CN112878321A - 一种支护和监测功能一体化的智能锚索 - Google Patents

一种支护和监测功能一体化的智能锚索 Download PDF

Info

Publication number
CN112878321A
CN112878321A CN202110272212.5A CN202110272212A CN112878321A CN 112878321 A CN112878321 A CN 112878321A CN 202110272212 A CN202110272212 A CN 202110272212A CN 112878321 A CN112878321 A CN 112878321A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wire
epoxy
anchor cable
stranded wire
intelligent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110272212.5A
Other languages
English (en)
Inventor
赵鹏
胡尧庆
邹明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Qiyuan New Material Co ltd
Original Assignee
Jiangxi Qiyuan New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi Qiyuan New Material Co ltd filed Critical Jiangxi Qiyuan New Material Co ltd
Priority to CN202110272212.5A priority Critical patent/CN112878321A/zh
Publication of CN112878321A publication Critical patent/CN112878321A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/74Means for anchoring structural elements or bulkheads
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00Testing foundations or foundation structures
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00Setting anchoring-bolts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
    • G01L1/246Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using integrated gratings, e.g. Bragg gratings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种支护和监测功能一体化的智能锚索,包括锚索体,所述锚索体内设置有锚索绞线,所述锚索绞线包括有能够监测自身拉力值的环氧智能绞线,所述环氧智能绞线由监测拉力传感元件、环氧绞线、环氧涂层组成,所述监测拉力传感元件可以是光纤和/或光纤光栅,所述环氧绞线包括中心丝、边丝,所述监测拉力传感元件与所述环氧绞线的中心丝耦合在一起,且沿所述中心丝的长度方向布置,所述监测拉力传感元件位于所述锚索体的端部设置有引线,所述引线的一端延伸至所述锚索体的外部。本发明光纤沿中心丝轴线布设,和中心丝耦合为一体,且中心丝采用碳纤维材质,在边丝和环氧的保护下,光纤的存活率大大提高。

