一种基于混凝土道路弯沉测量传力系数的方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于混凝土道路弯沉测量传力系数的方法，属于建筑结构工程【技术领域】。由两块相邻的混凝土板、线性差分位移传感器、数据信号采集仪和数据线构成，两混凝土板中间为接缝；线性差分位移传感器分布在接缝的两侧，埋置于混凝土板厚度方向的中间位置，用来测量路面板的弯沉值，传感器的锚固点埋置于地下一定位置处；数据信号采集仪与线性差分位移传感器用数据线进行连接，数据信号采集仪用来采集线性差分位移传感器所测得的信号。本发明构造简单，加工安装方便，精度高，受人为因素影响小，适应工业化生产需求。
【专利说明】一种基于混凝土道路弯沉测量传力系数的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑土木工程领域，尤其是涉及一种基于混凝土道路弯沉测量传力系数的方法。
【背景技术】
[0002]水泥混凝土材料具有一定的热胀冷缩性质，为了减小温度或湿度变化在道面结构内引起的收缩或翘曲应力，以及便于混凝土道面铺筑施工，需要用纵向和横向的各种形式接缝将道面分割为规则形状的混凝土板。但是接缝的存在对道面结构设计和使用性能产生了重要影响:1)接缝削弱了道面的整体性，虽然依靠接缝中集料嵌锁或传荷装置可以传递部分荷载，但各种接缝的传荷能力都不可能达到100% ；2)接缝位置为道面结构最薄弱的部位，道面板边缘过大的挠度和应力易导致即泥、错台、板底脱空、板边角断裂等病害，因而接缝的传荷能力对道面的使用性能和使用寿命有重要影响；因此，机场水泥混凝土道面的接缝传荷能力是评价道面结构性能的重要指标，分析接缝的传荷能力对结构设计以及接缝处病害防止都具有重要的意义。
[0003]目前，现有传统的接缝传力系数测量方法主要有三种形式:1)应力法:以接缝边缘应力比自由边缘应力降低的程度表征传荷能力；2)板边缘应变比值法:以接缝两侧相邻边缘的应变比值表征传荷能力；3)挠度法:以接缝两侧相邻板边缘的挠度值来表征传荷能力。采用应力法，可得出符合实际应力状况的分析，但实践时直接测得应力较难进行；采用应变作指标，可利用应变仪和应变法等来测定，但从实际情况来看，目前由于测试手段不完善和受其他因素的影响，尚难测得稳定可靠的数据；最后一种采用挠度作为指标，在分析错台现象时比较直观，但是这种试验方法整个的测试过程全是人工操作，测试结果受人为因素的影响较大，且测速较慢。
[0004]综上所述，对于接缝传力系数的测量方法，以上三种方法各自存在不同的缺点。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有接缝传力系数测量方法的不足，提供一种基于混凝土道路弯沉测量传力系数的方法。
[0006]本发明提出的基于混凝土道路弯沉测量传力系数的方法，所述方法采用测量装置实现，所述测量装置由混凝土板1、线性差分位移传感器、数据信号采集仪4和数据线5构成，其中:两块混凝土板I中间连接处为接缝3，两个线性差分位移传感器分别分布于接缝3两侧，且分别埋置于混凝土板I厚度方向的中间位置，用来测量混凝土板的弯沉值；两个线性差分位移传感器的锚固点埋置于地下一定位置处；数据信号采集仪4分别与两个线性差分位移传感器通过数据线5连接，数据信号采集仪4用于采集两个线性差分位移传感器所测得的信号,根据数据信号采集仪4采集的信号经过计算得到接缝3的传力系数;具体步骤如下:
(I):将两个线性差分位移传感器提前埋置于混凝土板厚度方向的中间位置，并分布于接缝两侧；
(2):将两个线性差分位移传感器分别与数据信号采集仪通过数据线进行连接，所述数据信号采集仪用于采集两个线性差分位移传感器所测得信号；
(3):在其中一块混凝土板上加设载荷，另一块混凝土板上未加设载荷，埋置于混凝土板内的线性差分位移传感器分别对所述混凝土板进行测量，由数据信号采集仪得到一条弯沉曲线，记录加设载荷的线性差分位移传感器测得的弯沉曲线达到的一个峰值，对应的，取未加设载荷的线性差分位移传感器在对应时刻的弯沉值除以该峰值，所得结果即为接缝的传力系数。
[0007]所述的经过数据信号采集仪处理得到的弯沉曲线是指:
O当混凝土道面板上有交通荷载经过时，由线性差分位移传感器测得信号，后经过数据信号采集仪处理得到弯沉曲线；
2)当得到数据信号采集仪的弯沉曲线后，经过数据计算得到接缝的传力系数。
[0008]所述的经过计算得到的传力系数是指相邻的两块板中在交通荷载加载板板边的线性差分位移传感器所测得弯沉曲线达到峰值时，未加载板板边的线性差分位移传感器在对应时刻的弯沉值除以该峰值，所得结果即为接缝的传力系数。
