钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统的制作方法

本实用新型涉及混凝土应力测量技术领域，具体涉及钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统。

背景技术：

混凝土自身存在收缩。钢管混凝土结构，如果存在过大的收缩，将会导致钢管与混凝土之间脱离，影响结构的整体受力性能，需要测量钢管内混凝土沿钢管的纵横向收缩性能。应力是评估结构性能的重要指标。钢管混凝土结构在外界荷载作用下，将会形成应力及应力分布场，为了解结构的受力状态，常常需要测量钢管混凝土的应力场。钢管混凝土结构的混凝土收缩性能和应力场测量，可通过布设应力传感器来实现。应力传感器的布设需要准确定位，需要安装支架，而支架的安装，一方面为传感器提供定位平台，且不能影响原结构力学性能，另一方面在混凝土灌注过程中，还能抵抗混凝土流动作用不损坏、不错位。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统，不仅解决了钢管内混凝土的应力测量问题，还解决了灌注混凝土时，混凝土的流动影响应力传感器的定位问题，进而准确测量出钢管内混凝土的应力及应力分布。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统，包括钢管及灌注于所述钢管内的混凝土，所述钢管的内壁设有多个扣环，每两个所述扣环之间通过连接线连接，所述连接线上及跨越两根所述连接线之间均设有应力传感器，且两根所述连接线之间的应力传感器的轴向与所述钢管的轴向平行；所述钢管的管壁上还开设有用于引出所述应力传感器的信号线的通孔，所述应力传感器与一设于所述钢管外的测量仪连接，所述通孔中还设有填充材料。

进一步地，所述扣环的数量为偶数个，偶数个所述扣环中每两个所述扣环在所述钢管的内壁上对称安装，每一所述连接线的两端分别连接于对称安装的两个所述扣环上。

进一步地，两根所述连接线之间的应力传感器的两端上设有夹持器，所述夹持器将所述 应力传感器夹持于所述连接线上。

进一步地，所述连接线为外包覆有塑胶的钢丝绳。

进一步地，每一所述连接线上的应力传感器为多个，每一所述连接线上的多个所述应力传感器均匀设置，每一所述连接线上的应力传感器均连接一所述的测量仪。

进一步地，所述应力传感器还连接有温度传感器，所述温度传感器固定于所述钢丝绳上，所述温度传感器的信号线也与所述测量仪连接。

进一步地，所述钢管的内壁位于所述通孔的周缘处还固设有一小管，所述应力传感器的信号线经所述小管从所述通孔穿出，并与所述测量仪电连接。

进一步地，所述通孔开设于靠近所述扣环处，所述填充材料为铁胶泥。

本实用新型一种所述的钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统的测量方法，包括如下步骤：

(1)在架设空钢管拱肋过程中，灌注混凝土前在钢管的内壁上焊接多个两两对称的扣环，布设连接线，将连接线的两端分别连接在对称安装的所述扣环上；

(2)在靠近所述扣环的钢管管壁上开设通孔，并在钢管的内壁位于所述通孔的周缘处固设小管，沿每一连接线及于两根连接线之间布设多个应力传感器，将所述应力传感器的信号线经所述小管从所述通孔中穿出；

(3)采用填充材料堵住所述通孔，往所述钢管内灌注混凝土；

(4)将从所述通孔中穿出的所述应力传感器的信号线与钢管外的测量仪连接，即可测量出钢管内混凝土的应力、应力分布及混凝土收缩值。

优选地，每一所述连接线上的多个应力传感器采用绑扎法固定于所述连接线上。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型通过在钢管内设置应力传感器，使钢管内混凝土的应力得以准确测量出；且连接线上及两根所述连接线之间均设有应力传感器，不仅可测量沿钢管轴向的混凝土应力，还可测量沿钢管径向的混凝土应力。且为了将钢管内的应力传感器固定，在灌注混凝土前首先在钢管内设置扣环和利用扣环固定的连接线，再将应力传感器固定布设于连接线上，使应力传感器得以在钢管内混凝土中准确定位，解决了灌注混凝土时，混凝土的流动影响应力传感器的定位问题，进而准确测出钢管内混凝土的应力、应力分布及混凝土收缩值。

(2)本实用新型还将扣环在圆形钢管内以圆心为对称点对称设置，使连接线上的应力传感器不仅可测量钢管内靠近管壁的混凝土的应力，还可测量钢管内位于钢管中心的的混凝土的应力，使混凝土的应力及应力分布得以充分、均匀测量，进一步提高了钢管内混凝土的应力及应力分布的测量准确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统截面的剖视图。