Description

一种支护和监测功能一体化的智能锚索
技术领域
本发明涉及隧道工程、矿山巷道工程、边坡工程、基坑工程的支护与监测一体化技术领域,具体为一种支护和监测功能一体化的智能锚索。
背景技术
目前监测隧道工程、矿山巷道工程、边坡工程、基坑工程等领域内的预应力锚索索力值,主要是在锚板下安装压力传感器,由于锚索索力在锚索锚固段因为摩阻力的存在沿索长度方向分布不均,所以在锚索锚板处安装压力传感器是无法真实反应锚固段锚索的实际工作状态,因此在锚索深部安装测量锚索索力传感器是掌握锚固段锚索实际工作状态的一种有效手段。
专利申请号为201611143633.3提供了一种适用于岩质边坡支护与安全监测的智能锚索体系及其固定方法。该专利权利要求1中明确其特征在于在墩头和锚头内端面之间设有第一测力计;第一测力计套设在该钢绞线外周。该专利权利要求1中还明确其特征在于在垫板和锚板之间设有第二测力计。该专利的技术方案还是无法有效监测锚索的工作状态;特别是第一测力计埋设数量过多的时候,测力计的引线截面面积占据锚索浆体大部分截面面积,降低锚索的抗拔力;再者布设的第一测力计还是选点布设,数量少的话,还是不具有代表性,且,现有的锚索不具备自检功能,无法实现实时动态监测,锚索的某一段发生故障无法检测出,这对安全存在巨大的隐患。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供以下的技术方案:
本发明提供了一种支护和监测功能一体化的智能锚索,
包括锚索体,所述锚索体内设置有锚索绞线,所述锚索绞线包括有能够监测自身拉力值的环氧智能绞线,所述环氧智能绞线的外表面嵌有砂层,
所述环氧智能绞线由监测拉力传感元件、环氧绞线、环氧涂层组成,所述监测拉力传感元件可以是光纤和/或光纤光栅,所述环氧绞线包括中心丝、边丝,所述监测拉力传感元件与所述环氧绞线的中心丝耦合在一起,且沿所述中心丝的长度方向布置,所述中心丝由碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混合组合,所述边丝包裹设置在所述中心丝的外侧壁上,所述边丝的外侧壁设置有第一环氧涂层,所述边丝的内侧壁与所述中心丝的外侧壁之间存有间隙,所述间隙内填充有第二环氧涂层,所述监测拉力传感元件位于所述锚索体的端部设置有引线,所述引线的一端延伸至所述锚索体的外部。
优选的,所述锚索体可设置为拉力分散型锚索和/或拉力集中型锚索和/或压力分散型锚索和/或压力集中型锚索。
优选的,所述锚索体体内的锚索绞线还包括普通钢绞线和/或镀锌钢绞线和/或无粘结钢绞线和/或环氧钢绞线,所述锚索体体内的锚索绞线组成可以是由环氧智能绞线搭配所述普通钢绞线、所述镀锌钢绞线、所述无粘结钢绞线、所述环氧钢绞线中的一种或几种。
优选的,所述环氧智能绞线的外表面的砂层可全覆盖嵌入和/或螺旋嵌入。
优选的,所述锚索体整体的应力值可通过所述引线进行测量,具体的,所述引线可连接解调仪,解调仪可实时显示所述环氧智能绞线上每段的应力值大小,再乘以所述锚索体内锚索绞线的数量,即可得出所述锚索体整体的应力值。
优选的,所述第二环氧涂层为填充型环氧涂层,所述填充型环氧涂层由熔融结合环氧涂层完全填充从而防止腐蚀介质通过毛细作用力或其他流体静力浸入环氧绞线内。
优选的,耦合在所述中心丝中的光纤的数量是中心丝的N倍,N≥1。
优选的,所述边丝设置为六根,六根所述边丝均匀缠绕设置在所述中心丝的外侧壁上。
本发明有益效果
(1)本发明锚索体可通过引线实现对自身的自检,实现实时动态监测,由于光纤与环氧绞线的中心丝耦合在一起,且沿中心丝的长度方向布置,因此可以实时动态监测锚索体任意一段的索力值,对锚索体整体起到全方位监控,防止锚索体拉力值过大或过小造成安全隐患,起到防患于未然的效果。
(2)本发明环氧智能绞线的外表面做嵌砂处理,可以有效增加环氧智能绞线与锚索体体内的其他绞线和混凝土接触面的粘结力,提高其拉扯力,从而整体提高锚索体的稳定性。
(3)本发明光纤沿中心丝轴线布设,和中心丝耦合为一体,且中心丝采用碳纤维材质,在边丝和环氧的保护下,光纤的存活率大大提高,同时也大大提高了光纤的测量量程,环氧智能绞线有环氧涂层包裹,防腐性能高于普通钢绞线和无粘结钢绞线,从而提高了环氧智能绞线整体的使用寿命。
附图说明
图1为本发明环氧智能绞线结构剖视图。
图2为拉力分散型锚索与环氧智能绞线相装配结构示意图。
图3为拉力集中型锚索与环氧智能绞线相装配结构示意图。
图4为压力分散型锚索与环氧智能绞线相装配结构示意图。
图5为压力集中型锚索与环氧智能绞线相装配结构示意图。
附图标记说明:1-环氧智能绞线,2-光纤,3-中心丝,4-边丝,5-第一环氧涂层,6-第二环氧涂层,7-引线。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中的附图,对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1-图5所示,本发明提供了一种支护和监测功能一体化的智能锚索,
包括锚索体,所述锚索体内设置有锚索绞线,所述锚索绞线包括有能够监测自身拉力值的环氧智能绞线1,所述环氧智能绞线1的外表面嵌有砂层,在本实施例中,所述环氧智能绞线1的外表面的砂层可全覆盖嵌入,环氧智能绞线1的外表面做嵌砂处理,可以有效增加环氧智能绞线1与锚索体体内的其他绞线和混凝土接触面的粘结力,提高其拉扯力,从而整体提高锚索体的稳定性,