[0009]与现有的接缝传力系数测量方法相比，本发明的特点是结构简单，设计合理，操作简单，测试手段完善，受人为因素影响较小，所得结果符合实际状况的分析，便于实测且能减少或避免荷载就位的影响，可获得较可靠的数据，且此测量方法测速较快。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明结构横置俯视示意图；
图2为本发明结构正立面示意图；
图3为实施例1中某机场跑道剖面示意图；
图4为实施例1中数据信号采集仪处理得到的弯沉曲线图；
图中标号:1-混凝土板，2a，2b_第一线性差分位移传感器、第二线性差分位移传感器，3-接缝，4-数据信号采集仪，5-数据线。
【具体实施方式】
[0011]下面对本发明的实施例作详细的说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0012]实施例1:如图1所示，本实施例包括:由混凝土板1、第一线性差分位移传感器2a，第二线性差分位移传感器2b、数据信号采集仪4和数据线5构成，两混凝土板I中间为接缝3。混凝土板长6.1Om,宽5.72m,厚度0.46m,板下为0.2m厚的水泥稳定基层、0.3m厚石灰稳定底基层及1.52m-3.04m厚粉质粘土底基层，地基为风化的泥岩和砂岩，如图3所示。第一线性差分位移传感器2a和第二线性差分位移传感器2b分布在接缝3的两侧，分别距接缝为0.305m，它们埋置于混凝土板I厚度方向的中间位置，用来测量路面板的弯沉值，传感器2a、2b的锚固点分别埋置于地下6.1m与3.05m处；数据信号采集仪4与第一线性差分位移传感器2a，第二线性差分位移传感器2b用数据线5进行连接，数据信号采集仪4用来第一采集线性差分位移传感器2a，第二线性差分位移传感器2b所测得的信号，根据数据信号采集仪4采集的信号经过计算得到接缝3的传力系数。
[0013]本实施例通过以下步骤实现测量:
第一步:将第一线性差分位移传感器2a，第二线性差分位移传感器2b提前埋置于混凝土板I厚度方向的中间位置，并分布在接缝3的两侧；
第二步:将第一线性差分位移传感器2a，第二线性差分位移传感器2b与数据信号采集仪4用数据线5进行连接，用于采集第一线性差分位移传感器2a，第二线性差分位移传感器2b所测得信号；
第三步:根据数据信号采集仪4采集的信号经过处理得到第一线性差分位移传感器2a，第二线性差分位移传感器2b所测得的弯沉曲线(如图4所示)，然后根据曲线计算得到接缝的传力系数。
[0014]所述的经过数据信号采集仪处理得到的弯沉曲线是指:
O当混凝土道面板上有交通荷载经过时，由第一线性差分位移传感器2a，第二线性差分位移传感器2b测得信号，后经过数据信号采集仪4处理得到弯沉曲线(如图4所示)；
2)当得到数据信号采集仪4的弯沉曲线(如图4所示)后，经过数据计算得到接缝的传力系数。
[0015]所述的经过计算得到的传力系数是指相邻的两块板中在交通荷载加载板板边的第一线性差分位移传感器2a所测得弯沉曲线达到峰值(如图4中a点所示)时，未加载板板边的第二线性差分位移传感器2b在对应时刻的弯沉值(如图4中b点所示)除以该峰值，所得结果即为接缝的传力系数。
[0016]以上所述只是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种基于混凝土道路弯沉测量传力系数的方法，其特征在于，所述方法采用测量装置实现，所述测量装置由混凝土板(I)、线性差分位移传感器、数据信号采集仪(4)和数据线(5)构成，其中:两块混凝土板(I)中间连接处为接缝(3)，两个线性差分位移传感器分别分布于接缝(3)两侧，且分别埋置于混凝土板(I)厚度方向的中间位置，用来测量混凝土板的弯沉值；两个线性差分位移传感器的锚固点埋置于地下一定位置处；数据信号采集仪(4)分别与两个线性差分位移传感器通过数据线(5)连接，数据信号采集仪(4)用于采集两个线性差分位移传感器所测得的信号，根据数据信号采集仪(4)采集的信号经过计算得到接缝(3)的传力系数；具体步骤如下: (1):将两个线性差分位移传感器提前埋置于混凝土板厚度方向的中间位置，并分布于接缝两侧； (2):将两个线性差分位移传感器分别与数据信号采集仪通过数据线进行连接，所述数据信号采集仪用于采集两个线性差分位移传感器所测得信号； (3):在其中一块混凝土板上加设载荷，另一块混凝土板上未加设载荷，埋置于混凝土板内的线性差分位移传感器分别对所述混凝土板进行测量，由数据信号采集仪得到一条弯沉曲线，记录加设载荷的线性差分位移传感器测得的弯沉曲线达到的一个峰值，对应的，取未加设载荷的线性差分位移传感器在对应时刻的弯沉值除以该峰值，所得结果即为接缝的传力系数。
【文档编号】G01L1/04GK104236761SQ201410459692
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】王兴涛, 陈建峰, 邢皓枫 申请人:同济大学