CN215801599U - 一种支护和监测功能一体化的智能锚索 - Google Patents
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Abstract
本实用新型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。本实用新型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
技术领域
本实用新型涉及隧道工程、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。该专利还明确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。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供以下的技术方案：
本实用新型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。
本实用新型有益效果
(1)本实用新型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)本实用新型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)本实用新型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为本实用新型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
下面将结合本实用新型的实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
如图1-图5所示，本实用新型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，
本实用新型由于光纤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；
本实用新型光纤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：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
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)为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种，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流体静力浸入环氧绞线内。
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，
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。
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，
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。
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| CN202120527914.9U CN215801599U (zh) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | 一种支护和监测功能一体化的智能锚索 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112878321A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-01 | 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 |
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