專利名稱：預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及預(yù)應(yīng)カ混凝土橋梁上部結(jié)構(gòu)收縮徐變監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
收縮徐變是混凝土材料本身所固有的特性，混凝土收縮主要指由于混凝土的干燥而導(dǎo)致的體積縮小的現(xiàn)象，徐變是指混凝土中應(yīng)カ保持不變的情況下混凝土的應(yīng)變隨時(shí)間增長(zhǎng)的現(xiàn)象。收縮徐變會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形隨時(shí)間不斷變化，對(duì)于預(yù)應(yīng)カ混凝土結(jié)構(gòu)還會(huì)造成預(yù)應(yīng)カ損失?；炷潦湛s與徐變是復(fù)雜的物理 力學(xué)過(guò)程，影響因素很多，如水泥標(biāo)號(hào)、骨料、水灰比、灰漿率、結(jié)構(gòu)幾何尺寸、外加劑、配筋率等內(nèi)部因素和加荷齡期、加荷應(yīng)力、持荷時(shí)間、溫度、濕度等外部因素，都可能影響混凝土的徐變和收縮；再者，規(guī)范中采用的收縮與徐變預(yù)測(cè)模型是在實(shí)驗(yàn)室特定環(huán)境下對(duì)小試件進(jìn)行的，與實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)物及所處環(huán)境差別較大。為了指導(dǎo)混凝土工程的設(shè)計(jì)、建設(shè)，人們采取測(cè)量實(shí)際橋梁的混凝土收縮徐變方法。對(duì)于實(shí)際橋梁來(lái)講，不論是何種類型的橋梁，大寬度整體式混凝土梁的橫截面并非是等厚度的，因此，同一橫截面內(nèi)各處的收縮變形會(huì)有差異。為此，人們通過(guò)各種方法對(duì)實(shí)際橋梁混凝土收縮徐變進(jìn)行測(cè)量，包括使用無(wú)應(yīng)カ桶組成的無(wú)應(yīng)カ計(jì)、應(yīng)變計(jì)等對(duì)實(shí)際橋梁混凝土收縮徐變進(jìn)行測(cè)量。但目前的實(shí)際橋梁測(cè)量中沒(méi)有考慮將混凝土收縮與徐變變形進(jìn)行分離的測(cè)量方法，因此，測(cè)量的預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁徐變值不夠準(zhǔn)確。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁測(cè)量中沒(méi)有將混凝土收縮與徐變變形進(jìn)行分離從而導(dǎo)致測(cè)量的徐變值不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)測(cè)量単元，用于測(cè)量預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁的收縮應(yīng)變量、預(yù)應(yīng)カ混凝土的應(yīng)變量，并同時(shí)測(cè)量測(cè)量點(diǎn)的溫度值；數(shù)據(jù)采集単元，用于采集所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元測(cè)量的數(shù)據(jù)輸送至數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元；數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)采集單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，自動(dòng)分離混凝土的收縮與徐變應(yīng)變?cè)隽?，并根?jù)所述收縮與徐變應(yīng)變?cè)隽拷o出徐變應(yīng)變值。其中,所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元包括收縮測(cè)量単元，用于通過(guò)無(wú)應(yīng)カ計(jì)測(cè)量預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁的收縮應(yīng)變量；[0015]預(yù)應(yīng)カ測(cè)量單元，用于通過(guò)磁通量傳感器測(cè)量預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁的預(yù)應(yīng)カ；溫度測(cè)量單元，用于通過(guò)半導(dǎo)體溫度傳感器測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值；總應(yīng)變測(cè)量單元，用于通過(guò)振弦式應(yīng)變計(jì)測(cè)量預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁的總應(yīng)變量。所述的無(wú)應(yīng)カ計(jì)、磁通量傳感器、溫度傳感器、振弦式應(yīng)變計(jì)埋置在預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁橋的上部結(jié)構(gòu)的箱梁內(nèi)，且同組應(yīng)變計(jì)位于同一水平面上；所述磁通量傳感器、溫度傳感器與無(wú)應(yīng)カ計(jì)、振弦式應(yīng)變計(jì)位于同一橫截面內(nèi)。所述的無(wú)應(yīng)カ計(jì)包括振弦式應(yīng)變計(jì)及無(wú)應(yīng)カ桶；所述的振弦式應(yīng)變計(jì)通過(guò)金屬細(xì)絲與無(wú)應(yīng)カ桶的桶壁的連接并固定在無(wú)應(yīng)カ桶中心軸線上，距所述無(wú)應(yīng)カ桶的桶頂與桶底的距離相等。所述無(wú)應(yīng)力桶為夾層錐形桶。