CN206902781U - 锚杆内力外测的检测装置 - Google Patents

Abstract

一种锚杆内力外测的检测装置，具有锚杆、反力模具、穿孔垫片、磁力表座、位移传感器、基体、锚杆拉拔仪。位移传感器安装在磁力表座上，磁力表座固定在基体上；反力模具的前端抵在锚杆梁上，反力模具的后端抵在锚杆拉拔仪的前垫板的外侧壁上，穿孔垫片设于夹片式锚具的夹片的外侧壁处并位于反力模具的腔体内，位移传感器位于腔体内，位移传感器的测头与穿孔垫片的表面上的位移测试点相接触而将穿孔垫片顶在夹片式锚具的夹片的外侧壁上。本实用新型经济实用，可靠，检测精度高，且在锚杆的施工过程中无需对锚杆进行任何处理，可做到全检或对可疑锚杆进行抽测，做到对任何一根锚杆进行检测。

Description

锚杆内力外测的检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种锚杆内力检测装置，尤其涉及一种岩土边坡加固及基坑支护锚杆内力检测装置，具体是一种锚杆内力外测的检测装置，属于测量器具技术领域。

背景技术

目前，现有的岩土边坡加固及基坑支护技术中锚杆内力检测(监测）的方法有专用测力计法、钢筋应力计法或应变计法。以上方法设备均设置在锚杆杆体上属于锚杆内力内测方法，设备在检测(监测）完成后难进行回收，从而造成浪费，且精度受安装方法及仪器精度影响较大。

传统检测方法必须在施工过程中预先安置仪器设备，必须做的与施工同步进行，仪器设备投入费用较高，难以做到循环使用，考虑以上因素传统检测方法现形式多为抽测，只能对预先安置仪器设备的锚杆进行检测。

发明人检索到以下相关专利文献：CN201408095Y公开了一种弹簧电阻式锚杆测力仪，该测力仪含有中空的筒体，所述筒体的中部安置有沿筒体长度方向延伸的弹簧，所述弹簧和筒体的下端相对固定，所述筒体和弹簧之间固定有沿筒体长度方向延伸的电阻丝，所述电阻丝上套有与之电连接的金属片，所述金属片与弹簧的上端固连。量时，将下托盘安置在岩体等处固定，从电阻丝的下端以及金属片上引出通往外部数据采集系统的连接导线，当弹簧上部的锚杆(索)承受应力时，弹簧位置导致输出的电阻信号发生相应变化，从而可以测得到锚杆(索)内力变化，达到安全检测的目的。 CN201548191U公开了一种用于建筑结构位移测试装置，包括：电测位移计、磁力表座和数字显示器，所述电测位移计是一种电阻式线性位移传感器；所述电阻式线性位移传感器安装在磁力表座上，电阻式线性位移传感器与数字显示器之间通过电缆连接。CN104089819A公开了一种测试锚杆轴向载荷与轴向变形的试验台及测试方法。该试验台的工作测试台内设有用于锚固锚杆的钻孔模型，锚杆一端锚固在钻孔模型内，锚杆的另一端安装托盘并拧紧螺母固定在冲击梁的端面上；拉伸顶梁在驱动机构的带动下顶推作用于冲击梁，以使锚杆承受轴向拉伸载荷并发生轴向拉伸变形；负荷传感器位于冲击梁和拉伸顶梁之间，用于测试轴向拉伸载荷，位移传感器分别安装于锚杆的两端，用于测试轴向变形量。

以上这些技术对于如何使锚杆内力检测做到经济实用，可靠，检测精度高，且在锚杆的施工过程中无需对锚杆进行任何处理，可做到全检或对可疑锚杆进行抽测，并未给出具体的指导方案。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种锚杆内力外测的检测装置，它经济实用，可靠，检测精度高，且在锚杆的施工过程中无需对锚杆进行任何处理，可做到全检或对可疑锚杆进行抽测，做到对任何一根锚杆进行检测。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下。

