CN202582472U

CN202582472U - 预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统

Info

Publication number: CN202582472U
Application number: CN 201220248897
Authority: CN
Inventors: 谢峻; 曾丁; 王国亮; 郑晓华
Original assignee: BEIJING GONGKE BRIDGE TECHNOLOGY Co Ltd; HANGZHOU TRANSPORTATION INVESTMENT CONSTRUCTION MANAGEMENT CO Ltd; Research Institute of Highway Ministry of Transport
Current assignee: BEIJING GONGKE BRIDGE TECHNOLOGY Co Ltd; HANGZHOU TRANSPORTATION INVESTMENT CONSTRUCTION MANAGEMENT CO Ltd; Research Institute of Highway Ministry of Transport
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-30

Abstract

本实用新型公开了一种预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统，包括数据测量单元，用于测量预应力混凝土箱梁的收缩应变量、预应力混凝土的应变量，并同时测量测量点的温度值；数据采集单元，用于采集所述数据测量单元测量的数据输送至数据控制与徐变辨识单元；数据控制与徐变辨识单元，用于对所述数据采集单元采集的数据进行处理，自动分离混凝土的收缩与徐变应变增量，并据此给出徐变应变值。本实用新型通过数据控制与徐变辨识单元对数据采集单元采集的数据测量单元测量的变量数据进行处理，得到混凝土随时间变化的徐变应变值，从而给出桥梁上部结构混凝土实测收缩与徐变应变的发展规律，实现准确预测大跨径预应力混凝土箱梁桥的长期徐变变形。

Description

预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统

技术领域

本实用新型涉及预应力混凝土桥梁上部结构收缩徐变监测技术领域，具体涉及一种预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统。

背景技术

收缩徐变是混凝土材料本身所固有的特性，混凝土收缩主要指由于混凝土的干燥而导致的体积缩小的现象，徐变是指混凝土中应力保持不变的情况下混凝土的应变随时间增长的现象。收缩徐变会导致混凝土结构的内力和变形随时间不断变化，对于预应力混凝土结构还会造成预应力损失。混凝土收缩与徐变是复杂的物理力学过程，影响因素很多，如水泥标号、骨料、水灰比、灰浆率、结构几何尺寸、外加剂﹑配筋率等内部因素和加荷龄期、加荷应力、持荷时间、温度、湿度等外部因素，都可能影响混凝土的徐变和收缩；再者，规范中采用的收缩与徐变预测模型是在实验室特定环境下对小试件进行的，与实际混凝土结构物及所处环境差别较大。

为了指导混凝土工程的设计﹑建设，人们采取测量实际桥梁的混凝土收缩徐变方法。

对于实际桥梁来讲，不论是何种类型的桥梁，大宽度整体式混凝土梁的横截面并非是等厚度的，因此，同一横截面内各处的收缩变形会有差异。

为此，人们通过各种方法对实际桥梁混凝土收缩徐变进行测量，包括使用无应力桶组成的无应力计、应变计等对实际桥梁混凝土收缩徐变进行测量。

但目前的实际桥梁测量中没有考虑将混凝土收缩与徐变变形进行分离的测量方法，因此，测量的预应力混凝土箱梁徐变值不够准确。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统，旨在解决现有预应力混凝土箱梁测量中没有将混凝土收缩与徐变变形进行分离从而导致测量的徐变值不够准确的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统，包括：

数据测量单元，用于测量预应力混凝土箱梁的收缩应变量、预应力混凝土的应变量，并同时测量测量点的温度值；

数据采集单元，用于采集所述数据测量单元测量的数据输送至数据控制与徐变辨识单元；

数据控制与徐变辨识单元，用于对所述数据采集单元采集的数据进行处理，自动分离混凝土的收缩与徐变应变增量，并根据所述收缩与徐变应变增量给出徐变应变值。

其中，所述数据测量单元包括：

收缩测量单元，用于通过无应力计测量预应力混凝土箱梁的收缩应变量；

预应力测量单元，用于通过磁通量传感器测量预应力混凝土箱梁的预应力；

温度测量单元，用于通过半导体温度传感器测量埋设点的温度值；

总应变测量单元，用于通过振弦式应变计测量预应力混凝土箱梁的总应变量。

所述的无应力计、磁通量传感器、温度传感器、振弦式应变计埋置在预应力混凝土箱梁桥的上部结构的箱梁内，且同组应变计位于同一水平面上；所述磁通量传感器、温度传感器与无应力计﹑振弦式应变计位于同一横截面内。

所述的无应力计包括振弦式应变计及无应力桶；所述的振弦式应变计通过金属细丝与无应力桶的桶壁的连接并固定在无应力桶中心轴线上，距所述无应力桶的桶顶与桶底的距离相等。

所述无应力桶为夹层锥形桶。

所述数据测量单元通过数据传送电缆与所述数据采集单元连接，所述数据采集单元通过数据电缆或无线通信网络与数据控制与徐变辨识单元连接。

本实用新型通过数据控制与徐变辨识单元对数据采集单元采集的数据测量单元测量的应变量数据进行处理，自动分离混凝土的收缩与徐变应变增量，并根据所述收缩与徐变应变增量给出徐变应变值，从而给出桥梁上部结构混凝土实测收缩与徐变应变的发展规律，实现准确预测大跨径预应力混凝土箱梁桥的长期徐变变形。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统的方框结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的测量传感器的在箱梁上布置区域及位置示意图；

