专利名称：预应力锚固荷载监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监测装置，尤其是涉及一种预应力锚固荷载监测装置。
背景技术：
目前在岩土工程、桥梁工程及房屋建筑结构中广泛使用预应力锚固体系，如高边坡加固、滑坡治理工程等，特别是在西部大开发中这类工程愈来愈多。为了监控锚固工程的安全，须对预应力锚固体系的预应力的变化进行长期监测，其目的是通过预应力的变化预测被锚固岩土体的稳定性或结构在使用过程中的安全性。
目前的监测方法主要是采用在锚索锚墩埋设压力传感器的方法。这种方法一方面由于传感器的价格昂贵(每只1000-5000元不等，吨位越大，价格越高)，一般只能在锚固工程中个别点上埋设传感器，存在以点代面的缺陷；另一方面由于须满足在野外的长期使用，因此对传感器性能、稳定性以及施工时的埋设技术要求较高。如果在监测过程中传感器出现问题无法挽救，这将直接影响到工程的整体稳定性的评价。因此研究高精度、低成本、无损伤、并可进行全面监测的测试手段已成为目前预应力锚固工程中亟待解决的关键技术问题。
发明内容
针对上述情况，实用新型人基于多年来对岩土及混凝土材料在受载状态下的声学特性研究成果，通过大量的试验研究实用新型了预应力锚固荷载的监测装置(Pre-stress Load Testing Installation，PLUTI)。通过在混凝土锚墩中埋设该装置，在预应力锚固锁定施工过程中对已埋设的装置进行超声波参数的标定，施工完毕后便可通过测试装置内部填料声学参数的改变来获取预应力锚固荷载。
本实用新型的技术解决方案为一种预应力锚固荷载监测装置，其特征在于它由金属外框、二根钢筋和一组弹簧片构成；金属外框的上面板与侧面板之间嵌有厚橡胶垫；弹簧片为弧形板，其按弧形相向叠放于金属外框内，弹簧片相互之间及其与金属外框之间的空间充满填料；最上面一片弹簧片与上面板接触，最下面一片弹簧片搁置在锚墩上或金属外框的下面板上；二根钢筋对称地置于金属外框的两侧并与其侧面板垂直连接。
所述的填料为标准砂和胶泥的混合料。弹簧片为弧形钢板。一组弹簧片的数量为3对-5对。最上面一片弹簧片为拱形，最下面一片弹簧片则为反方向的弧形板。金属外框或为由上面板、两面或两面以上的侧面板构成的框架；或为一个封闭的盒体。所述的金属外框为由厚钢板制作而成。上面板的厚度＞侧面板的厚度。所述的上面板的厚度约为2cm，长度约为5cm，宽度约为3cm；侧面板的厚度约为6-8mm，高度约为6-8cm，宽度约为3-5cm；厚橡胶垫的厚度约为1.5cm。钢筋的直径约为32mm。
本实用新型的有益技术效果是结构简单、制作方便，具有成本低廉、无损伤、操作快速简单、可进行全面长期监测的优点。在边坡预应力锚固工程的实际应用结果表明，应用现有的数据分析手段获得的荷载值精度完全能够满足工程要求，并且由此获得的预应力变化规律和和传统的预埋传感器的测试结果基本一致。
图1为本实用新型的安装位置图；图2为图1的A-A剖视图；图3为图1的B-B剖视图；图4为本实用新型的构造图；图5为图4的C-C剖视图。
附图中，金属外框1、上面板1-1、侧面板1-2、下面板1-3、钢筋2、弹簧片3、厚橡胶垫4、填料5、锚墩6、测试点7。
具体实施方式
一种预应力锚固荷载监测装置，其特征在于它由金属外框1、二根钢筋2和一组弹簧片3构成；金属外框1的上面板1-1与侧面板1-2之间嵌有厚橡胶垫4；弹簧片3为弧形板，其按弧形相向叠放于金属外框1内，弹簧片3相互之间及其与金属外框1之间的空间充满填料5；最上面一片弹簧片3与上面板1-1接触，最下面一片弹簧片3搁置在锚墩6上或金属外框1的下面板1-3上；二根钢筋2分置于金属外框1的两侧并与其侧面板1-2垂直连接。
所述的填料5为标准砂和胶泥的混合料。
弹簧片3为弧形钢板。一组弹簧片3的数量的多少主要取决于被测对象的尺寸大小，一般以3对-5对为比较适宜。最上面一片弹簧片3为拱形，最下面一片弹簧片3则为反方向的弧形板。