一种锚杆内力外测的检测装置，具有锚杆，锚杆具有钢绞线、夹片式锚具（工程锚，工作锚）、位于锚杆外侧端头的锚杆梁，其技术方案在于所述的锚杆内力外测的检测装置还具有用于提供反力的反力模具、穿孔垫片、磁力表座、位移传感器、无位移的基体、锚杆拉拔仪，位移传感器安装在磁力表座上，磁力表座固定在所述基体上，锚杆拉拔仪具有前垫板、后垫板、位于前垫板和后垫板之间的穿孔式千斤顶、设置于后垫板上的夹片式第一锚具（工具锚）；上述的反力模具的前端抵在所述的锚杆梁上，反力模具的后端抵在锚杆拉拔仪的前垫板的外侧壁上，反力模具具有中空的腔体，穿孔垫片设于夹片式锚具的夹片的外侧壁处并位于反力模具的所述腔体内，穿孔垫片上具有和钢绞线的数量相同且与夹片式锚具上的钢绞线孔同心的开孔，上述位移传感器位于所述腔体内，位移传感器的安装方向与所述钢绞线的拉伸方向一致，位移传感器的测头与穿孔垫片的表面上的位移测试点相接触而将穿孔垫片顶在夹片式锚具的夹片的外侧壁上；上述的钢绞线从夹片式锚具穿出后，经过穿孔垫片上的开孔、反力模具的所述腔体、前垫板的中心孔、穿孔式千斤顶的中心孔、后垫板的中心孔而从夹片式第一锚具的夹片中伸出。

上述技术方案中，所述的的穿孔垫片的厚度最好为1~1.5mm，穿孔垫片的直径大于夹片式锚具的直径，上述的钢绞线的数量为三根，穿孔垫片上所述开孔的数量为三个，每个所述开孔的直径皆大于钢绞线的直径而小于夹片式锚具的夹片的直径。上述的反力模具由前钢板、后钢板、位于前钢板和后钢板之间的四根钢管构成，前钢板和后钢板皆具有用于钢绞线穿过的中心孔，该中心孔的直径大于穿孔垫片的直径， 所述四根钢管的中心线在水平面内的投影的连线构成正方形，四根钢管所围成的区域形成所述腔体，前钢板、后钢板的厚度可以皆为15mm，每根钢管钢管的壁厚可以皆为7mm。上述位移传感器的数量可以为三个,相应地，磁力表座的数量为三个, 基体的数量为三个，每个基体最好皆为一根普通钢管，位移传感器、磁力表座、基体一一相对应，每个位移传感器通过与其相对应的一个磁力表座而固定在一个基体上，穿孔垫片的表面上的位移测试点的数量为三个，三个位移测试点按正三角形位置分布，穿孔垫片的表面上在每个位移测试点的位置皆具有一个凹坑，每个位移传感器的测头伸入与其相对应的一个凹坑而由该凹坑限位。

上述技术方案中，锚杆内力外测的检测方法包括如下步骤：①在锚杆上安装反力模具，使反力模具的前端抵在锚杆的锚杆梁上，反力模具具有中空的腔体；②使穿孔垫片穿过锚杆的钢绞线而将穿孔垫片设于锚杆的夹片式锚具的夹片的外侧壁处并位于反力模具的所述腔体内，穿孔垫片上具有和钢绞线的数量相同且与夹片式锚具上的钢绞线孔同心的开孔；③安装锚杆拉拔仪，具体是依次设置安装锚杆拉拔仪的前垫板、穿孔式千斤顶、后垫板、夹片式第一锚具，使反力模具的后端抵在锚杆拉拔仪的前垫板的外侧壁上；④（对夹片式第一锚具施力而）对锚杆进行预压，使上述反力模具、穿孔垫片、锚杆拉拔仪与所述的钢绞线同心；⑤在反力装置的两侧安放固定牢靠的基体，将位移传感器安装在磁力表座上并使其位于所述腔体内，将磁力表座固定在无位移的所述基体上，使位移传感器的安装方向与钢绞线的拉伸方向一致，使位移传感器的测头与穿孔垫片的表面上的位移测试点相接触而将穿孔垫片顶在夹片式锚具的夹片的外侧壁上；⑥进行分级张拉，同时观测穿孔垫片的位移，当穿孔垫片发生位移时，记录锚杆拉拔仪施加力读数，判定锚杆内力值。

本实用新型对锚杆轴向方向施加外力，在外力刚刚大于锚杆内力时所述锚具受外力作用发生位移，通过观测锚具位移判定锚杆内力值。具体是本实用新型在锚杆外侧设置一反力模具提供反力，所述锚具上设置穿孔（薄）垫片，穿孔垫片上安置位移传感器用以观测锚具或夹片变形，锚杆拉拔仪放置在反力模具上对锚杆进行分级张拉，同时观测垫片位移，当垫片发生位移时，记录锚杆拉拔仪施加力读数，判定锚杆内力值。