所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元通過(guò)數(shù)據(jù)傳送電纜與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，所述數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)數(shù)據(jù)電纜或無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元連接。本實(shí)用新型通過(guò)數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元對(duì)數(shù)據(jù)采集單元采集的數(shù)據(jù)測(cè)量単元測(cè)量的應(yīng)變量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，自動(dòng)分離混凝土的收縮與徐變應(yīng)變?cè)隽?，并根?jù)所述收縮與徐變應(yīng)變?cè)隽拷o出徐變應(yīng)變值，從而給出橋梁上部結(jié)構(gòu)混凝土實(shí)測(cè)收縮與徐變應(yīng)變的發(fā)展規(guī)律，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大跨徑預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁橋的長(zhǎng)期徐變變形。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方框結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的測(cè)量傳感器的在箱梁上布置區(qū)域及位置示意圖；圖3 4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的測(cè)量傳感器的在箱梁橫斷面的布置示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一歩詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型通過(guò)各類傳感器的實(shí)測(cè)應(yīng)變數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)科學(xué)運(yùn)算，自動(dòng)分離預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋上部結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化的收縮應(yīng)變與徐變應(yīng)變分量。參見(jiàn)圖I所示，一種預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)測(cè)量単元，用于測(cè)量預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁的收縮應(yīng)變量、預(yù)應(yīng)カ混凝土的應(yīng)變量，并同時(shí)測(cè)量測(cè)量點(diǎn)的溫度值；所述的數(shù)據(jù)測(cè)量単元包括有收縮測(cè)量単元、預(yù)應(yīng)カ測(cè)量單元、溫度測(cè)量單元以及總應(yīng)變測(cè)量單元；數(shù)據(jù)采集単元，用于采集所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元測(cè)量的數(shù)據(jù)輸送至數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元；數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)采集單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，自動(dòng)分離混凝土的收縮與徐變應(yīng)變?cè)隽浚⒏鶕?jù)所述收縮與徐變應(yīng)變?cè)隽拷o出徐變應(yīng)變值。所述的控制與徐變辨識(shí)單元由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)運(yùn)算理論及內(nèi)置于所述計(jì)算機(jī)的應(yīng)用軟件組成。[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元通過(guò)數(shù)據(jù)傳送電纜與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，數(shù)據(jù)采集単元通過(guò)數(shù)據(jù)電纜或無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元連接。為了與所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元配套，所述數(shù)據(jù)采集單元采用BGK8001型振弦式采集儀，其適用于各類巖土工程的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，特別適用于野外不方便提供交流電源的；該裝置提供標(biāo)準(zhǔn)的R232/RS485接ロ以實(shí)現(xiàn)本地通訊，速率9600bps，可在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行通訊或通過(guò)公用電話網(wǎng)、無(wú)線數(shù)據(jù)電臺(tái)、衛(wèi)星通訊的手段實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)量；采用微功耗設(shè)計(jì)，可適用鋰電池供電，也可選用外接直流電源、交流適配器或太陽(yáng)能電池供電；可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)2000組；頻率測(cè)量精度0. 1Hz，分辨率0. OlHz;適用溫度范圍-10 +50°C，濕度范圍5% 95%RH ;系統(tǒng)采集軟件為BGK-Logger。數(shù)據(jù)采集単元的數(shù)據(jù)采集開始時(shí)間一般在橋梁的預(yù)應(yīng)カ束全部張拉，且恒載基本
