一種隔離式無應(yīng)力計(jì)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種隔離式無應(yīng)力計(jì)裝置，包括應(yīng)變計(jì)和套筒，應(yīng)變計(jì)和套筒之間澆注混凝土，應(yīng)變計(jì)的上端和下端與套筒通過鉛絲拉線連接，應(yīng)變計(jì)置于套筒的軸心和高程方向的中下部，套筒的筒口敞開，套筒包括內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒和外筒之間具有間隙，外筒的筒口具有向外的翻邊，套筒還包括泡沫塑料內(nèi)膽，泡沫塑料內(nèi)膽的形狀與內(nèi)筒的內(nèi)表面形狀相同固定在內(nèi)筒的內(nèi)表面上，泡沫塑料內(nèi)膽的內(nèi)表面均勻涂抹有瀝青涂層。本實(shí)用新型的有益效果是：提高無應(yīng)力計(jì)的抗外壓能力；增強(qiáng)套筒筒口抵抗集中應(yīng)力的能力；減小筒口應(yīng)力傳遞；增大桶內(nèi)混凝土變形范圍；保持筒內(nèi)混凝土溫度、濕度與外界一致。
【專利說明】一種隔離式無應(yīng)力計(jì)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于測(cè)量混凝土自由體積變形的無應(yīng)力計(jì)的結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在混凝土壩的應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)中，無應(yīng)力計(jì)是用來測(cè)量除外力作用以外的由于混凝土物理化學(xué)因素及溫度濕度變化引起的變形，這部分非應(yīng)力變形也稱為自由體積變形。準(zhǔn)確測(cè)量自由體積變形是水電站大壩安全監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，無應(yīng)力計(jì)測(cè)量自由體積變形準(zhǔn)確與否會(huì)影響對(duì)大壩安全的判斷。無應(yīng)力計(jì)套筒應(yīng)滿足2個(gè)條件:(I)無應(yīng)力計(jì)套筒必須能隔離外界應(yīng)力的作用，同時(shí)也不能受到筒內(nèi)壁的側(cè)限約束，因此，需采用隔層斷開與周邊混凝土的聯(lián)系，且其內(nèi)層的剛度應(yīng)盡可能小；(2)澆注在無應(yīng)力計(jì)筒內(nèi)的混凝土應(yīng)保持與筒外混凝土一致，這就要求筒的內(nèi)壁和頂部既不能吸水，也不能積水。
[0003]過去對(duì)無應(yīng)力計(jì)處于一種半無應(yīng)力狀態(tài)，筒內(nèi)應(yīng)力存在有一過渡區(qū)的認(rèn)識(shí)不足，如儀器安置偏高，位于過渡區(qū)的部分存在一定的應(yīng)力。最初的無應(yīng)力計(jì)套筒上大下小的圓錐形，如圖1所示，這種結(jié)構(gòu)的無應(yīng)力計(jì)測(cè)值受套筒結(jié)構(gòu)影響，在很多工程中，無應(yīng)力計(jì)測(cè)值與施工期壩體自重、蓄水水位相關(guān)，套筒結(jié)構(gòu)存在筒深不足以測(cè)得應(yīng)力應(yīng)變、外筒壁抗壓能力較低以致變形影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及隔層傳力的情況，如圖2所示。
[0004]中國專利文獻(xiàn)CN201653600U公開了一種隔離式無應(yīng)力計(jì)，其采用了圓柱形的套筒結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)無應(yīng)力計(jì)中存在應(yīng)力的狀態(tài)，但這種結(jié)構(gòu)無法排除外部混凝土施工的干擾對(duì)套筒產(chǎn)生的不均勻應(yīng)力以及筒口的集中應(yīng)力，并且，將外界混凝土與無應(yīng)力計(jì)中的混凝土柱隔開，使得測(cè)試結(jié)果過于理論化，在實(shí)際使用中測(cè)試精度還有待進(jìn)一步提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)上述存在的問題，提供一種隔離式無應(yīng)力計(jì)裝置，在保持筒內(nèi)混凝土與外界混凝土溫度濕度等環(huán)境一致的前提下，其隔絕外力效果更好，外筒壁抗外壓及集中力能力更強(qiáng)，保持筒內(nèi)混凝土自由變形以使測(cè)量自由體積變形更為準(zhǔn)確。
[0006]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種隔離式無應(yīng)力計(jì)裝置，包括應(yīng)變計(jì)和套筒，所述應(yīng)變計(jì)和所述套筒之間澆注混凝土，所述應(yīng)變計(jì)的上端和下端與所述套筒通過鉛絲拉線連接，所述應(yīng)變計(jì)置于所述套筒的軸心和高程方向的中下部，所述套筒的筒口敞開，所述套筒包括內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒和外筒均為圓柱形鋼筒，所述外筒的壁厚為所述內(nèi)筒的壁厚的2倍，所述內(nèi)筒和外筒之間具有間隙，所述間隙的寬度不小于所述內(nèi)筒壁厚的3倍，所述內(nèi)筒和外筒的上邊緣焊接固定，所述外筒的筒口具有向外的翻邊，所述翻邊與所述外筒連為一體，所述套筒還包括泡沫塑料內(nèi)膽，所述泡沫塑料內(nèi)膽的形狀與所述內(nèi)筒的內(nèi)表面形狀相同固定在所述內(nèi)筒的內(nèi)表面上，所述泡沫塑料內(nèi)膽的厚度為所述內(nèi)筒壁厚的35-45倍，所述泡沫塑料內(nèi)膽的內(nèi)表面均勻涂抹有浙青涂層，所述浙青涂層的厚度為所述內(nèi)筒壁厚的4-6倍。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:1、提高無應(yīng)力計(jì)的抗外壓能力?；炷潦┕さ母蓴_將對(duì)無應(yīng)力計(jì)的外筒產(chǎn)生較大不均勻應(yīng)力，從而產(chǎn)生外筒變形以影響測(cè)量結(jié)果，本實(shí)用新型加厚的外筒厚度能抵抗較強(qiáng)的施工過程引起的外力，防止套筒變形以影響測(cè)量結(jié)果。2、增強(qiáng)無應(yīng)力計(jì)的套筒筒口抵抗集中應(yīng)力的能力。有限元計(jì)算表明，無應(yīng)力計(jì)的外筒在使用過程中，筒口將產(chǎn)生明顯的應(yīng)力集中，加寬的筒口能有效抵抗應(yīng)力集中對(duì)外筒的影響，保持外筒的形狀。3、減小筒口應(yīng)力傳遞。有限元計(jì)算表面，筒口存在應(yīng)力過度區(qū)，應(yīng)力在桶內(nèi)混凝土中由上到下逐步衰減，衰減速率遞減，加大套筒高度并將儀器放在套筒的中下部能使儀器測(cè)得的應(yīng)力應(yīng)變極小。當(dāng)套筒筒內(nèi)高度為550mm，把目前常見的標(biāo)距為150mm、200mm和250mm的無應(yīng)力計(jì)放入套筒軸心和高程方向的中下部，外界應(yīng)力從筒口傳遞到儀器上端已經(jīng)衰減到允許范圍內(nèi)；圓柱形套筒結(jié)構(gòu)較常規(guī)圓錐形外筒能有效減小筒口應(yīng)力傳遞。4、增大桶內(nèi)混凝土變形范圍。泡沫塑料內(nèi)膽結(jié)構(gòu)固有的塑性提供筒內(nèi)混凝土足夠的變形空間，讓筒內(nèi)混凝土在自由體積變形范圍內(nèi)變形而不產(chǎn)生附加應(yīng)力。5、保持筒內(nèi)混凝土溫度、濕度與外界一致。開敞式的混凝土套筒能使筒內(nèi)混凝土與外界混凝土連續(xù)，使筒內(nèi)混凝土的溫度和濕度與外界保持一致，從而使測(cè)得的自由體積變形能夠運(yùn)用到混凝土應(yīng)力的計(jì)算中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為傳統(tǒng)的無應(yīng)力計(jì)套筒結(jié)構(gòu)。
[0009]圖2為傳統(tǒng)的無應(yīng)力計(jì)套筒外界豎直壓力為12MPa時(shí)的應(yīng)力衰減圖。
[0010]圖3為本實(shí)用新型的軸心剖面圖。
[0011]圖4為本實(shí)用新型在外界豎直壓力為12MPa時(shí)的應(yīng)力衰減圖。
[0012]圖5為本實(shí)用新型的俯視圖。
[0013]圖6為本實(shí)用新型的套筒的立體圖。
[0014]圖7為本實(shí)用新型在外界豎直壓力為12MPa時(shí)套筒外側(cè)應(yīng)力分布圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]參照附圖3-7。
[0016]本實(shí)用新型的隔離式無應(yīng)力計(jì)裝置包括應(yīng)變計(jì)I和套筒，應(yīng)變計(jì)I和套筒之間澆注混凝土 11，套筒的筒口敞開，套筒包括內(nèi)筒4和外筒5，內(nèi)筒4和外筒5均為圓柱形鋼筒，外筒5的壁厚為內(nèi)筒4的壁厚的2倍，即外筒5采用加厚的結(jié)構(gòu)，可以抵抗混凝土對(duì)套筒外壁的擠壓力，在本實(shí)施例中，內(nèi)筒4的筒底外徑390mm，筒高595mm，筒壁厚1mm，外筒5的筒底外徑為400mm，筒高為600mm，筒壁厚2mm，應(yīng)變計(jì)I的上端和下端與套筒通過鉛絲拉線7連接，以固定應(yīng)變計(jì)I的位置，應(yīng)變計(jì)I置于套筒軸心和高程方向的中下部，由于套筒的高度和形狀是影響筒內(nèi)應(yīng)變計(jì)I受力最為主要的因素，當(dāng)采用圓柱形套筒，且套筒深度達(dá)到600mm時(shí)，即使按常見標(biāo)距最大的應(yīng)變計(jì)(標(biāo)距為250mm)放入后，應(yīng)變計(jì)上端承受的應(yīng)力也已經(jīng)很小，滿足測(cè)量要求，根據(jù)圖4的應(yīng)力衰減圖可以看出，應(yīng)變計(jì)I所處的位置完全避開外界應(yīng)力影響。
[0017]內(nèi)筒4和外筒5的上邊緣焊接固定，形成焊邊8，外筒5的筒口具有向外的翻邊9，翻邊9與外筒5連為一體，翻邊9為外筒5筒口的加寬結(jié)構(gòu)，加寬的筒口能抵抗筒口的應(yīng)力集中，防止套筒變形，內(nèi)筒4和外筒5之間具有間隙6，間隙6的寬度不小于內(nèi)筒4的壁厚的3倍，在本實(shí)施例中，間隙6的寬度為3mm，間隙6進(jìn)一步隔開內(nèi)外筒，隔斷外界應(yīng)力影響。套筒還包括泡沫塑料內(nèi)膽10，泡沫塑料內(nèi)膽10的形狀與內(nèi)筒4的內(nèi)表面形狀相同且固定在內(nèi)筒4的內(nèi)表面上，泡沫塑料內(nèi)膽10的厚度為內(nèi)筒4的壁厚的35-45倍，這樣可以利用泡沫塑料內(nèi)膽的固有塑形為套筒內(nèi)的混凝土提供足夠的變形空間，在本實(shí)施例中，泡沫塑料內(nèi)膽10的厚度為40mm，為了保護(hù)泡沫塑料內(nèi)膽10，防止混凝土滲入泡沫塑料內(nèi)膽10，在泡沫塑料內(nèi)膽10的內(nèi)表面均勻涂抹有浙青涂層3，浙青涂層3的厚度為內(nèi)筒壁厚的4-6倍，在本實(shí)施例中，浙青涂層3的厚度為5_。
[0018]本實(shí)用新型的具體操作方式如下:在混凝土澆筑過程中，將本實(shí)用新型的套筒放入澆注的混凝土中，筒口朝上，在埋設(shè)應(yīng)變計(jì)I時(shí)，先在筒底鋪一層混凝土，然后放入應(yīng)變計(jì)1，應(yīng)變計(jì)I的放入位置處于套筒軸線上，其高程方向上套筒的中下部，應(yīng)變計(jì)I的上下兩端通過鉛絲拉線7與內(nèi)筒4連接，然后把應(yīng)變計(jì)I周圍的空隙用混凝土 11填充，應(yīng)變計(jì)I的電纜線2從筒口引出，再將整個(gè)套筒和應(yīng)變計(jì)I全部澆筑在混凝土內(nèi)，在施工過程中確保筒內(nèi)混凝土材料與筒外的混凝土材料保持一致。
【權(quán)利要求】
1.一種隔離式無應(yīng)力計(jì)裝置，包括應(yīng)變計(jì)和套筒，所述應(yīng)變計(jì)和所述套筒之間澆注混凝土，其特征在于:所述套筒的筒口敞開，所述套筒包括內(nèi)筒和外筒，所述內(nèi)筒和外筒均為圓柱形鋼筒，所述外筒的壁厚為所述內(nèi)筒的壁厚的2倍，所述應(yīng)變計(jì)置于所述套筒的軸心和高程方向的中下部，所述應(yīng)變計(jì)的上端和下端與所述套筒通過鉛絲拉線連接，所述內(nèi)筒和外筒之間具有間隙，所述間隙的寬度不小于所述內(nèi)筒壁厚的3倍，所述內(nèi)筒和外筒的上邊緣焊接固定，所述外筒的筒口具有向外的翻邊，所述翻邊與所述外筒連為一體，所述套筒還包括泡沫塑料內(nèi)膽，所述泡沫塑料內(nèi)膽與所述內(nèi)筒的內(nèi)表面形狀相同且固定在所述內(nèi)筒的內(nèi)表面上，所述泡沫塑料內(nèi)膽的厚度為所述內(nèi)筒壁厚的35-45倍，所述泡沫塑料內(nèi)膽的內(nèi)表面均勻涂抹有浙青涂層，所述浙青涂層的厚度為所述內(nèi)筒壁厚的4-6倍。
【文檔編號(hào)】G01B21/32GK204007585SQ201420412001
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】呂高峰, 王玉潔, 周建波, 朱錦杰 申請(qǐng)人:中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司