基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置的制作方法

1.本实用新型属于混凝土应力监测领域，具体涉及一种基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置。


背景技术：

2.混凝土应力状态的获取一直是混凝土结构建筑施工的重点和难点。由于混凝土结构的特殊性和混凝土材料的物理特性，应力变化和应力监测是混凝土大坝在浇筑和运行过程中最主要的关注点之一，其中拉应力可导致混凝土某一方向上开裂，因此拉应力是混凝土应力监测过程中的重点之一。
3.现有的应力监测方法存在两个主要问题：混凝土的应力监测根据现场的应力应变值情况和室内试验结果解析得到坝体结构的荷载应力，在其解析过程中通常会存在各种误差，其中埋设方法、室内徐变数据、时效问题时应变监测中不可避免的误差来源。同时最终监测结果的准确性无法得到有力的验证；混凝土早龄期变形模量较小，无法实现混凝土与传感器的锚固变形协调性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于一种基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置，旨在解决如何准确测量混凝土结构内部的单向拉压应力的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置，所述装置包括膜式压力传感器、横向力阻隔筒以及两个锚盘；
7.所述锚盘具有相对的光滑端面和开槽面，所述开槽面开设有若干凹槽；所述膜式压力传感器夹持在两个所述锚盘之间并且分别抵接所述锚盘的光滑端面；两个所述锚盘通过若干紧固件预夹紧所述膜式压力传感器；
8.两个所述锚盘和所述膜式压力传感器是放置于所述横向力阻隔筒中。
9.较佳地，所述膜式压力传感器位于所述锚盘的中心，所述锚盘的截面尺寸大于所述膜式压力传感器的截面尺寸。
10.较佳地，所述锚盘呈矩形，其4个顶角分别对应开设有穿孔；所述紧固件为螺栓，所述螺栓穿过所述穿孔预夹紧所述膜式压力传感器。
11.较佳地，所述凹槽包括横向槽和竖向槽，所述横向槽和竖向槽均由外朝内呈渐扩状。
12.较佳地，所述膜式压力传感器具有信号线，所述横向力阻隔筒的侧壁具有穿孔，所述信号线穿过所述穿孔。
13.本实用新型的优点在于：
14.本实用新型提供的基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置，可以消除混凝土结构温度、自生体积变形、徐变等因素对监测结果的影响，准确确定混凝土结构内部
的单向拉压应力，真实反应混凝土当下的受拉受压状态。
附图说明
15.图1是一种基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置的立体结构示意图；
16.图2是两个锚盘和膜式压力传感器的组装结构示意图；
17.图3是两个锚盘和膜式压力传感器的拆解结构示意图。
具体实施方式
18.参与附图1至3，为一种基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置的主要结构。本实施提供的基于膜式压力传感器1的混凝土应力监测装置包括膜式压力传感器1、横向力阻隔筒2以及两个锚盘3。
19.锚盘3具有相对的光滑端面6和开槽面7，开槽面7开设有若干凹槽8。凹槽8包括横向槽和竖向槽，横向槽和竖向槽均由外朝内呈渐扩状，这些凹槽 8可以保障膜式压力传感器1在混凝土任何龄期内均有较好的锚固作用，达到变形协调性。锚盘3呈矩形，其4个顶角分别对应开设有穿孔。
20.膜式压力传感器1夹持在两个锚盘3之间并且分别抵接锚盘3的光滑端面6；两个锚盘3通过若干紧固件4预夹紧膜式压力传感器1。具体地，膜式压力传感器1位于锚盘3的中心，锚盘3的截面尺寸大于膜式压力传感器1的截面尺寸。该紧固件4可以为螺栓，螺栓穿过锚盘3的穿孔预夹紧膜式压力传感器 1。值得注意的是，该膜式压力传感器1是预压紧地固定在两个锚盘3之间，在两个锚盘3产生拉力时，该膜式压力传感器1读出的压力值减少值即为实际产生的拉力值。两个锚盘3间的初始压紧力可以根据实际测量量程进行设置。
21.两个锚盘3和膜式压力传感器1在组装后，置于横向力阻隔筒2中。膜式压力传感器1具有信号线5，横向力阻隔筒2的侧壁具有穿孔，信号线5穿过穿孔。横向力阻隔筒2可以消除横向作用力对于膜式压力传感器1的干扰。
22.在放置该装置前，先规律性的交错锁紧4个螺栓对膜式压力传感器1进行预压设置，使膜式传感器1处于某一均匀受压的状态。然后，整个装置埋设于混凝土内部，轴向方向与应力方向平行(应力方向的确定通过传统经验方式或者提前通过有限元计算获取)。横向力阻隔筒2内部和外部均填充混凝土，如此可以消除混凝土结构温度、自生体积变形、徐变等因素对结果的影响作用。
23.综上，本实用新型提供的基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置，可以消除混凝土结构温度、自生体积变形、徐变等因素对监测结果的影响，准确确定混凝土结构内部的单向拉压应力，真实反应混凝土当下的受拉受压状态。
24.以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置，其特征在于，所述装置包括膜式压力传感器、横向力阻隔筒以及两个锚盘；所述锚盘具有相对的光滑端面和开槽面，所述开槽面开设有若干凹槽；所述膜式压力传感器夹持在两个所述锚盘之间并且分别抵接所述锚盘的光滑端面；两个所述锚盘通过若干紧固件预夹紧所述膜式压力传感器；两个所述锚盘和所述膜式压力传感器是放置于所述横向力阻隔筒中。2.如权利要求1所述的基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置，其特征在于，所述膜式压力传感器位于所述锚盘的中心，所述锚盘的截面尺寸大于所述膜式压力传感器的截面尺寸。3.如权利要求2所述的基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置，其特征在于，所述锚盘呈矩形，其4个顶角分别对应开设有穿孔；所述紧固件为螺栓，所述螺栓穿过所述穿孔预夹紧所述膜式压力传感器。4.如权利要求1所述的基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置，其特征在于，所述凹槽包括横向槽和竖向槽，所述横向槽和竖向槽均由外朝内呈渐扩状。5.如权利要求1所述的基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置，其特征在于，所述膜式压力传感器具有信号线，所述横向力阻隔筒的侧壁具有穿孔，所述信号线穿过所述穿孔。

技术总结
本实用新型提供一种基于预压的膜式传感器的混凝土拉压应力监测装置，包括膜式压力传感器、横向力阻隔筒以及两个锚盘；锚盘具有相对的光滑端面和开槽面，开槽面开设有若干凹槽；膜式压力传感器夹持在两个锚盘之间并且分别抵接锚盘的光滑端面；两个锚盘通过若干紧固件预夹紧膜式压力传感器；两个锚盘和所述膜式压力传感器是放置于所述横向力阻隔筒中。本实用新型可以消除混凝土结构温度、自生体积变形、徐变等因素对监测结果的影响，准确确定混凝土结构内部的单向拉压应力，真实反应混凝土当下的受拉受压状态。当下的受拉受压状态。当下的受拉受压状态。


技术研发人员：雒翔宇 张国新 李松辉 高怀振 陈海波 张龑 刘勋楠 宋涛
受保护的技术使用者：中国水利水电科学研究院
技术研发日：2022.06.02
技术公布日：2022/12/6