行抗压试验从而能检测出混凝土支撑梁的强度是否合格，同时还能检测出混凝土的抗压强度。

优选的，所述S6中当对模拟断面的温度加热试验结束后，再对模拟断面进行抗压试验。

通过采用上述技术方案，混凝土支撑梁在经历过加热后，混凝土支撑梁的强度将会受到一定影响；通过将加热完毕后的混凝土支撑梁进行抗压试验，从而能得到混凝土支撑梁在不同温度下的强度值。

优选的，S7:将得到的最终混凝土轴力值F_T带入模拟断面标准荷载和实测荷载的对比表，利用线性插值法得出模量修正后的轴力F。

通过采用上述技术方案，对按弹性模量参数计算出的混凝土实测轴力与模拟断面标准荷载进行对比修正，从而能降低计算混凝土模量参数偏差导致的轴力计算误差；尤其是高荷载力状态下模量参数偏差产生的误差量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.减小了混凝土凝固期间收缩产生的初始读数偏差；

2.减少因温度变化产生的非荷载应力对实测轴力造成的误差；

3.降低计算混凝土模量参数偏差导致的轴力计算误差；尤其是高荷载力状态下模量参数偏差产生的误差量。

附图说明

图1是振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力方法的流程图。

图2是温州外国语学校温度修正系数K值表。

图3是温州市冷链物流中心温度修正系数K值表。

图4是苍南瑞和家园温度修正系数K值表。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法。由于混凝土凝固阶段会产生收缩应力，而此部分应力为非实际荷载产生的，因予以排除。目前在实际测量过程中，对初始钢筋应力计的读数选取较为随意，从而导致收缩荷载也被叠加到后续测试轴力的计算中，因此对后续轴力计算值造成了较大干扰与影响。此外温度的变化也会对支撑梁轴力的测量值造成影响。

相关技术中，混凝土模量的取值均是按照《混凝土结构设计规范》的混凝土弹性模量进行取值，而实际基坑支撑梁应力增加模式总体是随着基坑开挖深度的增加而单调递增的，同时由于基坑支撑梁属于临时性结构，结构设计的安全储备相对较低，基坑开挖后期随着应力的增大，混凝土塑形应变的发展，混凝土弹性模量已不能准确反映应力变化过程。因此当混凝土支撑梁处于较大应力阶段时，基于钢筋与混凝土协同变形理论来计算混凝土轴力过程中，模量参数采用弹性模量，会降低计算结果的准确性。

为改善上述三个因素对实际支撑梁轴力测量值造成的影响，本申请公开的一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法，包括如下步骤：

S1:先将钢筋应力计进行埋设并用混凝土浇筑，在将钢筋应力计进行埋设浇筑到基坑开挖前，期间对钢筋应力计的数值进行多次测量，并选取后期读数较为稳定的频率值作为初始频率值f₀。

S2:将得到的初始频率值f₀减去钢筋应力计的出厂标定初始读数fs，以得出混凝土收缩影响修正值f₁。

S3:基坑开挖；

S4:在进行基坑开挖时，通过多次测量支撑梁内的钢筋应力计实测频率值f_c，并取平均值。再将混凝土收缩影响修正值f₁与实测频率值f_c相加，以得到初步的修正频率值f。

S5:进行施工前期的模拟断面制作，浇筑支撑梁的同时，利用同批次混凝土，按照支撑梁实际配筋制作模拟断面，并按要求埋入模拟用钢筋应力计。按照严格要求进行钢筋应力计的安装，在浇筑混凝土之前再次检查钢筋应力计是否正常。该步骤与S1同步进行。

S6:在S4中当在对钢筋应力计的实测频率值f_c进行测量的同时，测量出支撑梁内钢筋应力计实测的表面温度值T。并且记录下支撑梁的初始温度值T₀。待模拟断面达到标准混凝土龄期时，通过在恒载条件下利用高瓦数太阳灯对模拟断面进行长时间加热，再利用型号为RS-JYB全自动静载仪对模拟断面施加恒定荷载。当模拟断面在自然降温的过程中，对模拟用钢筋应力计表面的温度进行连续测量并得到相应的模拟断面温度数值。以模拟断面温度数值的增大方向为X轴，以对应温度下模拟用钢筋应力计测得的频率数值增大方向为Y轴建立坐标系。

根据得到的散点图并结合回归直线方程得到的直线斜率作为温度修正系数K_T。将支撑梁内钢筋应力计实测的表面温度值T减去初始温度值T₀以得到温度差量，再将温度差量与温度修正系数K_T相乘，然后将得到的数值再与实测频率值f_c、混凝土收缩影响修正值f₁相加，以得到最终的频率修正值f，具体公式为f=f_c+f₁+K_T（T-T₀）。最后再计算出最终的混凝土轴力值F_T。当对模拟断面的温度加热试验结束后，再对模拟断面进行抗压试验。本实施例中可采用超声回弹综合法或冲击回波法来对模拟断面进行抗压试验。