所述的金属外框1由厚钢板制作而成，其既可以作成框架式，也可以作成封闭的钢盒。框架式金属外框1至少包括上面板1-1和两个侧面板1-2，侧面板1-2也可以为两面或两面以上。上面板1-1的厚度＞侧面板1-2的厚度。上面板1-1的厚度约为2cm，长度约为5cm，宽度约为3cm；侧面板1-2的厚度约为6-8mm，高度约为6-8cm，宽度约为3-5cm；厚橡胶垫4的厚度约为1.5cm。钢筋2的直径约为32mm，根据测试的对象可选择钢筋2的长短。
在混凝土锚墩6中埋设该PLUTI装置，受载后装置内部的弹簧片3压缩，填料5被压密，从而改变填料5的声学特性。通过在混凝土锚墩外表面测试穿过PLUTI装置的超声波信号，获取填料5的声学参数及其变化。根据预应力锚固锁定过程中获得的标定曲线来计算荷载的变化，从而达到预应力锚固荷载的长期监测的目的。
本实用新型可适用于桥梁、边坡、房屋建筑结构的预应力锚固体系，装置埋设后，受外界影响因素小，适于长期监控。PLUTI装置成本低，每套仅100-150元，远远低于传统传感器3000-5000元/套的价格，但其测方式速度与传统传感器相同。因金属外框与锚墩6的混凝土胶结在一起，因此可以在现场用几块钢板制作，不需精加工和焊接，因而制作简单。
具体实施例将PLUTI装置作成一个4.5×6.5×8cm的封闭的钢盒，将其埋设在锚墩6内进行测试，其测试精度在±5％以内(即100吨荷载，精度在5吨以内)，完全满足工程要求。
权利要求1.一种预应力锚固荷载监测装置，其特征在于它由金属外框(1)、二根钢筋(2)和一组弹簧片(3)构成；金属外框(1)的上面板(1-1)与侧面板(1-2)之间嵌有厚橡胶垫(4)；弹簧片(3)为弧形板，其按弧形相向叠放于金属外框(1)内，弹簧片(3)相互之间及其与金属外框(1)之间的空间充满填料(5)；最上面一片弹簧片(3)与上面板(1-1)接触，最下面一片弹簧片(3)搁置在锚墩(6)上或金属外框(1)的下面板(1-3)上；二根钢筋(2)对称地置于金属外框(1)的两侧并与其侧面板(1-2)垂直连接。
2.根据权利要求1所述的预应力锚固荷载监测装置，其特征在于所述的填料(5)为标准砂和胶泥的混合料。
3.根据权利要求1所述的预应力锚固荷载监测装置，其特征在于弹簧片(3)为弧形钢板。
4.根据权利要求1或3所述的预应力锚固荷载监测装置，其特征在于一组弹簧片(3)的数量为3对-5对。
5.根据权利要求4所述的预应力锚固荷载监测装置，其特征在于最上面一片弹簧片(3)为拱形，最下面一片弹簧片(3)则为反方向的弧形板。
6.根据权利要求1所述的预应力锚固荷载监测装置，其特征在于金属外框(1)或为由上面板(1-1)、两面或两面以上的侧面板(1-1)构成的框架；或为一个封闭的盒体。
7.根据权利要求1或6所述的预应力锚固荷载监测装置，其特征在于所述的金属外框(1)由厚钢板制作而成。
8.根据权利要求1或6所述的预应力锚固荷载监测装置，其特征在于上面板(1-1)的厚度＞侧面板(1-2)的厚度。
9.根据权利要求8所述的预应力锚固荷载监测装置，其特征在于所述的上面板(1-1)的厚度约为2cm，长度约为5cm，宽度约为3cm；侧面板(1-2)的厚度约为6-8mm，高度约为6-8cm，宽度约为3-5cm；厚橡胶垫(4)的厚度约为1.5cm。
10.根据权利要求1所述的预应力锚固荷载监测装置，其特征在于钢筋(2)的直径约为32mm。
专利摘要本实用新型涉及一种预应力锚固荷载监测装置。该装置由金属外框、二根钢筋和一组弹簧片构成；金属外框的上面板与侧面板之间嵌有厚橡胶垫；弹簧片为弧形板，其按弧形相向叠放于金属外框内，弹簧片相互之间及其与金属外框之间的空间充满填料；最上面一片弹簧片与上面板接触，最下面一片弹簧片搁置在锚墩上或金属外框的下面板上；二根钢筋对称地置于金属外框的两侧并与其侧面板垂直连接。本实用新型的有益技术效果是结构简单、制作方便，具有成本低廉、无损伤、操作快速简单、可进行全面长期监测的优点。
文档编号G01N29/04GK2863895SQ200620109768
公开日2007年1月31日 申请日期2006年1月13日 优先权日2006年1月13日
发明者赵明阶 申请人:重庆交通学院