JPS63149530A - Lock bolt axial tension meter - Google Patents
Lock bolt axial tension meterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ロックボルト（鋼棒）に発生する軸力を所
定間隔の平均軸力として電気式に測定できるロックボル
ト軸力計に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to a rock bolt axial force meter that can electrically measure the axial force generated in a rock bolt (steel bar) as an average axial force at a predetermined interval. be.
〔従来の技術］
硬岩地山を掘削するトンネルにおけるロックボルトの役
割は、亀裂１層理１節理を縫い付けてその面の剪断抵抗
を強くすることやキーストンの落下を防止することなど
によって岩盤全体を安定化することであり、ロックボル
トに作用する軸力を測定するロックボルト軸力計として
は９機械式のものや電気式のものがある。[Conventional technology] The role of rock bolts in tunnels excavated through hard rock is to strengthen the shear resistance of each layer by sewing one crack, one layer, and one joint, and to prevent keystones from falling. There are nine mechanical and electrical types of rock bolt axial force meters that measure the axial force acting on the rock bolt.
第２図に示す機械式のロックボルト軸力計は。The mechanical rock bolt axial force meter shown in Figure 2 is.
中空鋼管１の一端に先端固定金具２を固定するとともに
、中空鋼管１の内部に挿通口が散孔穿設されているとと
もにネジ孔が設けられている固定金具３を複数１例えば
固定点が４箇所（Ａ、Ｂ、Ｃ。A tip fixing fitting 2 is fixed to one end of the hollow steel pipe 1, and a plurality of fixing fittings 3 each having a plurality of insertion holes and screw holes are provided inside the hollow steel tube 1, for example, four fixing points are provided. Places (A, B, C.
Ｄ）である場合、４個を所定の間隔をもって配置して、
かつ固定点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの位置の中空鋼管１に設けら
れたネジ孔ＩＡへのビスＩＢの螺着によって中空鋼管１
に固定し、測定ロッド４を複数２例えば４本を固定金具
３に挿通させてその一端を各く固定点Ａ、 Ｂ、 Ｃ
，Ｄにおける固定金具３に螺着し、中空鋼管１の他端に
測定ヘンド５を螺着し、かつ測定ヘッド５にダイヤルゲ
ージ（図示せず）を装着して、測定ヘッド５と各測定ロ
ッド４の他端との間隔をダイヤルゲージによって測定す
るものである。中空鋼管１は、計測の対象となるロック
ボルトと略同等の材質、断面積を有し。D), arrange the four pieces at a predetermined interval,
And the hollow steel pipe 1 is screwed into the screw holes IA provided in the hollow steel pipe 1 at the fixing points A, B, C, and D.
A plurality of measuring rods 4, for example four, are inserted through the fixing fittings 3, and one end of the measuring rods 4 is fixed at each of the fixing points A, B, and C.
, D, the measuring head 5 is screwed onto the other end of the hollow steel pipe 1, and a dial gauge (not shown) is attached to the measuring head 5, so that the measuring head 5 and each measuring rod are connected. The distance from the other end of 4 is measured using a dial gauge. The hollow steel pipe 1 has substantially the same material and cross-sectional area as the rock bolt to be measured.
それ自体でロックボルトの役割を担っている。固定金具
３は、測定ロッド４同士の接触やよじれを防止し、測定
ロッド４を整列させることによって測定精度をより向上
させている。測定ロッド４は。It itself plays the role of a rock bolt. The fixture 3 prevents the measurement rods 4 from coming into contact with each other or twisting, and aligns the measurement rods 4 to further improve measurement accuracy. Measuring rod 4.
