在役锚索预应力的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种在役锚索预应力的检测方法，包括如下步骤：a、在对在役锚索预应力检测前，先在室内对磁通量传感器进行标定；b、在现场在役锚索预应力检测前，选择内径大于锚具外径的磁通量传感器，并将锚头的混凝土凿除清理干净；将磁通量传感器一端套于锚头上，次级线圈长度覆盖锚具，再连接磁弹仪；c、磁弹仪将检测到的电压积分值转换为预应力测量值。本发明专利技术能够实现锚固工程的在役锚索预应力的无损测量。

Detection method of prestress of in-service anchor cable

【技术实现步骤摘要】
在役锚索预应力的检测方法
本专利技术涉及边（滑）坡、地下厂房等锚固工程领域，尤其是涉及一种在役锚索预应力的检测方法。
技术介绍
1956年，我国引入锚杆支护技术，至今已60余年，期间锚杆（索）在水利、交通、国土、环保等行业部门锚固工程中发挥了较大的优势，取得了显著的成绩。然而，60年代至90年代的工程因年代久远，边（滑）坡锚索因降雨、冲击、长期时效性、锈蚀等因素而产生预应力损失，且有部分工程已经或即将达到服役年限，加之90年代之前传感技术不发达，边（滑）坡锚索工程未安装有传感器或传感器已失效，在役的锚索预应力损失成为了各大边坡锚索工程的重大隐患。目前，在役锚索预应力检测的方法有反拉法、弹性波法、X射线法、超声波法、电阻率法以及磁导率法，反拉法是检测在役锚索预应力损伤应用最广泛的一种手段，但在实际工程应用中发现，反拉法存在一定的缺陷，现场发现千斤顶较为笨重，对于高位的锚索体难以攀升，同时需求至少3个工程技术人员，而二次张拉会对索体产生损伤甚至导致索体被拉断的情况，这些缺陷要求更为简便、节省人工、无损的检测方法；弹性波法、X射线法、超声波法、电阻率法均对裸露在外的钢绞线测量有效，而对于深埋在地下的锚索则无法实现。另外，中国专利公布号103048066A公开了一种边坡锚索预应力状态监测方法，公开日为2013-04-17，该方法包括如下步骤,第一步，确定检测用磁通传感器的激励线圈匝数和电流；第二步，对待测边坡锚索和检测用磁通传感器进行拉力试验，确定拉力与磁导率之间的关系；第三步，在待测边坡锚索上安装设计好的磁通传感器；第四步，在计算机中对第三步磁通传感器传出的数据进行监控分析，实时监测锚索预应力。在实际应用中，其还存在如下不足：该磁通传感器的接收线圈和激励线圈均位于中部，若将该磁通传感器套于钢绞线上，激励线圈产生的磁场致使钢绞线产生磁导率变化，磁导率信号由接收线圈输出，然后转换为电压信号，由此测得锚索预应力。但对于在役锚固工程，锚孔浇筑后钢绞线锚固于地下，磁通传感器无法套于钢绞线上，因此，只能从锚头位置测量锚索预应力。但对于该圆筒式传感器，测量时锚头部分仅位于传感器的端部，而接收线圈和激励线圈均位于中部，激励线圈形成的磁场虽然可以使锚头铁磁性材料磁导率发生改变，但由于接收线圈位于中部，无法输出磁信号，因此，预应力也难以输出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种在役锚索预应力的检测方法。本专利技术能够实现锚固工程的在役锚索预应力的无损测量。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种在役锚索预应力的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：a、在对在役锚索预应力检测前，先在室内对磁通量传感器进行标定；b、在现场在役锚索预应力检测前，选择内径大于锚具外径的磁通量传感器，并将外锚头的混凝土凿除清理干净；将磁通量传感器一端套于外锚头上，次级线圈长度覆盖锚具，再连接磁弹仪；c、磁弹仪将检测到的电压积分值转换为预应力测量值。所述步骤a中的标定过程如下：a1）选择与现场工程相同的锚具尺寸和根数，并获取现场锚索的预应力设计值；a2）准备与锚具尺寸对应的磁通量传感器和磁弹仪；a3）在张拉台座上安装钢绞线、磁通量传感器、锚具、标准传感器；a4）将现场锚索的预应力设计值分为7级进行标定，并按标定参数进行分级张拉并记录磁弹仪输出的电压积分值；a5）反测第一级力值，与标准传感器进行比较，修改零值使测量力值与标准传感器一致，记录零值、测量的电压积分值和力值；a6）反测第七级力值，与标准传感器进行比较，修改空载值使测量力值与标准传感器一致，记录空载值、测量的电压积分值和力值；a7）根据7级标定值与测量得到的电压积分值进行拟合，将拟合得到的参数输入到磁弹仪内。所述步骤c中，对单个锚头测量3次，取其平均值作为最终的预应力值。所述磁通量传感器包括初级线圈、次级线圈、外壳、隔离壳、内壳和密封圈，外壳、初级线圈、隔离壳、次级线圈和内壳从外至内依次设置，外壳两端通过密封圈密封。所述初级线圈由铜丝缠绕成圆筒状并胶粘结形成整体，初级线圈的外径等于外壳的内径，内径等于次级线圈的外径，初级线圈的长度等于整个磁通量传感器的长度。所述次级线圈由铜丝缠绕成圆筒状并粘结形成整体，次级线圈与初级线圈之间设置圆筒状隔离壳。所述次级线圈长度为整个磁通量传感器的1/3，且大于锚具的厚度。所述外壳为圆筒状，厚度为0.5~1cm。所述内壳为圆筒状，长度与磁通量传感器长度相同。所述密封圈为圆环状，外半径等于外壳的内径，内半径等于内壳的内径。采用本专利技术的优点在于：一、本专利技术中，无需对锚固体进行开挖，仅在锚头部位放置磁通传感器便可测量锚索预应力，提供的在役锚索预应力检测方法，实现了无损检测。二、本专利技术提供的传感器质量轻，一般在10kg~20kg，检测仪器仅5kg，仅需2人操作，相比目前市场上最有效的反拉法测量锚索预应力，千斤顶重达50kg以上，需要油泵等重型设备，同时需要4人方能完成检测，由此可见，本专利技术提供的锚索预应力检测方法经济投入更少。三、本专利技术检测单个锚固体预应力从安装到检测仅需5分钟，而对于反拉法，从安装、调试以及多级反拉，则需要1小时以上，因此，本专利技术提供的锚索预应力检测方法检测效率更高。四、本专利技术采用磁致伸缩原理，该原理对于铁磁性材料的应力测量精度高达95%以上，对于锚头复合体铁磁性材料完全适用，因此本专利技术提供的锚索预应力检测方法检测精度较高。五、本专利技术适用于在役锚固工程锚头位置的锚索预应力的检测工程，具有传感器轻便、测量精度高、检测效率高、经济投入小、无损检测等特点。六、本专利技术针对铁磁性材料特性，采用磁致伸缩原理，可以用于锚头位置测量，实现锚固工程的在役锚索预应力的无损测量。附图说明图1为本专利技术磁通量传感器纵剖面图；图2为本专利技术磁通量传感器横剖面图；图3为本专利技术磁通量传感器检测预应力示意图；图4为本专利技术磁通量传感器检测位置示意图。图中标记为：1、锚索，2、磁通量传感器，3、锚具，4、外锚头，5、次级线圈，6、磁弹仪，7、初级线圈，8、外壳，9、隔离壳，10、内壳，11、密封圈，12、混凝土，13、夹片。具体实施方式实施例1一种在役锚索预应力的检测方法，包括如下步骤：a、在对在役锚索1预应力检测前，先在室内对磁通量传感器2进行标定；b、在现场在役锚索1预应力检测前，选择内径大于锚具3外径的磁通量传感器2，并将外锚头4的混凝土凿除清理干净；将磁通量传感器2一端套于外锚头4上，磁通量传感器2的次级线圈5长度覆盖锚具，再连接磁弹仪6；c、磁弹仪6将检测到的电压积分值转换为预应力测量值。所述步骤a中的标定过程如下：a1）选择与现场工程相同的锚具尺寸和根数，并获取现场锚索的预应力设计值；a2）准备与锚具尺寸对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在役锚索预应力的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/na、在对在役锚索预应力检测前，先在室内对磁通量传感器（2）进行标定；/nb、在现场在役锚索预应力检测前，选择内径大于锚具（3）外径的磁通量传感器（2），并将外锚头（4）的混凝土（12）凿除清理干净；将磁通量传感器（2）一端套于外锚头（4）上，次级线圈（5）长度覆盖锚具（3），再连接磁弹仪（6）；/nc、磁弹仪（6）将检测到的电压积分值转换为预应力测量值。/n