本实用新型改变了传统的内力检测的方法，在锚杆的施工过程中无需对锚杆进行任何处理，不需要在锚杆杆体设置任何设备仪器，本实用新型的检测装置包括常规的锚杆拉拔仪、位移传感器及反力模具，结构简单，可做到全检，或对可疑锚杆进行抽测，可以做到对任何一根锚杆进行检测。本实用新型具有无损检测、一次投入、检测方便、受外在环境影响小、精度高等特点。本检测方法适应用于单根钢绞线及多根钢绞线夹片式锚具固定的锚杆，也适用于夹片式锚具固定其他预应力混凝土结构内力的检测。本实用新型下面的实施例以三根钢绞线锚杆（三孔锚具）为例作了说明。

综上所述，本实用新型经济实用，可靠，检测精度高，且在锚杆的施工过程中无需对锚杆进行任何处理，可做到全检或对可疑锚杆进行抽测，做到对任何一根锚杆进行检测。

附图说明

图1为本实用新型的锚杆内力外测的检测装置的结构示意图。

图2为本实用新型中反力装置的结构示意图（主视图）。

图3为图2中沿A-A线的剖视图。

图4为本实用新型中穿孔垫片的结构示意图（主视图）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1：如图1、图2、图3、图4所示， 本实用新型的锚杆内力外测的检测装置具有锚杆1，锚杆1具有钢绞线101、夹片式锚具102、位于锚杆外侧端头的锚杆梁103，锚杆梁上可以带有一块钢板。其特征在于所述的锚杆内力外测的检测装置还具有用于提供反力的反力模具3、穿孔垫片2、磁力表座6、位移传感器4、无位移的基体5、锚杆拉拔仪7。附图标记8为护坡桩。位移传感器4可以为电感调频式防水位移传感器，该位移传感器通过电缆连接数字显示器。位移传感器4安装在磁力表座6上，磁力表座6固定在所述基体5上，这样位移传感器通过磁力表座固定在无位移的基体上（基体可以为钢管）。锚杆拉拔仪7具有前垫板701、后垫板703、位于前垫板和后垫板之间的穿孔式千斤顶（穿心式千斤顶）702、设置于后垫板703上的夹片式第一锚具704。上述的反力模具3的前端抵在所述的锚杆梁103上，反力模具3的后端抵在锚杆拉拔仪的前垫板701的外侧壁上，反力模具3具有中空的腔体300，穿孔垫片2设于夹片式锚具102的夹片的外侧壁处并位于反力模具的所述腔体300内，穿孔垫片2上具有和钢绞线101的数量相同且与夹片式锚具102上的钢绞线孔同心的开孔201。上述位移传感器4位于所述腔体300内，位移传感器4的安装方向与所述钢绞线101的拉伸方向一致（平行），位移传感器4的测头与穿孔垫片2的表面上的位移测试点202相接触而将穿孔垫片2顶在夹片式锚具102的夹片的外侧壁上。上述的钢绞线101从夹片式锚具102穿出后，经过穿孔垫片2上的开孔201、反力模具的所述腔体300、前垫板701的中心孔、穿孔式千斤顶702的中心孔、后垫板703的中心孔而从夹片式第一锚具704的夹片中伸出。

如图1、图2、图3、图4所示，上述的穿孔垫片2的厚度为1~1.5mm（厚度不宜过厚，不超过1.5mm），穿孔垫片2可以为薄的圆形钢片。穿孔垫片2的直径大于夹片式锚具的直径，上述的钢绞线101的数量为三根，穿孔垫片上所述开孔201的数量为三个（当然所述开孔也可以是单孔，开孔的数量还可以为其它值，开孔的数量与钢绞线101的数量相同，钢绞线101的数量可以为一至四根，则开孔的数量为一至四个），每个所述开孔201的直径皆大于钢绞线101的直径而小于夹片式锚具102的夹片的直径。上述的反力模具3由（圆形）前钢板（即下钢板）303、（圆形）后钢板（即上钢板）301、位于前钢板303和后钢板301之间的四根钢管302构成，前钢板303和后钢板301皆具有用于钢绞线101穿过的（圆形）中心孔304，该中心孔304的直径大于穿孔垫片2的直径。所述四根钢管302的中心线在水平面内的投影的连线构成正方形，四根钢管302所围成的区域形成所述腔体300，前钢板、后钢板的厚度皆为15mm，每根钢管钢管302的壁厚皆为7mm。每根钢管与前钢板、后钢板的连接严格按设计位置焊接牢固，保证其有足够的强度作为反力。上述位移传感器4的数量为三个, 磁力表座6的数量为三个,基体5的数量为三个，每个基体皆为一根普通钢管，位移传感器、磁力表座、基体一一相对应，每个位移传感器通过与其相对应的一个磁力表座而固定在一个基体上。穿孔垫片2的表面上的位移测试点202的数量为三个，三个位移测试点202按正三角形位置分布（即三个位移测试点的连线构成正三角形），穿孔垫片2的表面上在每个位移测试点202的位置皆具有一个凹坑（凹陷），每个位移传感器4的测头伸入与其相对应的一个凹坑而由该凹坑限位。安装时保证穿孔垫片穿过钢绞线与夹片连接而不接触钢绞线，三个位移传感器应与前垫板、后垫板垂直布置。

