[发明专利]一种可更换的埋入式振弦应变计安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种土木工程技术领域的传感器安装，具体涉及一种振弦式应变传感器安装方法。 

背景技术

振弦式应变计具有结构简单，工作可靠，输出信号为标准的频率信号，无需一直通电等优点，现已被广泛应用于大型桥梁、大坝、隧道、重要建筑等钢筋混凝土结构关键部位受力状况的监测。但据文献报道振弦式应变计在实验环境中寿命可达25年左右，因振弦式应变计在工程中的应用时间相对不长，实际中其寿命尚不得而知。钢筋混凝土结构的使用寿命一般可达几十年甚至几百年。且埋入式振型式应变计安装后有一定的成活率，因而在结构监测过程中存在更换振弦式应变计的问题。目前，振弦式应变计种类繁多，但未发现有可更换的埋入式振弦应变计。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种可更换的埋入式振弦应变计安装方法，应变计老化或失效后对其进行更换，可以满足长期监测的需求，同时适用于结构内的钢筋和混凝土。 

本发明的技术方案是： 

一种可更换的埋入式振弦应变计安装方法，振弦式应变计可用于测量梁的顶板、底板以及腹板的应力变化；它的形状为哑铃型，其结构为中间部分是圆柱形，圆柱形两端一体连接有金属圆片，金属圆片的直径为D，金属圆片的直径D大于圆柱体的直径d；

具体安装步骤为：

一、首先选定振弦式应变计型号，确定应变计长度L、两端金属圆片直径D；

二、确定应变待测点，确定顶板或底板位置，测定振弦式应变计距离混凝土外表面距离H；

三、设置预留孔：根据就近原则选择振弦式应变计出口位置，在应变待测点预留用于安装振弦式应变计的预留孔，预留孔尺寸为：长L+10mm，宽D+2mm，深H+2mm；

四、穿设导线管路：首先确定接线盒位置，根据导线流畅原则，规划并确定连接导线线路，将导线连同耐久性线材穿入直径为导线直径3~5倍的PPR管内，管内注入润滑油，沿设计线路安装；

五、制作和预埋不锈钢片：在预留孔的底部两侧各预埋一块不锈钢片，不锈钢片的边长为D+1cm的正方形，厚度为0.5~1cm；预埋分为两种情况①如果是测量混凝土应力，将两个不锈钢片分别预埋在安装振弦式应变计位置的两侧，为保证不锈钢片与混凝土的可靠连接，在不锈钢片的周边焊接若干根加强钢筋；预埋时将加强钢筋预埋在混凝土内；②如果振弦式应变计是用于测量混凝土钢筋应力，则将不锈钢片与待测钢筋进行可靠焊接；

六、设置固定槽：本发明采用盖板密封预留孔，盖板形状为与预留孔顶部形状相适配，盖板的长和宽均大于预留孔；盖板的四周周边开设有用于穿设螺栓的通孔，在预留孔的周边外侧预留一圈固定槽，固定槽内预埋有螺母，螺母数量与通孔数量相等；

七、连接导线：浇筑混凝土后，将应变计导线与预埋导线进行可靠连接，并做绝缘处理；

八、安装振弦式应变计：将振弦式应变计放在左右两侧的不锈钢片之间，并在不锈钢片和振弦式应变计两端的金属圆片上涂抹上适量的环氧树脂类粘合剂；

九、固定振弦式应变计：采用振弦式应变计安装工具将振弦式应变计放入预留孔底，结合应力计读数仪，应变计安装工具将两端的金属圆片向外撑开，使两侧的金属圆片紧紧压在相应一侧的不锈钢片上，给予应变计初始读数后固定，待不锈钢片和金属圆片固结后，取下应变计安装工具；应变计安装工具为钳状，上侧两端为U形且可以相对转动打开，可卡住振弦式应变计两端的金属圆片转动后向外撑开金属圆片，应变计安装工具上侧两端固定；

十、密封：用螺栓安装好盖板，盖板和固定槽之间设有用于密封的密封垫片，如果预留孔位于底板处则无须处理；如果是位于顶板位置，由于还需在盖板上方浇筑混凝土铺装，故需在盖板上方放置隔离薄不锈钢板，以便于后期更换；

十一、连接接线盒：将上述测试元件埋置在混凝土内后，预留足够长度的屏蔽型连接线至桥侧面或至桥墩墩顶，并设置测试接线盒；

十二、更换：若顶板位置的振弦式应变计老化，首先凿除盖板上方是混凝土铺装，然后转动螺栓打开盖板，取出盖板，安装临时盖板，临时盖板上安装有进液孔和排气管，注入可以溶解环氧树脂类粘合剂的溶剂，浸泡一段时间后可溶解不锈钢片与应变计端部钢圆片间的粘合剂，取出旧的振弦式应变计，然后用丙酮清洗预留孔，同时，若导线损坏则应更换导线，然后连接导线和新应变计，在新应变计两端金属圆片上涂抹适量环氧树脂类粘合剂后重复复步骤一至十一；若更换底板位置的振弦式应变计，使用注射器类工具将溶剂送至金属圆片和不锈钢片处的环氧树脂处，其余步骤与更换顶板位置的振弦式应变计的过程相同。