图中，1-钢管，2-混凝土，3-扣环，4-连接线，5-应力传感器，6-通孔，7-填充材料，8-测量仪，9-温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例

如图1，钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统，包括钢管1及灌注于钢管1内的混凝土2，钢管1的内壁设有多个扣环3，每两个扣环3之间通过连接线4连接，连接线4上及两根连接线4之间均设有应力传感器5，且两根连接线4之间的应力传感器5的轴向与钢管1的轴向平行。钢管1的管壁上还开设有用于引出应力传感器5的信号线的通孔6，应力传感器5与一设于所述钢管1外的测量仪8电连接。钢管1的内壁位于通孔6的周缘处还固设有一小管(图中未示出)，应力传感器5的信号线经小管从通孔6穿出，并与测量仪8电连接。为了防止混凝土2灌注入钢管1内的过程中漏浆，通孔6中还设有填充材料7。本实施例中，通孔6开设于靠近扣环3处，填充材料7优选为铁胶泥，铁胶泥具有耐热快固的特点，适用于本实用新型的通孔填充(堵塞)。

其中，扣环3的数量为偶数个，偶数个扣环3中每两个扣环3在钢管1的内壁上对称安装，本实施例中扣环3的数量优选为四个，其中两两于钢管1的内壁上对称安装，每一连接线4的两端分别连接于对称安装的两个扣环3上。本实用新型实施例通过将扣环3在圆形的钢管1内以圆心为对称点对称设置，使连接线4上的应力传感器5不仅可测量钢管1内靠近管壁的混凝土2的应力，还可测量钢管1内位于钢管1中心的的混凝土2的应力，即钢管1内沿中心至管壁的混凝土2的应力均可测量，使混凝土2的应力及应力分布得以充分、均匀测量，进一步提高了钢管1内混凝土2的应力及应力分布的测量准确性。

进一步地，本实施例中应力传感器5还连接有温度传感器9，温度传感器9固定于连接线4上，温度传感器9的信号线也与测量仪8连接，使钢管1内混凝土2的应变与温度可同时测量。

进一步地，为了防止连接线4传递外界应力，造成对所测量混凝土内的应力的影响，连接线4为外包覆有塑胶的钢丝绳。跨越不同根连接线4的应力传感器5的两端上设有夹持器(图中未示出)，夹持器将应力传感器5夹持于连接线4上，用于测量钢管1内混凝土2的轴向应力与收缩。

进一步地，每一连接线4上的应力传感器5为多个，每一连接线4上的多个应力传感器5均匀设置且顺序连接，每一连接线4上的应力传感器5均连接一测量仪8。每一连接线4上均匀设置多个应力传感器5，可使钢管1内混凝土2的应力分布得以准确测出。每一连接线4上的多个应力传感器5采用绑扎法固定于连接线4上，用于测量钢管1内混凝土2的径向应力与收缩变形。本实施例中，每一连接线4上布设的应力传感器5为9个。

本实用新型一种上述钢管混凝土拱桥管内混凝土应力分布的测量系统的测量方法，包括如下步骤：

(1)在架设空钢管拱肋过程中，灌注混凝土2前在钢管1的内壁上焊接多个两两对称的扣环3，布设连接线4，将连接线4的两端分别连接在对称安装的扣环3上；

(2)在靠近扣环3的钢管1管壁上开设通孔6，并在钢管1的内壁位于通孔6的周缘处固设小管(图中未示出)，沿每一连接线4及于两根连接线4之间布设多个应力传感器5，将应力传感器5的信号线经小管从通孔6中穿出；

(3)采用填充材料7堵住通孔6，防止混凝土2灌注过程中漏浆，往钢管1内灌注混凝土2；

(4)将从通孔6中穿出的应力传感器5的信号线与钢管1外的测量仪9连接，即可测量出钢管1内混凝土2的应力、应力分布值及混凝土收缩值。

本实用新型通过在钢管1内设置应力传感器5，使钢管1内混凝土2的应力得以准确测量出。且连接线4上及两根连接线4之间均设有应力传感器，不仅可测量沿钢管1轴向的混凝土应力，还可测量沿钢管1径向的混凝土应力。且为了将钢管1内的应力传感器5固定，在灌注混凝土2前首先在钢管1内设置扣环3和利用扣环3固定的连接线4，再将应力传感器5固定布设于连接线4上，使应力传感器5得以在钢管1内混凝土2中准确定位，进而准确测出钢管1内混凝土2的应力及应力分布。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。