所述环氧智能绞线1由监测拉力传感元件、环氧绞线、环氧涂层组成,所述监测拉力传感元件可以是光纤2和/或光纤光栅,所述环氧绞线包括中心丝3、边丝4,所述监测拉力传感元件与所述环氧绞线的中心丝3耦合在一起,且沿所述中心丝3的长度方向布置,耦合在所述中心丝3中的光纤2的数量是中心丝3的N倍,N≥1,所述中心丝3由碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混合组合,所述边丝4包裹设置在所述中心丝3的外侧壁上,所述边丝4设置为六根,六根所述边丝4均匀缠绕设置在所述中心丝3的外侧壁上,所述边丝4的外侧壁设置有第一环氧涂层5,所述边丝4的内侧壁与所述中心丝3的外侧壁之间存有间隙,所述间隙内填充有第二环氧涂层6,所述第二环氧涂层6为填充型环氧涂层,所述填充型环氧涂层由熔融结合环氧涂层完全填充从而防止腐蚀介质通过毛细作用力或其他流体静力浸入环氧绞线内,
所述监测拉力传感元件位于所述锚索体的端部设置有引线7,所述引线7的一端延伸至所述锚索体的外部,所述锚索体整体的应力值可通过所述引线7进行测量,具体的,所述引线7可连接解调仪,解调仪可实时显示所述环氧智能绞线1上每段的应力值大小,再乘以所述锚索体内锚索绞线的数量,即可得出所述锚索体整体的应力值,锚索体还可通过引线7实现对自身的自检,实现实时动态监测,防止锚索体拉力值过大或过小造成安全隐患,起到防患于未然的效果;
所述锚索体可设置为拉力分散型锚索和/或拉力集中型锚索和/或压力分散型锚索和/或压力集中型锚索,本实施例所描述的锚索体具体指出四类,但并不局限于该四类,所述锚索体体内的锚索绞线还包括普通钢绞线和/或镀锌钢绞线和/或无粘结钢绞线和/或环氧钢绞线,所述锚索体体内的锚索绞线组成可以是由环氧智能绞线1搭配所述普通钢绞线、所述镀锌钢绞线、所述无粘结钢绞线、所述环氧钢绞线中的一种或几种,
本发明由于光纤2与环氧绞线的中心丝3耦合在一起,且沿中心丝3的长度方向布置,因此可以实时动态监测锚索体任意一段的索力值,对锚索体整体起到全方位监控,提高锚索体使用时的安全性;
本发明光纤2沿中心丝3轴线布设,和中心丝3耦合为一体,且中心丝3采用碳纤维材质,在边丝4和环氧的保护下,光纤2的存活率大大提高,环氧智能绞线1有环氧涂层包裹,防腐性能高于普通钢绞线和无粘结钢绞线,从而提高了环氧智能绞线1整体的使用寿命。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种支护和监测功能一体化的智能锚索,其特征在于,
包括锚索体,所述锚索体内设置有锚索绞线,所述锚索绞线包括有能够监测自身拉力值的环氧智能绞线(1),所述环氧智能绞线(1)的外表面嵌有砂层;
所述环氧智能绞线(1)由监测拉力传感元件、环氧绞线、环氧涂层组成,所述监测拉力传感元件可以是光纤(2)和/或光纤光栅,所述环氧绞线包括中心丝(3)、边丝(4),所述监测拉力传感元件与所述环氧绞线的中心丝(3)耦合在一起,且沿所述中心丝(3)的长度方向布置,所述中心丝(3)由碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混合组合,所述边丝(4)包裹设置在所述中心丝(3)的外侧壁上,所述边丝(4)的外侧壁设置有第一环氧涂层(5),所述边丝(4)的内侧壁与所述中心丝(3)的外侧壁之间存有间隙,所述间隙内填充有第二环氧涂层(6),所述监测拉力传感元件位于所述锚索体的端部设置有引线(7),所述引线(7)的一端延伸至所述锚索体的外部。
2.根据权利要求1所述的一种支护和监测功能一体化的智能锚索,其特征在于,
所述锚索体可设置为拉力分散型锚索和/或拉力集中型锚索和/或压力分散型锚索和/或压力集中型锚索。
3.根据权利要求2所述的一种支护和监测功能一体化的智能锚索,其特征在于,
所述锚索体体内的锚索绞线还包括普通钢绞线和/或镀锌钢绞线和/或无粘结钢绞线和/或环氧钢绞线,所述锚索体体内的锚索绞线组成可以是由环氧智能绞线(1)搭配所述普通钢绞线、所述镀锌钢绞线、所述无粘结钢绞线、所述环氧钢绞线中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种支护和监测功能一体化的智能锚索,其特征在于,
所述环氧智能绞线(1)的外表面的砂层可全覆盖嵌入和/或螺旋嵌入。
5.根据权利要求1所述的一种支护和监测功能一体化的智能锚索,其特征在于,
所述锚索体整体的应力值可通过所述引线(7)进行测量,具体的,所述引线(7)可连接解调仪,解调仪可实时显示所述环氧智能绞线(1)上每段的应力值大小,再乘以所述锚索体内锚索绞线的数量,即可得出所述锚索体整体的应力值。
6.根据权利要求1所述的一种支护和监测功能一体化的智能锚索,其特征在于,
所述第二环氧涂层(6)为填充型环氧涂层,所述填充型环氧涂层由熔融结合环氧涂层完全填充从而防止腐蚀介质通过毛细作用力或其他流体静力浸入环氧绞线内。
7.根据权利要求1所述的一种支护和监测功能一体化的智能锚索,其特征在于,
耦合在所述中心丝(3)中的光纤(2)的数量是中心丝(3)的N倍,N≥1。
8.根据权利要求1所述的一种支护和监测功能一体化的智能锚索,其特征在于,
所述边丝(4)设置为六根,六根所述边丝(4)均匀缠绕设置在所述中心丝(3)的外侧壁上。
CN202110272212.5A 2021-03-12 2021-03-12 一种支护和监测功能一体化的智能锚索 Pending CN112878321A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110272212.5A CN112878321A (zh) 2021-03-12 2021-03-12 一种支护和监测功能一体化的智能锚索