各固定点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの変位を頭部まで伝達する。測
定ヘッド５は、測定ロッド４によって頭部まで伝達する
各固定点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの変位を頭部を基準として計測
するためのものである。そして、固定金具３と各測定ロ
ッド４の他端との相対変位から各々固定金具３の間の変
位（区間変位）を求め、この区間変位を元の区間長で割
って区間ひずみを算出し、この区間ひずみに中空鋼管１
の弾性係数と断面積を乗じて所定区間における平均軸力
を測定するものである。The displacement of each fixed point A, B, C, D is transmitted to the head. The measuring head 5 is for measuring the displacement of each fixed point A, B, C, D, which is transmitted to the head by the measuring rod 4, with the head as a reference. Then, from the relative displacement between the fixing metal fittings 3 and the other end of each measuring rod 4, the displacement (section displacement) between the fixing fittings 3 is determined, and the section distortion is calculated by dividing this section displacement by the original section length. Hollow steel pipe 1 in this section strain
The average axial force in a predetermined section is measured by multiplying the elastic modulus by the cross-sectional area.
一方、第３図に示す電気式のロックボルト軸力計は、異
形棒鋼またはネジリ棒鋼などを加工して形成されたロッ
クボルト母材１１の溝部１１Ａに電気センサ１２９例え
ばワイヤストレンゲージを複数９例えば４個を所定の間
隔をもって固定するとともにリード線１３を布設し、溝
部１１Ａに電気センサ１２やリード線１３の絶縁抵抗を
良好に保つためなどの保護のためエポキシ樹脂等の防水
材１１Ｂを充填し、リード線１３をロックボルト母材１
１の他端に設けられた保護治具１４を介して伝送ケーブ
ル１５に接続し、伝送ケーブル１５を測定器（図示せず
）に接続し、電気センサ１２のひずみを測定器によって
測定するものである。On the other hand, the electric rock bolt axial force meter shown in FIG. The four pieces are fixed at a predetermined interval, the lead wires 13 are laid, and the groove 11A is filled with a waterproofing material 11B such as epoxy resin for protection such as maintaining good insulation resistance of the electric sensor 12 and the lead wires 13. , connect the lead wire 13 to the lock bolt base material 1
The electric sensor 12 is connected to a transmission cable 15 via a protective jig 14 provided at the other end of the electric sensor 1, and the transmission cable 15 is connected to a measuring device (not shown), and the strain of the electric sensor 12 is measured by the measuring device. be.
なお、第３図において１６は地山崩壊防止などのための
鉄板であるベアリングプレート、１７はベアリングプレ
ート１６を固定するためのナツトである。そして、この
ひずみにロックボルト母）第１１の弾性係数と断面積を
乗じて所定点における局部的軸力を測定するものである
。In FIG. 3, reference numeral 16 indicates a bearing plate which is an iron plate for preventing landslides, and reference numeral 17 indicates a nut for fixing the bearing plate 16. The local axial force at a predetermined point is then measured by multiplying this strain by the 11th elastic modulus and cross-sectional area of the rock bolt matrix.
機械式のロックボルト軸力計においては測定ロッド４が
使用され、各々の固定金具３の間において測定ロッド４
が連続しているので、いかなる位置に局部的軸力を生じ
ても区間ひずみとして把握され、所定区間における平均
軸力を得るのに対して、電気式のロックボルト軸力計に
おいては電気センサ１２が使用され、電気センサ１２が
固定されている位置に局部的軸力が生じた場合のみ電気
センサ１２が動作して局部的軸力を得るものである。ま
た５機械式のロックボルト軸力計においては、測定ヘッ
ド５にダイヤルゲージ（図示せず）を装着して測定しな
ければならないので、遠隔測定が困難であるのに対して
、電気式の、ロックボルト軸力計においては、ひずみを
一旦電気信号に変換しているので、遠隔測定が容易であ
る。A measuring rod 4 is used in the mechanical rock bolt axial force meter, and the measuring rod 4 is inserted between each of the fixing fittings 3.
is continuous, so any local axial force generated at any position is understood as section strain, and the average axial force in a predetermined section is obtained.In contrast, in an electric rock bolt axial force meter, the electric sensor 12 is used, and the electric sensor 12 operates to obtain a local axial force only when a local axial force is generated at the position where the electric sensor 12 is fixed. In addition, in the 5 mechanical type rock bolt axial force meter, a dial gauge (not shown) must be attached to the measuring head 5 for measurement, making remote measurement difficult. In the rock bolt axial force meter, since strain is first converted into an electrical signal, remote measurement is easy.
ロックボルトに作用する軸力を遠隔測定するときには、
通常電気式のロックボルト軸力計が使用されるが、電気
式のロックボルト軸力計の場合、電気センサ１２が固定
されている位置に生じた局部的軸力を測定できても、電
気センサ１２が固定されている位置以外に生じた局部的
軸力を測定することができないという問題点がある。When remotely measuring the axial force acting on a rock bolt,
Usually, an electric rock bolt axial force meter is used. There is a problem in that it is not possible to measure local axial forces that occur at locations other than those where 12 is fixed.
この発明は、このような従来技術の問題点を解決する目
的でなされたものである。The present invention was made to solve the problems of the prior art.
上記問題点を解決するための手段を、実施例に対応する
第１図を用いて以下説明する。この発明は、中空鋼管２
１の一端に先端固定金具２２を固定するとともに中空鋼
管２１の内部に挿通口を有する複数の中間固定金具２３
を所定間隔をもって配置固定し、先端固定金具２２およ
び中間固定金具２３に測定ロッド２４を固定および挿通
固定し。Means for solving the above problems will be explained below using FIG. 1 corresponding to the embodiment. This invention provides a hollow steel pipe 2
A plurality of intermediate fixing fittings 23 having a tip fixing fitting 22 fixed to one end of the hollow steel pipe 21 and having an insertion hole inside the hollow steel pipe 21.
are arranged and fixed at predetermined intervals, and the measuring rod 24 is fixed and inserted into the tip fixing fitting 22 and the intermediate fixing fitting 23.
測定ロッド２４に電気センサ２５を配置固定したもので
ある。An electric sensor 25 is arranged and fixed on a measuring rod 24.
〔作 用〕
複数の測定ロッド２４と複数の電気セン°す２５とが直
列に接続され、測定ロッド２４は先端固定金具２２と中
間固定金具２３の間、中間固定金具２３と中間固定金具
２３の間において連続しているので、中空鋼管２１のい
かなる位置に局部的軸力が生じても１局部的軸力は先端
固定金具２２と中間固定金具２３の間、または中間固定
金具２３と中間固定金具２３の間における変位、すなわ
ち平均ひずみとして測定ロッド２４を介して電気センサ
３５に伝達される。したがって３局部的軸力は局部的軸
力を生じた区間に作用する平均軸力として常に把握され
るとともに、電気式に測定するので遠隔測定が容易であ
る。[Function] A plurality of measuring rods 24 and a plurality of electric sensors 25 are connected in series, and the measuring rod 24 is connected between the tip fixture 22 and the intermediate fixture 23, and between the intermediate fixture 23 and the intermediate fixture 23. Therefore, even if a local axial force occurs at any position of the hollow steel pipe 21, one local axial force will be between the tip fixing bracket 22 and the intermediate fixing bracket 23, or between the intermediate fixing bracket 23 and the intermediate fixing bracket. 23 is transmitted to the electric sensor 35 via the measuring rod 24 as an average strain. Therefore, the three local axial forces are always understood as the average axial force acting on the section where the local axial forces occur, and since they are measured electrically, remote measurement is easy.
第１図はこの発明の一実施例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
第１図において、２１は中空鋼管、２２は先端固定金具
、２３は中間固定金具、２４は測定ロッド。In FIG. 1, 21 is a hollow steel pipe, 22 is a tip fixture, 23 is an intermediate fixture, and 24 is a measuring rod.
２５は電気センサである。中空鋼管２１は、計測の対象
となるロックボルトと略同等の材質、断面積を有し、そ
れ自体でロックボルトの役割を担っている。中空鋼管２
１の一端には先端固定金具２２が固定されている。先端
固定金具２２は孔に挿入しやすいよう円錐形になってい
る。先端固定金具２２の固定は、先端固定金具２２を中
空鋼管２１の一端に挿入し、中空鋼管２１に設けられた
ネジ孔２１Ａにビス２１Ｂを螺着することによって行う
。中空鋼管２１の他端、すなわち１頭部にはネジ部２１
Ｃが設けられ、ネジ部２１Ｃに地山崩壊防止などのため
の鉄板であるベアリングプレー）２６．ベアリングプレ
ート２６を固定するためのナツト２７が装着されている
。また、中空層管２１の他端には電気センサ２５からの
リード線（図示せず）および伝送ケーブル（図示せず）
が接続されるコネクタ２８が固定されている。25 is an electric sensor. The hollow steel pipe 21 has substantially the same material and cross-sectional area as the rock bolt to be measured, and plays the role of the rock bolt by itself. Hollow steel pipe 2
A tip fixing fitting 22 is fixed to one end of 1. The tip fixing fitting 22 has a conical shape so that it can be easily inserted into the hole. The tip fixing fitting 22 is fixed by inserting the tip fixing fitting 22 into one end of the hollow steel tube 21 and screwing the screw 21B into a screw hole 21A provided in the hollow steel tube 21. A threaded portion 21 is provided at the other end of the hollow steel pipe 21, that is, one head.
A bearing plate (bearing plate, which is an iron plate for preventing landslides, etc., is provided on the threaded portion 21C) 26. A nut 27 for fixing the bearing plate 26 is attached. Further, at the other end of the hollow layer pipe 21, a lead wire (not shown) from an electric sensor 25 and a transmission cable (not shown) are connected.
A connector 28 to which is connected is fixed.
中空鋼管２１の内部には中間固定金具２３が所定間隔を
もって配置され、中空鋼管２１に設けられたネジ孔２１
Ａにビス２１Ｂを螺着することによって固定されている
。中間固定金具２３は、中空鋼管２１への固定によって
中空鋼管２１と同一の動きをする。Intermediate fixing fittings 23 are arranged at predetermined intervals inside the hollow steel pipe 21, and screw holes 21 provided in the hollow steel pipe 21 are arranged at predetermined intervals.
It is fixed by screwing screw 21B onto A. The intermediate fixture 23 moves in the same way as the hollow steel pipe 21 by being fixed to the hollow steel pipe 21.
中間固定金具２３には測定ロッド２４を挿通固定するた
めの挿通口２３Ａと電気センサ２５のリード線（図示せ
ず）を挿通させるための溝部２３Ｂが設けられている。The intermediate fixture 23 is provided with an insertion opening 23A through which the measuring rod 24 is inserted and fixed, and a groove 23B through which a lead wire (not shown) of the electric sensor 25 is inserted.
測定ロッド２４は、先端固定金具２２に螺着され、中間
固定金具２３に螺着、または接着されている。測定ロッ
ド２４は、先端固定金具２２．中間固定金具２３への固
定によって先端固定金具２２、中間固定金具２３と同一
の動きをする。中空鋼管２１が外力によって変形したと
き、先端固定金具２２および中間固定金具２３を介して
測定ロッド２４も変形する。測定ロッド２４の変形を電
気センサ２５で検出して所定間隔の軸力を求める。測定
ロッド２４の変形（ひずみ、変位）を検出する方法とし
ては、測定ロッド２４のひずみをストレインゲージ型な
どの電気センサ２５（測定ロッド２４は連続している。The measuring rod 24 is screwed onto the distal end fixture 22 and screwed onto or bonded to the intermediate fixture 23 . The measuring rod 24 has a tip fixing fitting 22. By being fixed to the intermediate fixture 23, the tip fixture 22 and the intermediate fixture 23 move in the same manner. When the hollow steel tube 21 is deformed by an external force, the measuring rod 24 is also deformed via the tip fixture 22 and the intermediate fixture 23. The deformation of the measuring rod 24 is detected by an electric sensor 25 to determine the axial force at a predetermined interval. As a method of detecting the deformation (strain, displacement) of the measuring rod 24, the strain of the measuring rod 24 is detected by an electric sensor 25 (the measuring rod 24 is continuous) such as a strain gauge type.
）で測定する方法と。) and how to measure it.
測定ロッド２４の変位をインダクティブ型、ポテンショ
メータ型の電気センサ２５（測定ロッド２４は電気セン
サ２５によって不連続になっている。）によって中間固
定金具２３の間隔の変位として測定する方法とがある。There is a method in which the displacement of the measuring rod 24 is measured as the displacement of the interval between the intermediate fixtures 23 using an inductive type or potentiometer type electric sensor 25 (the measuring rod 24 is discontinuous due to the electric sensor 25).
前者の方法においては、測定ロッド２４として剛性が中
空鋼管２１より小さい材質のグラスファイバー、アルミ
等を使用して、中空鋼管２１の全体の剛性が大きく変化
しないようにするとともに。In the former method, the measuring rod 24 is made of a material such as glass fiber or aluminum whose rigidity is lower than that of the hollow steel tube 21, so that the overall rigidity of the hollow steel tube 21 does not change significantly.
ヒステリシスによる誤差を少なくするため、フックの法
則が成り立つ範囲の広いものが使用されている。圧縮の
軸力を測定する場合には、測定ロッド２４のたるみによ
る不惑帯を生じないようにするため、測定ロッド２４を
あらかじめ引張って測定ロッド２４にプレテンションを
与える。公称径２５＋＋ｖｎの異形棒鋼のロックボルト
の場合、圧縮の軸力は通常１０ ｔｏｎｆ以内であるか
ら、測定ロッド２４の緊張は１，０ＯＯＸＩＯ−６ひず
み程度とする。In order to reduce errors due to hysteresis, a device with a wide range within which Hooke's law holds is used. When measuring the compressive axial force, the measuring rod 24 is pulled in advance to give a pretension to the measuring rod 24 in order to prevent an unsteady zone from occurring due to slack in the measuring rod 24. In the case of a rock bolt made of a deformed steel bar with a nominal diameter of 25++vn, the compression axial force is usually within 10 tonf, so the tension in the measuring rod 24 is about 1,000XIO-6 strain.
後者の方法においては、測定ロッド２４の材質は特に限
定しないが、電気センサ２５を含めて温度変化による誤
差を生じないように考慮する。この場合、電気センサ２
５と測定ロッド２４とはピストンとシリンダーのような
結合をしており１電気センサ２５の内部で測定ロッド２
４は不連続になっている。後者の方法では、圧縮変位の
ときでも測定ロッド２４に大きいたわみを生じに＜＜。In the latter method, the material of the measuring rod 24 is not particularly limited, but consideration is given to the inclusion of the electric sensor 25 so as not to cause errors due to temperature changes. In this case, electric sensor 2
5 and the measuring rod 24 are connected like a piston and cylinder, and the measuring rod 2 is connected inside the electric sensor 25.
4 is discontinuous. In the latter method, a large deflection occurs in the measuring rod 24 even during compressive displacement.
不惑帯を生じない構造であるため、前者の方法のように
プレテンションを加える必要はない。Since the structure does not create a fuwa zone, there is no need to add pretension as in the former method.
亀裂面等に沿った岩塊の動きによって中空鋼管２１に局
部的軸力が加わると、中空鋼管２１にひずみが生じる。When a local axial force is applied to the hollow steel pipe 21 due to movement of a rock mass along a crack surface, etc., strain occurs in the hollow steel pipe 21.
このひずみによって先端固定金具２２または中間固定金
具２３は変位するとともに測定ロッド２４も変位する。Due to this strain, the tip fixture 22 or the intermediate fixture 23 is displaced, and the measuring rod 24 is also displaced.
測定ロッド２４の変位を介して中空鋼管２１のひずみは
電気センサ２５の電気信号に変換される。複数の測定ロ
ッド２４と複数の電気センサ２５とが直列に接続され。Via the displacement of the measuring rod 24, the strain in the hollow steel tube 21 is converted into an electric signal of the electric sensor 25. A plurality of measuring rods 24 and a plurality of electric sensors 25 are connected in series.