S7:将得到的最终混凝土轴力值F_T带入模拟断面标准荷载和实测荷载的对比表，利用线性插值法得出模量修正后的轴力F。

由于模拟断面的制作和支撑梁施工同时进行，施工单位制作方便，而且制作成本较低。从三个维度降低了对混凝土支撑梁的测算干扰，最终测算的混凝土支撑梁轴力值的准确性能大幅提升。通过高准确的检测数据为基坑信息化施工提供了有利的安全保障。

通过对温州外国语学校工地、温州市现代冷链物流中心、苍南瑞和家园三处工地进行实地测量，在各工地现场支撑梁施工的同时，利用同批次混凝土在各工地现场制作了3组模拟断面。高度50cm，断面截面尺寸与配筋均按设计要求，并在混凝土断面对称埋设4只钢筋应力计。并现场制作并预埋有钢筋应力计的各3组模拟断面进行温度试验，得出各工地混凝土轴力监测断面的温度平均修正系数K值，详见图2-图4。各工地监测过程中对混凝土表面温度进行测量，对测量值进行了温度修正。最终大幅减小了温度变化产生的测量值波动。室内数据分析进行混凝土轴力计算时，将收缩修正与温度修正后的轴力值带入模拟断面标准荷载和实测荷载的对比表，利用线性插入法得出模量修正后的轴力。

本申请实施例一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法的有益效果为：减小了混凝土凝固期间收缩产生的初始读数偏差。减少因温度变化产生的非荷载应力对实测轴力造成的误差。降低计算混凝土模量参数偏差导致的轴力计算误差；尤其是高荷载力状态下模量参数偏差产生的误差量。提高了轴力F测量的准确值。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1:钢筋应力计埋设浇筑后，对钢筋应力计读数进行测量记录，以获取到初始频率值f₀；

S2:将得到的初始频率值f₀减去钢筋应力计的出厂标定初始读数fs，以得出混凝土收缩影响修正值f₁；

S3:基坑开挖；

S4:测量出支撑梁内的钢筋应力计实测频率值f_c，并将混凝土收缩影响修正值f₁与实测频率值f_c相加，以得到修正频率值f；利用修正频率值f计算出混凝土轴力值F_T；

S5:浇筑支撑梁的同时，利用同批次混凝土，按照支撑梁实际配筋制作模拟断面，并按要求埋入模拟用钢筋应力计；该步骤与S1同步进行；

S6:待模拟断面达到标准混凝土龄期时，通过在恒载条件下利用太阳灯对模拟断面进行长时间加热，再利用静载仪对模拟断面施加恒定荷载；当模拟断面在自然降温的过程中，对模拟用钢筋应力计表面的温度进行连续测量并得到相应的模拟断面温度数值；以模拟断面温度数值的增大方向为X轴，以对应温度下模拟用钢筋应力计测得的频率数值增大方向为Y轴建立坐标系；根据得到的散点图并结合回归直线方程得到的直线斜率作为温度修正系数K_T；

所述S4中在测量钢筋应力计实测频率值f_c的同时，测量出支撑梁内钢筋应力计实测的表面温度值T；并且记录下支撑梁的初始温度值T₀；将实测的表面温度值T减去初始温度值T₀以得到温度差量，再将温度差量与温度修正系数K_T相乘，将得到的数值再与S4中得到的修正频率值f相加，以得到新的频率修正值f；最后再计算出新的混凝土轴力值F_T。

2.根据权利要求1所述的一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法，其特征在于：

所述S1中钢筋应力计埋设浇筑到基坑开挖前，期间对钢筋应力计的数值进行多次测量，并选取后期读数稳定后的频率值作为初始频率值f₀。

3.根据权利要求1所述的一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法，其特征在于：

所述S5中严格按要求进行钢筋应力计的安装，在浇筑混凝土之前再次检查钢筋应力计是否正常。

4.根据权利要求3所述的一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法，其特征在于：

所述S6中待模拟断面达到标准混凝土龄期时，对模拟断面进行抗压试验。

5.根据权利要求4所述的一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法，其特征在于：

所述S6中当对模拟断面的温度加热试验结束后，再对模拟断面进行抗压试验。

6.根据权利要求1所述的一种振弦式钢筋应力计检测混凝土支撑梁轴力的方法，其特征在于：

S7:将得到的最终混凝土轴力值F_T带入模拟断面标准荷载和实测荷载的对比表，利用线性插值法得出模量修正后的轴力F。

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