一种用于应力控制式加筋包裹体的预应力监测方法技术

本发明专利技术公开了一种用于应力控制式加筋包裹体的预应力监测方法，包括加载预应力的受拉构件，受拉构件包括第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件之间连接有用于蓄力的弹性部件；包括如下步骤：先在受拉构件上安装检测装置，监测装置包括相互平行正对设置的第一极板和第二极板，第一极板和第二极板分别用于固定安装在第一连接件和第二连接件上；第一极板和第二极板上还连接有用于检测二者之间电容量变化的测量电路；通过测量电路实时检测到的第一极板和第二极板之间的电容量，计算第一极板和第二极板的间距，得到弹性部件的实际变形量来计算预应力。本发明专利技术具有安装简洁，操作使用方便，有利于降低施工难度，能够实施监测应力变化等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于应力控制式加筋包裹体的预应力监测方法
本专利技术涉及土木工程
，特别的涉及一种用于应力控制式加筋包裹体的预应力监测方法。
技术介绍
随着社会技术和经济的发展，人们对建筑的结构稳定性和功能多样性、节约材料以及材料高效经济等方面的要求越来越高。通过给构件在受荷载前施加预应力，不仅能够提高构件的抗裂度和刚度，也能提高延长结构构件的使用期限。为此，专利技术人曾申请了一种应力控制式加筋包裹体结构及其地基处理施工方法的中国专利，申请号为2014107868852，具体结构如图1，应力控制式加筋包裹体结构包括至少一层土工垫和应力施加装置；所述土工垫由外而内包括土工格栅1，土工无纺织物和填充物，所述土工无纺织物布设在土工格栅1内侧，所述填充物放置在土工无纺织物内侧；其中，应力施加装置包括上、下支压板21，22和设置在上、下支压板21，22之间的用于将上、下支压板21，22拉紧的受拉构件；所述受拉构件包括连接杆，所述连接杆的上端从上支压板21伸出，且连接杆的上端具有拧紧用的螺母8，连接杆的下端从下支压板22伸出，且连接杆的下端具有螺栓3；所述连接杆由下连接杆4、上连接杆5以及设置在下连接杆4和上连接杆5之间的弹簧6构成，所述弹簧6的一端与上连接杆4的下端连接，弹簧6的另一端与下连接杆4的上端连接。通过受拉构件施加的拉应力在外包筋材上主动施加应力的方法改变整个加筋包裹体的截面力学特性，从而提高其整体强度并改善其抵抗变形的能力。但是，由于预应力构件在长期使用过程中受到不同程度的腐蚀、地基不均匀沉降、材料自身特性等原因，使得预应力的损失影响结构构件的工作性能乃至稳定性，因此，建立一个有效的预应力监测预警装置对服役期预应力结构进行监测是十分必要的。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种安装简洁，操作使用方便，有利于降低施工难度，能够实施监测应力变化的用于应力控制式加筋包裹体的预应力监测方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种用于应力控制式加筋包裹体的预应力监测方法，应力控制式加筋包裹体包括加载预应力的受拉构件，所述受拉构件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和第二连接件之间连接有用于蓄力的弹性部件；其特征在于，包括如下步骤：S1、先在受拉构件上安装检测装置，所述监测装置包括相互平行正对设置的第一极板和第二极板，所述第一极板和第二极板分别用于固定安装在所述第一连接件和第二连接件上；所述第一极板和第二极板上还连接有用于检测二者之间电容量变化的测量电路；S2、通过测量电路实时检测到的所述第一极板和第二极板之间的电容量，计算第一极板和第二极板的间距，得到弹性部件的实际变形量来计算预应力，从而实现预应力的监测。当受拉构件上的预应力发生变化时，连接在第一连接件和第二连接件之间蓄力的弹性部件的长度也会随之发生变化。由于平行正对设置的第一极板和第二极板分别固定安装在受拉构件的第一连接件和第二连接件上，弹性部件的长度变化会使第一连接件和第二连接件之间的间距变化，进而使固定安装在二者上的第一极板和第二极板之间的距离发生变化，从而引起二者之间电容量发生变化，通过二者之间电容量的变化，就可以反向计算出二者间距的变化，从而可以实现对受拉构件上的预应力进行监测。进一步的，所述步骤S1中，所述第一极板和第二极板均为圆形，且二者相对的一侧分别具有整体呈圆筒状的第一极板壁和第二极板壁，所述第一极板壁的外径小于所述第二极板壁的内径，所述第一极板壁朝向所述第二极板的一端可轴向移动地套设在所述第二极板壁内；所述步骤S2中，在监测前，先选取一组第一极板、第一极板壁、第二极板和第二极板壁，使第一极板和第二极板之间的间距发生变化，同时采用测量电路对其电容量进行实施检测，确定第一极板和第二极板之间的间距与电容量之间的对应关系。第一极板壁的一端套设在第二极板壁内，使得二者在径向上形成重叠区域，相互之间构成电容，一旦预应力发生变化，该区域的重叠面积也会发生变化，且由于该重叠区域的间距更小，对电容量变化的反应更加灵敏，从而可以提高检测的精度。由于该结构既有第一极板与第二极板之间形成的电容变化，又有第一极板壁与第二极板壁之间形成的电容变化，使得通过检测的电容量直接计算第一极板与第二极板之间的间距变得更加复杂。因此，在监测前，通过测量电路对第一极板与第二极板之间的间距与电容量之间的对应关系进行确定，可以使检测更加快捷，检测结果更加准确。作为优化，所述步骤S1中，所述第一极板壁的外侧和第二极板壁的内侧分别设有用绝缘材料制成的第一填充层和第二填充层，所述第一填充层的外径和第二填充层的内径一致。