穩(wěn)定之后。參見(jiàn)圖I所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元包括收縮測(cè)量単元，用于通過(guò)無(wú)應(yīng)カ計(jì)測(cè)量預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁的收縮應(yīng)變量；所述的無(wú)應(yīng)カ計(jì)由夾層圓錐式無(wú)應(yīng)カ桶、振弦式應(yīng)變計(jì)及滑動(dòng)材料三部分組成，所述振弦式應(yīng)變計(jì)通過(guò)金屬細(xì)絲與筒壁的連接并固定在無(wú)應(yīng)カ桶中心位置，應(yīng)變計(jì)應(yīng)基本位于無(wú)應(yīng)力桶的軸線上，距桶頂與桶底的距離基本相等。所述的夾層錐形無(wú)應(yīng)カ筒的外形高度為250mm,錐筒大頭的外徑為250mm,錐筒小頭的外徑為100mm，錐筒的內(nèi)部高度為235mm，錐筒大頭的內(nèi)徑為220mm，錐筒小頭的外徑為70mmo無(wú)應(yīng)カ桶中的混凝土呈錐體狀，其與桶的四周、底部，甚至筒頂部均無(wú)約束，處于完全自由狀態(tài)，方便無(wú)應(yīng)カ桶中應(yīng)變計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土體積變形。無(wú)應(yīng)カ計(jì)測(cè)量變形的原理實(shí)質(zhì)是振弦式應(yīng)變計(jì)測(cè)量應(yīng)變的原理。振弦式應(yīng)變計(jì)是利用細(xì)鋼弦的張カ與其自身自振頻率的內(nèi)在關(guān)系來(lái)測(cè)試結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變。所述振弦式應(yīng)變計(jì)采用BGK4200振弦應(yīng)變計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)量程3000 ii e，非線性度(1%FS，靈敏度I ii e，使用溫度范圍-20 +80°C，標(biāo)距150_。預(yù)應(yīng)カ測(cè)量單元，用于通過(guò)磁通量傳感器測(cè)量預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁的預(yù)應(yīng)カ；溫度測(cè)量單元，用于通過(guò)半導(dǎo)體溫度傳感器測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值；總應(yīng)變測(cè)量單元，用于通過(guò)振弦式應(yīng)變計(jì)測(cè)量預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁的總應(yīng)變量。參見(jiàn)圖2所示，該圖給出了預(yù)應(yīng)カ混凝箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量傳感器布置區(qū)域及位置；對(duì)懸臂施工的預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁橋1，測(cè)量傳感器(包括溫度傳感器8、弦式應(yīng)變計(jì)7及無(wú)應(yīng)カ計(jì)6)埋置在預(yù)應(yīng)カ混凝箱梁上部結(jié)構(gòu)的區(qū)域2的最后澆筑段5至合攏段4內(nèi)的箱梁的頂板、底板的適當(dāng)位置3處。參見(jiàn)圖3所示，該圖示出了右幅箱梁沿A-A線的斷面內(nèi)4個(gè)弦式應(yīng)變計(jì)7以及2個(gè)無(wú)應(yīng)カ計(jì)6的具體布置位置。參見(jiàn)圖4所示，該圖示出了沿A-A線的斷面內(nèi)20個(gè)溫度傳感器8的具體布置位置。由于預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁屬于壁體構(gòu)件，在預(yù)應(yīng)カ混凝土箱梁的頂板及底板埋置應(yīng)變測(cè)量傳感器時(shí)，各組應(yīng)變測(cè)量傳感器應(yīng)位于同一水平面上，無(wú)應(yīng)カ桶外的傳感器與無(wú)應(yīng)力桶的桶外壁應(yīng)相距一定的距離。[0052]具體的，所述的無(wú)應(yīng)カ計(jì)、磁通量傳感器、溫度傳感器、振弦式應(yīng)變計(jì)埋置在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的上部結(jié)構(gòu)的箱梁內(nèi)，且同組應(yīng)變計(jì)位于同一水平面上。所述磁通量傳感器、溫度傳感器與無(wú)應(yīng)カ計(jì)、振弦式應(yīng)變計(jì)位于同一橫截面內(nèi)。測(cè)量傳感器的埋置時(shí)間應(yīng)選在鋼筋綁扎好、混凝土澆筑之前；在埋置無(wú)應(yīng)カ桶吋，應(yīng)在桶周和桶底用浸濕的滑動(dòng)材料敷墊，滑動(dòng)材料為油脂，桶底再墊入有泡沫材料。本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述的傳感器的數(shù)量及布置斷面如下表所示