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110272212.5A CN112878321A (zh) 2021-03-12 2021-03-12 一种支护和监测功能一体化的智能锚索

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112878321A true CN112878321A (zh) 2021-06-01

Family

ID=76042451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110272212.5A Pending CN112878321A (zh) 2021-03-12 2021-03-12 一种支护和监测功能一体化的智能锚索

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112878321A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107219598A (zh) * 2017-06-22 2017-09-29 江阴法尔胜住电新材料有限公司 一种填充粘结防腐型智能钢绞线
CN107724138A (zh) * 2017-11-14 2018-02-23 浙锚科技股份有限公司 一种智能填充型环氧涂层钢绞线及制作方法
CN107740297A (zh) * 2017-11-14 2018-02-27 浙锚科技股份有限公司 基于填充型环氧涂层钢绞线的智能挤压拉索及制作方法
CN108088593A (zh) * 2017-12-26 2018-05-29 浙锚科技股份有限公司 碳纤维智能索体
CN112160174A (zh) * 2020-10-12 2021-01-01 江西七圆新材料有限公司 一种智能复合环氧钢绞线
CN215801599U (zh) * 2021-03-12 2022-02-11 江西七圆新材料有限公司 一种支护和监测功能一体化的智能锚索

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107219598A (zh) * 2017-06-22 2017-09-29 江阴法尔胜住电新材料有限公司 一种填充粘结防腐型智能钢绞线
CN107724138A (zh) * 2017-11-14 2018-02-23 浙锚科技股份有限公司 一种智能填充型环氧涂层钢绞线及制作方法
CN107740297A (zh) * 2017-11-14 2018-02-27 浙锚科技股份有限公司 基于填充型环氧涂层钢绞线的智能挤压拉索及制作方法
CN108088593A (zh) * 2017-12-26 2018-05-29 浙锚科技股份有限公司 碳纤维智能索体
CN112160174A (zh) * 2020-10-12 2021-01-01 江西七圆新材料有限公司 一种智能复合环氧钢绞线
CN215801599U (zh) * 2021-03-12 2022-02-11 江西七圆新材料有限公司 一种支护和监测功能一体化的智能锚索

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN215801599U (zh) 一种支护和监测功能一体化的智能锚索
CN100412266C (zh) 缆索及其断损检测方法和断损检测装置
CN108221670B (zh) 一种适用于斜拉索、悬索及吊杆索的智能平行钢丝索
CN104196258B (zh) 一种基于光纤光栅传感技术的后张预应力智能加固体系
GB2340144A (en) Ground anchorage
CN205382403U (zh) 智能拉索减震盆式支座
US6658684B2 (en) Cable with parallel wires for building work structure, anchoring for said cable and anchoring method
IL140043A (en) Synthetic ropes are tested for safety that connect in contact
CN112160174A (zh) 一种智能复合环氧钢绞线
CA1230010A (en) Sucker rods
CN110678602A (zh) 纵向元件、尤其是用于牵引装置和/或承载装置的纵向元件
CN112878321A (zh) 一种支护和监测功能一体化的智能锚索
CN205443918U (zh) 智能拉索减震支座
CN211522884U (zh) 一种自感知挤压拉索
WO2019207590A1 (en) A break indication rope
CN111174662B (zh) 一种位移传感装置及其应用
JP4202950B2 (ja) ワイヤロープ及びこれを用いた昇降装置
US4684293A (en) Cable for fastening structures and method of detecting damage to corrosion-preventive layer thereof
CN209353151U (zh) 一种可换监测元件的智能拉索
CN218297459U (zh) 一种混凝土箱梁锚下预应力监测装置
CN116804580A (zh) 一种基于光纤光栅技术的核电安全壳预应力钢束的监测方法
CN208748652U (zh) 一种抗撕裂锚索
CN217104481U (zh) 一种含光纤的金属牵引绳
CN113008422B (zh) 一种预应力筋群锚固状态分布式监测结构和方法
CN116356888A (zh) 基于光纤的活塞式大变形预应力锚索监测装置及施工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination