摩阻力计制造技术

本实用新型专利技术提出的摩阻力计是一种用于沉井施工监测摩阻力的传感器设备，由钢筋应力计、摩阻力板、基座垫板三个主要部件组成。将其安装埋设在沉井井壁外侧表面，在沉井下沉施工的前后和过程中监测沉井的动、静态摩阻力，为沉井设计和沉井法施工研究提供可靠的实测资料，为控制和指导沉井的下沉施工提供必要的实测数据。沉井摩阻力的动态测试采用自动化连续检测方式，通过监测钢筋应力计的荷载，自动推算出单位面积的摩阻力。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种摩阻力传感器，它用于沉井及其它有关工程 项目施工的摩阻力监测，更具体说是在混凝土及其它结构物表面自动 监测动、静态摩阻力。
技术介绍
水利水电工程有时需要采用沉井的方法进行临时挡土墙的施工， 其中沉井摩阻力是一个重要的设计和指导施工的参数， 一般通过对井 壁外侧土体的有关参数的计算提出估计值。由于不同土体的特性和有 关参数不尽相同，分布情况复杂，需要通过大量的试验取得，费工费 时且与实际情况仍有较大差异，其计算值为静态情况下的最大值。因 此需要在井壁表面安装埋设摩阻力传感器，并采用自动化检测仪表对 动、静态摩阻力进行实时监测。目前工程上观测沉井摩阻力的方法一般是在井壁布置的外层竖 向结构钢筋上安装钢筋计，通过测量结构钢筋的应力估算井壁外表面 的摩阻力。显然，这种方法是极不准确的，因为结构钢筋的应力实际 反映的是结构承受各种外力及材料内力在该位置的综合应力，并不能 准确反应该处井壁外表面的摩阻力。
技术实现思路
为准确测量沉井摩阻力，本技术提供了一种新的摩阻力计。 本技术提供的摩阻力计由钢筋应力计、摩阻力板及基座垫板组成；钢筋应力计的一端与摩阻力板固定，另一端作为锚固端；摩阻 力板背面为基座垫板，在摩阻力板的周边以及钢筋应力计与基座垫 板间隙均有柔性材料。基座垫板长宽尺寸略大于摩阻力板，其底部有一个凹形缺口，为钢筋应力计与摩阻力板固定搭接的安装位置。钢筋应力计的锚固端另接长一段弯头杆，加强锚固作用。 针对不同的需要，所述的钢筋应力计可以是不同类型的钢筋计或测力计。本技术提供的摩阻力计可以应用于各种混凝土或其它结构 面的摩阻力测量。使用本技术提供的摩阻力计对沉井摩阻力进行测量的方法是1) 将本技术提供的摩阻力计竖向安装在沉井井壁的外表面， 使摩阻力板2外表面与井壁外表面齐平；2) 采用测量仪表检测出钢筋应力计所承受的应力，从而求得摩 阻力板3所承受的摩阻力f';3) 根据摩阻力板的面积S推算出单位面积的摩阻力F' = f' /s;4) 根据摩阻力计在沉井周边的分布及测值，采用插值法推算沉井周边单位面积摩阻力大小及分布，确定沉井的摩阻力。 在现有技术中，提供了自动化检测单元设备。井壁摩阻力的变化主要表现为静态时(沉井停止下沉施工时) 沉井底口反力较大，井壁摩阻力较小，此时沉井底口反力与井壁摩阻 力之合等于沉井自重。沉井下沉施工时，沉井底口反力迅速减小，井 壁摩阻力逐渐增大到极大值，当沉井底口反力与井壁摩阻力之合小于 沉井自重时，沉井开始下沉。如果井壁摩阻力大于沉井自重时，沉井 底口反力即使为零，沉井也不能自行下沉，必须在沉井顶部加压克服 摩阻力的影响。摩阻力监测是在上述沉井下沉施工过程中实时进行的，需要自动 化连续测试。在沉井的下沉施工时对沉井壁摩阻力进行动态和静态监测，为沉井设计和沉井法施工研究提供可靠的实测资料，为控制和指 导沉井的下沉施工提供必要的实测数据。本技术提供的摩阻力计直接与被测表面接触，能更准确地反 应被测物体的摩阻力。附图说明图l是摩阻力计结构图； 图2是图1中A-A向的截面图。其中1^#3筋应力计2——摩阻力板3——基座垫板4—— 钢筋锚固头5——柔性填料实施例本技术提供的摩阻力计由三个主要部件组成，即钢筋应力计 1、摩阻力板2及基座垫板3，摩阻力板及基座垫板均为钢板。钢筋 应力计1的一端与摩阻力板2焊接固定，另一端加长焊接一个弯头钢 筋4作为锚固端。摩阻力板1背面为基座垫板3，长宽尺寸略大于摩 阻力板2，其接触面为光滑的平面，并刷少许油脂减少摩擦力。