一种可持续性钢筋表面应变计固定装置及其使用方法

1.本发明属于土木工程技术领域，特别涉及一种可持续性钢筋表面应变计固定装置及其使用方法。


背景技术：

2.表面应变计是一种适用于长期布设在水工结构物或其它结构物的表面，测量结构物表面的应变量，并可同步测量布设点温度的监控原件。振弦式表面应变计以其弹性模量小，与被测结构物的随动性好，测量中不会干扰原应力场，并可回收重复使用等优点在土木工程隧道领域中广泛应用。但当其应用于不同的工程时，其工作环境也会有很大的不同，所处的布设位置形状也会有很大的变化。而传统的表面应变计大多由应变计、安装夹具、信号传输电缆三者组成，在随动性方面往往受被测结构形状所限，尤其对于一些特殊的结构构件，由于传统装置本身的局限性及其操作人员的不可控性，往往无法稳定固定装置，由此而造成巨大的财产损失。目前用于监测钢筋应变变化的表面应变计固定装置较少。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种可持续性钢筋表面应变计固定装置及其使用方法，以解决上述问题。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种可持续性钢筋表面应变计固定装置，包括表面应变计、可变内径夹具和固定机构；表面应变计设置在可变内径夹具内，可变内径夹具底部连接在固定机构上，固定机构设置在钢筋上；
6.固定机构包括安装底座、焊接端头和伸缩弹簧；若干安装底座的底部均设置有焊接端头，安装底座之间通过伸缩弹簧连接，焊接端头焊接在钢筋上。
7.进一步的，安装底座的个数为四个，安装底座与钢筋的接触面均为弧形。
8.进一步的，四个安装底座之间，相邻位置均通过伸缩弹簧连接。
9.进一步的，可变内径夹具包括壳体、固定螺栓和夹紧块；固定螺栓穿过壳体设置，壳体内部的固定螺栓上螺纹配合连接有两个夹紧块，表面应变计通过两个夹紧块固定。
10.进一步的，壳体内侧面设置有保温板。
11.进一步的，壳体顶部通过卡扣固定设置有盖板。
12.进一步的，盖板上设置有通孔，通孔内设置有电缆，电缆的一端连接表面应变计，另一端外接处理器。
13.进一步的，可变内径夹具内还设置有热能转换器，热能转换器连接电缆。
14.进一步的，一种可持续性钢筋表面应变计固定装置的使用方法，包括以下步骤：
15.确定表面应变计布设点位，将可变内径夹具固定在布设点位上，通过焊接端头与布设点位的钢筋焊接；
16.调节可变内径夹具内的夹紧块，将表面应变计进行固定，并连接好电缆；
17.第五步疏通导线，连接服务器，读取记录数据。
18.与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
19.本发明的一种可持续性钢筋表面应变计固定装置及其使用方法，对目前存在的不足进行了改进，既在现有的表面应变计上做了些许改进，将传统的夹具设计为一种可变内径的夹具，并设计一种安装底座，这样既可以使得应变计在安装过程中的简便行提高，还能使现有的表面应变计的适应性增强，同时对现有的表面应变计配有数据处理服务器及其数据采集器，通过这样既可以对所测的应力应变进行监控又可以直接将所测的数据转换为检测人员所需的数据；此外用简便安装底座也是对传统方法的一种改进，用地热能预警系统供电符合可持续发展的思想，具备良好的经济效益。
20.解决了表面应变计在安装过程中由于固定不便捷而导致的表面应变计布设失效问题。
21.解决了表面应变计在提前预埋时由于操作不当而造成的应力应变的测量误差并使隧道新开挖围岩的变形预警不准确的问题。
附图说明
22.图1.钢筋表面应变计固定装置及其使用方法结构示意图；
23.图2.固定装置结构剖面详图。
24.表面应变计1、可变内径夹具2、信号传输电缆3、安装底座4、固定螺栓5、通孔6、焊接端头7、伸缩弹簧8、卡扣9、盖板10、钢筋11、保温板12、热能转换器13、夹紧块15。
具体实施方式
25.本发明的一种可持续性钢筋表面应变计固定装置及其使用方法包括表面应变计1、可变内径夹具2、信号传输电缆3、安装底座4、固定螺栓5、通孔6、焊接端头7、伸缩弹簧8、卡扣9、盖板10、钢筋11、保温板12、热能转换器13。
26.所述表面应变计1由可变内径夹具2、信号传输电缆3组成，通过可变内径夹具与安装底座连接，并由信号传输电缆将温度及其应变传递至外界。
27.所述安装底座设置为可活动型安装底座，并由上下两部分组合而成，下半部分用于与被测结构(通常为钢筋)固定，中间部分采用伸缩弹簧连接，确保变形与钢筋一致，固定详图见图2，上半部分用于固定表面应变计。
28.所述通孔用于疏导传输电缆作用。
29.所述焊接端头采用硬质钢材，一端安装底座采用螺栓连接，一端采用焊接方式与被测构件相连。
30.所述伸缩弹簧采用轻型钢材而制，具备良好的弹性、强度，并在底座的三处结构使用，结构详图2中用于适应被测结构内径，底座下部结构伸缩弹簧用于同步钢筋应变，上部结构伸缩弹簧用于适应表面应变计大小，确保表面应变计安装固定的简便性。
31.所述卡扣用于固定盖板，保证盖板在外力作用下不发生偏移。
32.所述盖板用于保护表面应变计，确保表面应变计在施工过程中(如喷浆等)不被影响、“失活”。
33.所述保温板用于恒定底座内温度。
34.所述热能转换器用于将地热能转换为电能，并为数据处理服务器采集转换数据提供电能。
35.所述的数据处理服务器采用地热能转换装置，通过热能形式转换为数据处理服务器所需的电能，并与液晶屏幕相连，通过处理将所测得温度、应变转换为累计变形量，再将累计变形量以及温度显示在液晶屏上，并且可以调节液晶屏来显示日、月、年积累变形及应力增量。
36.具体操作方法和过程：
37.本发明具体实施流程大致分为以下五步：
38.第一步确定表面应变计布设点位；
39.第二步确定数据处理服务置放位置；
40.第三步计算数据传输电缆长度；
41.第四步安装表面应变计；
42.第五步疏通导线、连接服务器、读取记录数据。
43.为使得本发明的目的、技术方案、优点表示更清楚，下面结合图例对本发明进行详细阐述，本发明的示意性实施方式及说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
44.实施例
45.一种可持续性钢筋表面应变计固定装置及其使用方法，包括表面应变计本身，需要说明的是，本发明主要由三部分构架组成，除表面应变1外，其余三部分均采用螺栓连接或焊接方式相连，其目的是使得装置更为便捷、更为灵活。考虑表面应变计1为市场任意购买元件，元件规格不一，无固定体积和直径，因此本发明将固定装置结构分为两部分，其中一部分用于与被测结构相连，一部分用于安置表面应变计，具体细部结构构件参考图1及图2，
46.在安装布设前，首先需要确定布设点位及其数据处理服务器布设点位，并根据两者的距离计算出数据传输电缆长度，再将安装底座的下部结构取出，并按图2方式将安装底座与钢筋固定，再将所需规格表面应变计通过可变内径夹具与安装底座上半部分结构连接固定，并通过螺栓将底座上半部分结构与下半部分结构相连，至此底座的安装基本完成，盖上盖板，并将数据传输电缆从通孔顺出，并与预先布设好的数据处理服务装置相连，读取数据。