CN101650242B - 锚索锚下预应力无损检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锚索锚下预应力无损检测方法，利用预应力与波速之间的函数关系建立模型，检测时用振源使锚索产生弹性波，测得弹性波的传播速度，根据预应力与波速的函数关系得到与所测波速对应的预应力数值，本发明只需对锚索的外露段进行激振，不需要对锚索施加外力，不破坏锚固结构本身，从而得到锚索的锚下预应力，对控制新建锚固工程的施工质量和掌握已有锚固工程的运行状况和安全性具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种土木工程无损检测方法，特别涉及一种锚索锚下预应力无损检测方法。
背景技术
锚索等预应力技术已在土木工程中得到广泛应用。如用于边坡加固、桥梁预应力混凝土、隧道与地下工程加固与变形控制、结构物稳定等。
锚索等预应力工程不仅使用量越来越大，而且直接关系到工程的安全稳定性。锚索等预应力作为主动施加预应力的工程，工程的安全稳定性在很大程度上依赖于锚索的加固作用。
锚下预应力指的是锚索的张力，即预应力锚索的实际拉力数值。对于新建工程，指施工张拉后的有效预应力值；对运营工程，指工作预应力值。
锚索所提供的实际拉力是多大，施工张拉是否到位、运行一段时间后预应力是否损失过大或过载？这个问题一直困扰着锚固工程界，目前还没有可靠的检测方法。目前的方法是在施工阶段就预埋测力传感器，从而对锚下预应力进行监测。但是，如果在施工阶段没有预埋，就无法检测锚下预应力的大小。而且，预埋测力传感器的成本较高，难以大量埋设，采用一般的传感器的成活率也比较低，难以长期有效。
因此，寻求一种锚索锚下预应力检测方法，不破坏锚固结构本身或影响其工作性能，对控制新建锚固工程的施工质量、掌握既有锚固工程的运行状况和安全性具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种锚索等预应力钢束的锚下预应力无损检测方法，不破坏锚固结构本身或影响其工作性能，能够对锚索锚下预应力进行测试，对控制新建锚固工程的施工质量、掌握既有锚固工程的运行状况和安全性具有重要意义。
本发明的锚索锚下预应力无损检测方法，包括以下步骤：
a.建立锚索波速和预应力二维坐标系，并在二维坐标系内建立波速和预应力坐标曲线，根据波速和预应力坐标曲线确定波速和预应力坐标曲线的函数关系；
b.在锚索的外露段激发弹性波，根据公式v＝2L/T测得弹性波在锚索内的波速；其中v为波速，L为锚索的长度，T为弹性波从锚索的外露段端面发生到返回外露段端面的时间；
c.根据测得的波速数值，根据步骤a的函数关系计算出锚固锚索的预应力。
进一步，步骤b中，波速的检测是通过检测仪实现的，所述检测仪包括探头、数据接收及转换模块、处理器和输出模块，所述探头为套筒状结构，设置在锚索外露端头，探头内设置有加速度传感器，所述加速度传感器所采集的锚索振动信号由数据接收及转换模块转换放大后输入处理器，处理器根据公式v＝2L/T得到波速；
进一步，步骤a中，确定波速和预应力坐标曲线的函数关系为v＝7E-122e0.0544F，其中v为波速，F为预应力，E为科学计数法符号，e为自然常数；步骤c中，由处理器根据公式v＝7E-122e0.0544F得到锚固锚索的预应力数值。
本发明的有益效果：本发明的锚索等预应力钢束的锚下预应力无损检测方法，利用预应力与波速之间的函数关系建立模型，检测时在锚索内激发弹性波，测得弹性波的传播波速，根据预应力与波速的函数关系得到与所测波速对应的预应力数值，该方法只需对锚索外露段进行激振，不破坏锚固结构本身或影响其工作性能，能够对锚索锚下预应力进行测试，对控制新建锚固工程的施工质量、掌握既有锚固工程的运行状况和安全性具有重要意义。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明原理框图；
图2为本发明装置结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明原理框图，图2为本发明装置结构示意图，如图所示：本实施例的锚索锚下预应力的无损检测方法，包括以下步骤：
a.建立锚索1波速和预应力二维坐标系，本实施例中，纵坐标为波速，横坐标为预应力；
在二维坐标系内建立波速和预应力坐标曲线，根据波速和预应力坐标曲线确定波速和预应力坐标曲线的函数关系为v＝7E-122e0.0544F，其中v为波速，F为预应力，E为科学计数法符号，e为自然常数；
在二维坐标系内建立波速和预应力坐标曲线是通过对锚索1的实物进行试验取得波速与预应力数值，并根据二者之间的对应关系取点绘制；
b.对待检测锚索1的外露段端面瞬间冲击，根据公式v＝2L/T测得瞬间冲击产生的振动波在锚索内的波速；其中v为波速，L为锚索的长度，T为振动波从发生到返回的时间；
本实施例中，波速的检测是通过检测仪实现的，所述检测仪(如图2所示)包括探头2、数据接收及转换模块4、处理器5和输出模块；所述探头为套筒状结构，设置在锚索1外露端头，探头内设置有加速度传感器，该探头既可传递激发波，又可接收弹性波；锚索外侧为波纹管8，所述加速度传感器所采集的锚索1振动信号通过数据接收及转换模块4转换放大后输入处理器5，处理器5根据公式v＝2L/T得到波速；此步骤可将波速数值直接输出，检测操作人员根据波速数值，直接由曲线得到锚索锚下预应力数值，操作简单，效率高；
c.根据测得的波速数值从波速和预应力，根据公式v＝7E-122e0.0544F计算出锚索锚下预应力数值。
本实施例的步骤b中，对待检测锚索1外露段端面瞬间冲是由手锤3通过锤击实现的，操作简单，施工成本低，当然，也可以采用其它自带加速度传感器的激振力可调的激振装置，也能达到发明目的；
输出模块包括显示设备6和打印设备7，可直接显示测得的数值并打印输出，使操作者能够直观的观察到检测结果和过程，使用方便简单。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种锚索锚下预应力无损检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.建立锚索波速和预应力二维坐标系，并在二维坐标系内建立波速和预应力坐标曲线，根据波速和预应力坐标曲线确定波速和预应力坐标曲线的函数关系；确定波速和预应力坐标曲线的函数关系为v＝7E-122e0.0544F，其中v为波速，F为预应力，E为科学计数法符号，e为自然常数；步骤c中，由处理器根据公式v＝7E-122e0.0544F得到锚固锚索的预应力数值；
b.在锚索的外露段激发弹性波，根据公式v＝2L/T测得弹性波在锚索内的波速；其中v为波速，L为锚索的长度，T为弹性波从锚索的外露段端面发生到返回外露段端面的时间；
c.根据测得的波速数值，根据步骤a的函数关系计算出锚固锚索的预应力。
2.根据权利要求1所述的锚索锚下预应力无损检测方法，其特征在于：步骤b中，波速的检测是通过检测仪实现的，所述检测仪包括探头、数据接收及转换模块、处理器和输出模块，所述探头为套筒状结构，设置在锚索外露端头，探头内设置有加速度传感器，所述加速度传感器所采集的锚索振动信号由数据接收及转换模块转换放大后输入处理器，处理器根据公式v＝2L/T得到波速。
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