摩阻 力板2外表面为粗糙的毛面，其糙度系数需模拟井壁混凝土的糙度系 数，使得摩阻力板2产生的单位摩阻力与井壁混凝土表面的单位摩阻 力基本相同。摩阻力板2的尺寸根据所采用的钢筋应力计的灵敏度来 确定，尺寸越大摩阻力计的测量值越大，对钢筋应力计灵敏度的要求 也越低。在浇筑沉井混凝土时，将摩阻力计竖向安装埋设在井壁的表 面，摩阻力板2面向外侧，其周边填充柔性填料5，待混凝土凝固并 达到设计强度后随同沉井下沉，承受井壁外侧的摩阻力。实际上沉井下沉施工是一个动态过程，通过对布置在沉井结构中 各传感器(包括布置在四周外侧的摩阻力计)的实时监测，可以了解和控制沉井的下沉施工，同时也为沉井设计提供了可靠的技术资料。 本技术提出的摩阻力计首次在向家坝水电站沉井施工中应 用，包括摩阻力计的制造、埋设、自动化监测系统的建立、以及建立 计算模型和数据分析等工作，取得了成果资料。以上实施例摩阻力监测具体做法及单位摩阻力计算叙述如下-1) 钢筋应力计采用高灵敏度的弦式钢筋计(规格018mm)，摩 阻力板尺寸600x500mm2，面积S=0.3 m2，厚度5 =20mm，质量 m=46.8kg。2) 沉井高度49m，共分7次浇筑井体混凝土 (每次浇筑7 m高) 并进行一次下沉7m的施工，最终使49m高的井体顶部与地面平齐。3) 摩阻力计分4个不同高度的水平截面布置在井壁外侧表面， 并根据井体混凝土分段浇筑逐步埋设，观测电缆全部引至位于地面的 观测站，采用自动化检测单元在计算机的控制下进行监测。4) 在沉井下沉的前后和过程中，对已埋入的摩阻力计进行测试， 即读取钢筋计的应力值og，所受荷载P-o/Ag，则作用在摩阻力板 上的摩阻力值f' =P+mg。5) 在沉井下沉施工的某一时刻，布置在井壁外侧某一支摩阻力 计的实测读数为o g=4.6MPa，则该摩阻力计布置位置的单位摩阻力 F'计算如下F' =f' /s =(P +mg)/s =(og*Ag+mg)/s=(4.6*106*3.14*0.0092+46.8*9.8)/0.3 =(1169.964+458.64)/0.3 =5428.68 Pa 。权利要求1、一种摩阻力计，包括钢筋应力计、其特征在于还包括摩阻力板及基座垫板；钢筋应力计的一端与摩阻力板固定，另一端作为锚固端；摩阻力板背面为基座垫板，在摩阻力板的周边以及钢筋应力计与基座垫板间隙均有柔性材料。2、 根据权利要求1所述的摩阻力计，其特征在于基座垫板长宽 尺寸略大于摩阻力板，其底部有一个凹形缺口，为钢筋应力计与摩阻 力板固定搭接的安装位置。3、 根据权利要求1或2所述的摩阻力计，其特征在于钢筋应力 计的锚固端另接长一段弯头杆，加强锚固作用。专利摘要本技术提出的摩阻力计是一种用于沉井施工监测摩阻力的传感器设备，由钢筋应力计、摩阻力板、基座垫板三个主要部件组成。将其安装埋设在沉井井壁外侧表面，在沉井下沉施工的前后和过程中监测沉井的动、静态摩阻力，为沉井设计和沉井法施工研究提供可靠的实测资料，为控制和指导沉井的下沉施工提供必要的实测数据。沉井摩阻力的动态测试采用自动化连续检测方式，通过监测钢筋应力计的荷载，自动推算出单位面积的摩阻力。文档编号G01L1/00GK201130069SQ20072006553公开日2008年10月8日 申请日期2007年12月24日 优先权日2007年12月24日专利技术者刘剑鸣 申请人:中国水电顾问集团中南勘测设计研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩阻力计，包括钢筋应力计、其特征在于还包括摩阻力板及基座垫板；钢筋应力计的一端与摩阻力板固定，另一端作为锚固端；摩阻力板背面为基座垫板，在摩阻力板的周边以及钢筋应力计与基座垫板间隙均有柔性材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑鸣，
申请(专利权)人：中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]