实施例2：如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型的锚杆内力外测的检测方法包括如下步骤：①在锚杆（1）上安装反力模具3，使反力模具3的前端抵在锚杆的锚杆梁103上，反力模具3具有中空的腔体300；②使穿孔垫片2穿过锚杆的钢绞线101而将穿孔垫片设于锚杆的夹片式锚具102的夹片的外侧壁处并位于反力模具的所述腔体300内，穿孔垫片2上具有和钢绞线101的数量相同且与夹片式锚具102上的钢绞线孔同心的开孔201；③安装锚杆拉拔仪7，具体方法是依次设置安装锚杆拉拔仪的前垫板701、穿孔式千斤顶702、后垫板703、夹片式第一锚具704，使反力模具3的后端抵在锚杆拉拔仪的前垫板701的外侧壁上；④对锚杆进行预压，使上述反力模具3、穿孔垫片2、锚杆拉拔仪7与所述的钢绞线101（固定）同心；⑤在反力装置3的两侧安放固定牢靠的基体5（基体可以为钢管），将位移传感器4安装在磁力表座6上并使其位于所述腔体300内，将磁力表座6固定在无位移的所述基体5上，使位移传感器4的安装方向与钢绞线101的拉伸方向一致（平行），使位移传感器4的测头与穿孔垫片2的表面上的位移测试点202相接触而将穿孔垫片2顶在夹片式锚具102的夹片的外侧壁上；⑥进行分级张拉，同时观测穿孔垫片的位移，当穿孔垫片发生位移时，记录锚杆拉拔仪施加力读数，判定锚杆内力值。

如图1、图2、图3、图4所示，上述的穿孔垫片2的厚度为1~1.5mm（厚度不宜过厚，不超过1.5mm），穿孔垫片2的直径大于夹片式锚具的直径，上述的钢绞线101的数量为三根，穿孔垫片上所述开孔201的数量为三个（当然所述开孔也可以是单孔，开孔的数量还可以为其它值，开孔的数量与钢绞线101的数量相同，钢绞线101的数量可以为一至四根，则开孔的数量为一至四个），每个所述开孔201的直径皆大于钢绞线101的直径而小于夹片式锚具102的夹片的直径。上述的反力模具3由前钢板（即下钢板）303、后钢板（即上钢板）301、位于前钢板303和后钢板301之间的四根钢管302构成，前钢板303和后钢板301皆具有用于钢绞线101穿过的中心孔304，该中心孔304的直径大于穿孔垫片2的直径。所述四根钢管302的中心线在水平面内的投影的连线构成正方形，四根钢管302所围成的区域形成所述腔体300，前钢板、后钢板的厚度皆为15mm，每根钢管钢管302的壁厚皆为7mm。每根钢管与前钢板、后钢板的连接严格按设计位置焊接牢固，保证其有足够的强度作为反力。上述位移传感器4的数量为三个, 磁力表座6的数量为三个, 基体5的数量为三个，每个基体皆为一根普通钢管，位移传感器、磁力表座、基体一一相对应，每个位移传感器通过与其相对应的一个磁力表座而固定在一个基体上。穿孔垫片2的表面上的位移测试点202的数量为三个，三个位移测试点202按正三角形位置分布（即三个位移测试点的连线构成正三角形），穿孔垫片2的表面上在每个位移测试点202的位置皆具有一个凹坑（凹陷），每个位移传感器4的测头伸入与其相对应的一个凹坑而由该凹坑限位。安装时保证穿孔垫片穿过钢绞线与夹片连接而不接触钢绞线，三个位移传感器应与前垫板、后垫板垂直布置。

本实用新型上面的实施例以三根钢绞线锚杆（三孔锚具）为例作了说明。本（发明的）检测方法改变了传统的内力检测的方法，在锚杆的施工过程中无需对锚杆进行任何处理，不需要在锚杆杆体设置任何设备仪器，本实用新型的检测装置包括常规的锚杆拉拔仪、位移传感器及反力模具，结构简单，可做到全检，或对可疑锚杆进行抽测，可以做到对任何一根锚杆进行检测。本实用新型具有无损检测、一次投入、检测方便、受外在环境影响小、精度高等特点。本检测方法适应用于单根钢绞线及多根钢绞线夹片式锚具固定的锚杆，也适用于夹片式锚具固定其他预应力混凝土结构内力的检测。