權(quán)利要求1.一種預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)測(cè)量單元，用于測(cè)量預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的收縮應(yīng)變量、預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)變量，并同時(shí)測(cè)量測(cè)量點(diǎn)的溫度值； 數(shù)據(jù)采集單元，用于采集所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元測(cè)量的數(shù)據(jù)輸送至數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元; 數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)采集單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，自動(dòng)分離混凝土的收縮與徐變應(yīng)變?cè)隽?，給出收縮徐變應(yīng)變值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元包括 收縮測(cè)量單元，用于通過(guò)無(wú)應(yīng)力計(jì)測(cè)量預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的收縮應(yīng)變量； 預(yù)應(yīng)力測(cè)量單元，用于通過(guò)磁通量傳感器測(cè)量預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的預(yù)應(yīng)力； 溫度測(cè)量單元，用于通過(guò)溫度傳感器測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值； 總應(yīng)變測(cè)量單元，用于通過(guò)振弦式應(yīng)變計(jì)測(cè)量預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的總應(yīng)變量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的無(wú)應(yīng)力計(jì)、磁通量傳感器、溫度傳感器、振弦式應(yīng)變計(jì)埋置在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的上部結(jié)構(gòu)箱梁內(nèi)，且同組應(yīng)變計(jì)位于同一水平面上；所述磁通量傳感器、溫度傳感器與無(wú)應(yīng)力計(jì)、振弦式應(yīng)變計(jì)位于同一橫截面內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的無(wú)應(yīng)力計(jì)包括振弦式應(yīng)變計(jì)及無(wú)應(yīng)力桶；所述的振弦式應(yīng)變計(jì)通過(guò)金屬細(xì)絲與無(wú)應(yīng)力桶的桶壁的連接并固定在無(wú)應(yīng)力桶中心軸線上，距所述無(wú)應(yīng)力桶的桶頂與桶底的距離相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)應(yīng)力桶為夾層錐形桶。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元通過(guò)數(shù)據(jù)傳送電纜與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，所述數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)數(shù)據(jù)電纜或無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁收縮徐變自辨識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)測(cè)量單元，用于測(cè)量預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的收縮應(yīng)變量、預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)變量，并同時(shí)測(cè)量測(cè)量點(diǎn)的溫度值；數(shù)據(jù)采集單元，用于采集所述數(shù)據(jù)測(cè)量單元測(cè)量的數(shù)據(jù)輸送至數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元；數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)采集單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，自動(dòng)分離混凝土的收縮與徐變應(yīng)變?cè)隽?，并?jù)此給出徐變應(yīng)變值。本實(shí)用新型通過(guò)數(shù)據(jù)控制與徐變辨識(shí)單元對(duì)數(shù)據(jù)采集單元采集的數(shù)據(jù)測(cè)量單元測(cè)量的變量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到混凝土隨時(shí)間變化的徐變應(yīng)變值，從而給出橋梁上部結(jié)構(gòu)混凝土實(shí)測(cè)收縮與徐變應(yīng)變的發(fā)展規(guī)律，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的長(zhǎng)期徐變變形。
文檔編號(hào)G01B5/30GK202582472SQ20122024889
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者謝峻, 曾丁, 王國(guó)亮, 鄭曉華 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所, 杭州交通投資建設(shè)管理有限公司, 北京公科固橋技術(shù)有限公司