图3~4是本实用新型实施例提供的测量传感器的在箱梁横断面的布置示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型通过各类传感器的实测应变数据，经过科学运算，自动分离预应力混凝土箱梁桥上部结构随时间变化的收缩应变与徐变应变分量。

参见图1所示，一种预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统，包括：

所述的数据测量单元包括有收缩测量单元、预应力测量单元、温度测量单元以及总应变测量单元；

所述的控制与徐变辨识单元由计算机﹑数据运算理论及内置于所述计算机的应用软件组成。

本实用新型实施例中，所述数据测量单元通过数据传送电缆与所述数据采集单元连接，数据采集单元通过数据电缆或无线通信网络与数据控制与徐变辨识单元连接。

为了与所述数据测量单元配套，所述数据采集单元采用BGK8001型振弦式采集仪，其适用于各类岩土工程的自动化监测，特别适用于野外不方便提供交流电源的；该装置提供标准的R232/RS485接口以实现本地通讯，速率9600bps，可在网络平台上进行通讯或通过公用电话网﹑无线数据电台﹑卫星通讯的手段实现远程测量；采用微功耗设计，可适用锂电池供电，也可选用外接直流电源﹑交流适配器或太阳能电池供电；可存储数据2000组；频率测量精度0.1Hz，分辨率0.01Hz;适用温度范围-10～+50℃，湿度范围5%～95%RH；系统采集软件为BGK-Logger。

数据采集单元的数据采集开始时间一般在桥梁的预应力束全部张拉，且恒载基本稳定之后。

参见图1所示，本实用新型实施例中，所述数据测量单元包括：

所述的无应力计由夹层圆锥式无应力桶﹑振弦式应变计及滑动材料三部分组成，所述振弦式应变计通过金属细丝与筒壁的连接并固定在无应力桶中心位置，应变计应基本位于无应力桶的轴线上，距桶顶与桶底的距离基本相等。

所述的夹层锥形无应力筒的外形高度为250mm，锥筒大头的外径为250mm，锥筒小头的外径为100mm，锥筒的内部高度为235mm，锥筒大头的内径为220mm，锥筒小头的外径为70mm。

无应力桶中的混凝土呈锥体状，其与桶的四周、底部，甚至筒顶部均无约束，处于完全自由状态，方便无应力桶中应变计实时监测混凝土体积变形。

无应力计测量变形的原理实质是振弦式应变计测量应变的原理。振弦式应变计是利用细钢弦的张力与其自身自振频率的内在关系来测试结构内部应变。

所述振弦式应变计采用BGK4200振弦应变计，标准量程3000με，非线性度≤1%FS，灵敏度1με，使用温度范围-20～+80℃，标距150mm。

参见图2所示，该图给出了预应力混凝箱梁收缩徐变自辨识监测系统的测量传感器布置区域及位置；

对悬臂施工的预应力混凝土箱梁桥1，测量传感器（包括温度传感器8、弦式应变计7及无应力计6）埋置在预应力混凝箱梁上部结构的区域2的最后浇筑段5至合拢段4内的箱梁的顶板﹑底板的适当位置3处。

参见图3所示，该图示出了右幅箱梁沿A-A线的断面内4个弦式应变计7以及2个无应力计6的具体布置位置。

参见图4所示，该图示出了沿A-A线的断面内20个温度传感器8的具体布置位置。

由于预应力混凝土箱梁属于壁体构件，在预应力混凝土箱梁的顶板及底板埋置应变测量传感器时，各组应变测量传感器应位于同一水平面上，无应力桶外的传感器与无应力桶的桶外壁应相距一定的距离。

具体的，所述的无应力计、磁通量传感器、温度传感器、振弦式应变计埋置在预应力混凝土箱梁桥的上部结构的箱梁内，且同组应变计位于同一水平面上。所述磁通量传感器、温度传感器与无应力计﹑振弦式应变计位于同一横截面内。

测量传感器的埋置时间应选在钢筋绑扎好、混凝土浇筑之前；在埋置无应力桶时，应在桶周和桶底用浸湿的滑动材料敷垫，滑动材料为油脂，桶底再垫入有泡沫材料。

本实用新型实施例中，所述的传感器的数量及布置断面如下表所示：

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统，其特征在于，包括：

数据控制与徐变辨识单元，用于对所述数据采集单元采集的数据进行处理，自动分离混凝土的收缩与徐变应变增量，给出收缩徐变应变值。

2.根据权利要求1所述的预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统，其特征在于，所述数据测量单元包括：

温度测量单元，用于通过温度传感器测量埋设点的温度值；

3.根据权利要求2所述的预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统，其特征在于，所述的无应力计、磁通量传感器、温度传感器、振弦式应变计埋置在预应力混凝土箱梁桥的上部结构箱梁内，且同组应变计位于同一水平面上；所述磁通量传感器、温度传感器与无应力计﹑振弦式应变计位于同一横截面内。

4.根据权利要求2或3所述的预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统，其特征在于，所述的无应力计包括振弦式应变计及无应力桶；所述的振弦式应变计通过金属细丝与无应力桶的桶壁的连接并固定在无应力桶中心轴线上，距所述无应力桶的桶顶与桶底的距离相等。

5.根据权利要求4所述的预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统，其特征在于，所述无应力桶为夹层锥形桶。

6.根据权利要求1所述的预应力混凝土箱梁收缩徐变自辨识监测系统，其特征在于，所述数据测量单元通过数据传送电缆与所述数据采集单元连接，所述数据采集单元通过数据电缆或无线通信网络与数据控制与徐变辨识单元连接。