由于第一填充层的外径和第二填充层的内径一致，在第一极板和第二极板随同第一连接件和第二连接件移动的时候，使得二者能够始终保持同轴，确保二者之间的电容量变化可控，从而使检测结果更加可靠。作为优化，所述步骤S1中，所述第一极板壁的内侧或/和第二极板壁的外侧分别设有用隔热材料制成的第一隔热层和第二隔热层。这样，就可以尽量避免外界温度变化造成的热胀冷缩引起电容量的变化，从而保证检测的准确性和可靠性。进一步的，所述步骤S1中，所述第一极板壁和第二极板壁均呈圆台形，且二者的锥度相等；所述第一极板壁的直径沿背离所述第一极板的方向逐渐变小，所述第二极板壁的直径沿背离所述第二极板的方向逐渐增大。由于第一极板壁和第二极板壁为锥度相等的圆台形，使得二者在轴向上相对移动时，二者重叠区域的间距也会一并发生变化，使得二者之间的电容量变化同时受到极板距离和重叠面积的双重影响，提高检测的灵敏度。进一步的，所述步骤S1中，所述第一填充层的外壁上具有沿轴向设置的第一凸棱或第一凹槽，所述第二填充层的内壁上沿轴向设置有与所述第一凸棱或第一凹槽对应设置的第二凹槽或第二凸棱，所述第一凸棱与所述第二凹槽相配合或所述第一凹槽与所述第二凸棱相配合。这样，通过第一凸棱与第一凹槽的配合或第二凹槽与第二凸棱的配合，可以限制第一极板壁与第二极板壁在周向上的相对位置，使被检测的电容量仅受受拉构件轴向变化的影响，从而可以提高检测的准确性和可靠性。进一步的，所述步骤S1中，所述第一极板或/和第二极板的中部同轴设置有轴承，所述轴承固定安装在所述第一连接件或/和第二连接件（201）上。这样，受拉构件在使用过程中，当第一连接件和第二连接件相对转动时，通过轴承连接可以避免在第一极板和第二极板之间施加扭转力造成第一极板、第一极板壁、第二极板和第二极板壁之间结构的破坏，使得监测装置的可靠性更高。进一步的，所述步骤S1中，所述轴承为球面关节轴承。这样，受拉构件在使用过程中，第一连接件和第二连接件之间发生相对偏转时，也可以避免第一极板、第一极板壁、第二极板和第二极板壁之间受到挤压而破坏，使得监测装置的可靠性更高。综上所述，相对于现有技术，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术装置原理为利用电容量变化推算出预应力变化，在极板间距、电容量、预应力之间建立函数关系。监测的参量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于应力控制式加筋包裹体的预应力监测方法，应力控制式加筋包裹体包括加载预应力的受拉构件，所述受拉构件包括第一连接件（101）和第二连接件（102），所述第一连接件（101）和第二连接件（102）之间连接有用于蓄力的弹性部件（103）；其特征在于，包括如下步骤：/nS1、先在受拉构件上安装检测装置，所述监测装置包括相互平行正对设置的第一极板（301）和第二极板（401），所述第一极板（301）和第二极板（401）分别用于固定安装在所述第一连接件（101）和第二连接件（102）上；所述第一极板（301）和第二极板（401）上还连接有用于检测二者之间电容量变化的测量电路；/nS2、通过测量电路实时检测到的所述第一极板（301）和第二极板（401）之间的电容量，计算第一极板（301）和第二极板（401）的间距，得到弹性部件（103）的实际变形量来计算预应力，从而实现预应力的监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于应力控制式加筋包裹体的预应力监测方法，应力控制式加筋包裹体包括加载预应力的受拉构件，所述受拉构件包括第一连接件（101）和第二连接件（102），所述第一连接件（101）和第二连接件（102）之间连接有用于蓄力的弹性部件（103）；其特征在于，包括如下步骤：
S1、先在受拉构件上安装检测装置，所述监测装置包括相互平行正对设置的第一极板（301）和第二极板（401），所述第一极板（301）和第二极板（401）分别用于固定安装在所述第一连接件（101）和第二连接件（102）上；所述第一极板（301）和第二极板（401）上还连接有用于检测二者之间电容量变化的测量电路；
S2、通过测量电路实时检测到的所述第一极板（301）和第二极板（401）之间的电容量，计算第一极板（301）和第二极板（401）的间距，得到弹性部件（103）的实际变形量来计算预应力，从而实现预应力的监测。


2.如权利要求1所述的用于应力控制式加筋包裹体的预应力监测方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述第一极板（301）和第二极板（401）均为圆形，且二者相对的一侧分别具有整体呈圆筒状的第一极板壁（302）和第二极板壁（402），所述第一极板壁（302）的外径小于所述第二极板壁（402）的内径，所述第一极板壁（302）朝向所述第二极板（401）的一端可轴向移动地套设在所述第二极板壁（402）内；所述步骤S2中，在监测前，先选取一组第一极板（301）、第一极板壁（302）、第二极板（401）和第二极板壁（402），使第一极板（301）和第二极板（401）之间的间距发生变化，同时采用测量电路对其电容量进行实施检测，确定第一极板（301）和第二极板（401）之间的间距与电容量之间的对应关系。


3.如权利要求2所述的用于应力控制式加筋包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗建，崔青松，卢谅，孙志城，李博文，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50