【技术特征摘要】
1.一种在役锚索预应力的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、在对在役锚索预应力检测前，先在室内对磁通量传感器（2）进行标定；
b、在现场在役锚索预应力检测前，选择内径大于锚具（3）外径的磁通量传感器（2），并将外锚头（4）的混凝土（12）凿除清理干净；将磁通量传感器（2）一端套于外锚头（4）上，次级线圈（5）长度覆盖锚具（3），再连接磁弹仪（6）；
c、磁弹仪（6）将检测到的电压积分值转换为预应力测量值。


2.根据权利要求1所述的在役锚索预应力的检测方法，其特征在于：所述步骤a中的标定过程如下：
a1）选择与现场工程相同的锚具（3）尺寸和根数，并获取现场锚索（1）的预应力设计值；
a2）准备与锚具（3）尺寸对应的磁通量传感器（2）和磁弹仪（6）；
a3）在张拉台座上安装钢绞线、磁通量传感器（2）、锚具（3）、标准传感器；
a4）将现场锚索的预应力设计值分为7级进行标定，并按标定参数进行分级张拉并记录磁弹仪（6）输出的电压积分值；
a5）反测第一级力值，与标准传感器进行比较，修改零值使测量力值与标准传感器一致，记录零值、测量的电压积分值和力值；
a6）反测第七级力值，与标准传感器进行比较，修改空载值使测量力值与标准传感器一致，记录空载值、测量的电压积分值和力值；
a7）根据7级标定值与测量得到的电压积分值进行拟合，将拟合得到的参数输入到磁弹仪（6）内。


3.根据权利要求2所述的在役锚索预应力的检测方法，其特征在于：所述步骤c中，对单个锚头测量3次，取其平均值作为最终的预应力值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：石胜伟，周云涛，谢忠胜，张勇，蔡强，梁炯，程英建，
申请(专利权)人：中国地质科学院探矿工艺研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51