与CN201408095Y所公开的弹簧电阻式锚杆测力仪相比，本实用新型的结构与其不同，本实用新型属于锚杆内力外测方法，而所述的弹簧电阻式锚杆测力仪属于锚杆内力内测方法，设备在检测(监测）完成后难进行回收。本实用新型与传统的监测方法进行试验对比，本实用新型的仪器设备投入费用降低了80%以上，传统设备多为一次性，难以做到循环使用。在监测精度方面，通过与传统监测方法进行多次对比试验，本实用新型的对比数据偏离值在1%以内，精度准确可靠。

Claims (4)

1.一种锚杆内力外测的检测装置，具有锚杆（1），锚杆（1）具有钢绞线（101）、夹片式锚具（102）、位于锚杆外侧端头的锚杆梁（103），其特征在于所述的锚杆内力外测的检测装置还具有用于提供反力的反力模具（3）、穿孔垫片（2）、磁力表座（6）、位移传感器（4）、无位移的基体（5）、锚杆拉拔仪（7），位移传感器（4）安装在磁力表座（6）上，磁力表座（6）固定在所述基体（5）上，锚杆拉拔仪（7）具有前垫板（701）、后垫板（703）、位于前垫板和后垫板之间的穿孔式千斤顶（702）、设置于后垫板（703）上的夹片式第一锚具（704）；

上述的反力模具（3）的前端抵在所述的锚杆梁（103）上，反力模具（3）的后端抵在锚杆拉拔仪的前垫板（701）的外侧壁上，反力模具（3）具有中空的腔体（300），穿孔垫片（2）设于夹片式锚具（102）的夹片的外侧壁处并位于反力模具的所述腔体（300）内，穿孔垫片（2）上具有和钢绞线（101）的数量相同且与夹片式锚具（102）上的钢绞线孔同心的开孔（201），上述位移传感器（4）位于所述腔体（300）内，位移传感器（4）的安装方向与所述钢绞线（101）的拉伸方向一致，位移传感器（4）的测头与穿孔垫片（2）的表面上的位移测试点（202）相接触而将穿孔垫片（2）顶在夹片式锚具（102）的夹片的外侧壁上；

上述的钢绞线（101）从夹片式锚具（102）穿出后，经过穿孔垫片（2）上的开孔（201）、反力模具的所述腔体（300）、前垫板（701）的中心孔、穿孔式千斤顶（702）的中心孔、后垫板（703）的中心孔而从夹片式第一锚具（704）的夹片中伸出。

2.根据权利要求1所述的锚杆内力外测的检测装置，其特征在于上述的穿孔垫片（2）的厚度为1~1.5mm，穿孔垫片（2）的直径大于夹片式锚具的直径，上述的钢绞线（101）的数量为三根，穿孔垫片上所述开孔（201）的数量为三个，每个所述开孔（201）的直径皆大于钢绞线（101）的直径而小于夹片式锚具（102）的夹片的直径。

3.根据权利要求1所述的锚杆内力外测的检测装置，其特征在于上述的反力模具（3）由前钢板（303）、后钢板（301）、位于前钢板（303）和后钢板（301）之间的四根钢管（302）构成，前钢板（303）和后钢板（301）皆具有用于钢绞线（101）穿过的中心孔（304），该中心孔（304）的直径大于穿孔垫片（2）的直径， 所述四根钢管（302）的中心线在水平面内的投影的连线构成正方形，四根钢管（302）所围成的区域形成所述腔体（300），前钢板、后钢板的厚度皆为15mm，每根钢管钢管（302）的壁厚皆为7mm。

4.根据权利要求1所述的锚杆内力外测的检测装置，其特征在于上述位移传感器（4）的数量为三个, 磁力表座（6）的数量为三个, 基体（5）的数量为三个，每个基体皆为一根普通钢管，位移传感器、磁力表座、基体一一相对应，每个位移传感器通过与其相对应的一个磁力表座而固定在一个基体上，穿孔垫片（2）的表面上的位移测试点（202）的数量为三个，三个位移测试点（202）按正三角形位置分布，穿孔垫片（2）的表面上在每个位移测试点（202）的位置皆具有一个凹坑，每个位移传感器（4）的测头伸入与其相对应的一个凹坑而由该凹坑限位。