測定ロッド２４は先端固定金具２２と中間固定金具２３
の間、中間固定金具２３と中間固定金具２３の間におい
て連続しているので、電気信号に変換されたひずみは、
中空鋼管２１のどの部分にひずみを生じても、所定区間
の平均ひずみとして測定されるものである。この平均ひ
ずみに中空鋼管２１の弾性係数と断面積を乗すると１局
部的軸力が加わった区間の平均軸力が得られる。The measuring rod 24 has a tip fixture 22 and an intermediate fixture 23.
Since there is continuity between the intermediate fixture 23 and the intermediate fixture 23, the strain converted into an electrical signal is
No matter where strain occurs in the hollow steel pipe 21, it is measured as an average strain in a predetermined section. By multiplying this average strain by the elastic modulus and cross-sectional area of the hollow steel pipe 21, the average axial force in the section to which one local axial force is applied can be obtained.
以上説明してきたように、この発明は、中空鋼管の一端
に先端固定金具を固定するとともに該中空鋼管の内部に
神道口を有する複数の中間固定金具を所定間隔をもって
固定し、該先端固定金具および該中間固定金具に測定ロ
ッドを固定および挿通固定し、該測定ロッドに電気セン
サを配置固定したものである。それゆえ、中空鋼管に働
く局部的軸力は平均ひずみとして遠隔測定される。した
がって、この発明によれば、中空鋼管に働く局部的軸力
を遠隔地で平均軸力として把握することができるという
効果が得られる。As explained above, the present invention fixes a tip fixing fitting to one end of a hollow steel pipe, fixes a plurality of intermediate fixing fittings having Shinto ports inside the hollow steel pipe at predetermined intervals, and fixes the tip fixing fitting and A measuring rod is fixed and inserted into the intermediate fixture, and an electric sensor is arranged and fixed on the measuring rod. Therefore, the local axial force acting on the hollow steel tube is measured remotely as the average strain. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain the effect that the local axial force acting on the hollow steel pipe can be grasped as the average axial force at a remote location.
第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図。
第３図は従来技術を示す図である。
２１・・・中空鋼管、２２・・・先端固定金具、２３・
・・中間固定金具、２４・・・測定ロッド、２５・・・
電気センサFIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the prior art. 21...Hollow steel pipe, 22...Tip fixing fitting, 23.
...Intermediate fixing bracket, 24...Measuring rod, 25...
electric sensor
Claims (1)
該中空鋼管の内部に挿通口を有する複数の中間固定金具
を所定間隔をもって配置固定し、該先端固定金具および
該中間固定金具に測定ロッドを固定および挿通固定し、
該測定ロッドに電気センサを配置固定して電気式に平均
軸力を測定するロックボルト軸力計1. Fixing a tip fixing metal fitting to one end of the hollow steel tube, and arranging and fixing a plurality of intermediate fixing fittings having insertion holes inside the hollow steel tube at predetermined intervals, and attaching a measuring rod to the tip fixing metal fitting and the intermediate fixing metal fitting. Fixation and insertion fixation,
A rock bolt axial force meter that electrically measures the average axial force by placing and fixing an electric sensor on the measuring rod.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP29664986A JPH0621828B2 (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Lock bolt axial force meter |
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| JP29664986A JPH0621828B2 (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Lock bolt axial force meter |
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| JPS63149530A true JPS63149530A (en) | 1988-06-22 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29664986A Expired - Lifetime JPH0621828B2 (en) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Lock bolt axial force meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621828B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022157893A1 (en) * | 2021-01-21 | 2022-07-28 | 日本電信電話株式会社 | Construction system, construction method, and u bolt |
| KR20230061010A (en) * | 2021-10-28 | 2023-05-08 | 미래이엔씨 주식회사 | Finished Rock-Bolt tensometer performance verification device |
-
1986
- 1986-12-15 JP JP29664986A patent/JPH0621828B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022157893A1 (en) * | 2021-01-21 | 2022-07-28 | 日本電信電話株式会社 | Construction system, construction method, and u bolt |
| KR20230061010A (en) * | 2021-10-28 | 2023-05-08 | 미래이엔씨 주식회사 | Finished Rock-Bolt tensometer performance verification device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0621828B2 (en) | 1994-03-23 |
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