[发明专利]一种考虑混凝土收缩徐变影响的支撑轴力监测方法及系统

说明书

本发明属于岩土力学监测技术领域，并具体公开了一种考虑混凝土收缩徐变影响的支撑轴力监测方法及系统。所述方法包括：在主筋截断处安装钢筋计；沿主筋长度方向布设剪切力传感器，将预拉后的应变片环绕贴合到主筋上；将钢筋计在主筋截断位置进行焊接固定；浇筑混凝土，在混凝土支撑施工完成后，基坑未开挖之前，获取剪切力传感器测得的应变数据并计算因混凝土收缩徐变和混凝土弹性模量变化引起的钢筋应变，再从钢筋计测得的应变数据中扣除上述钢筋应变，得到主筋的真实应变，最后基于等效应变法计算支撑轴力真实值。所述系统包括钢筋计以及剪切力传感器。本发明具有钢筋混凝土支撑轴力计算精度高、造价成本低、结构简单等特点。

技术领域

本发明属于岩土力学监测技术领域，更具体地，涉及一种考虑混凝土收缩徐变影响的支撑轴力监测方法及系统。

背景技术

钢筋混凝土支撑监测中需要得到的是支撑在外力作用下产生的应变，实际监测过程中，传感器应变监测的准确性受到多种因素的影响，包括温度、混凝土收缩、徐变、弹模的非线性等，这些因素会导致监测所得到的应变大于外力所产生的应变，工程实践中经常出现支撑轴力监测值偏大的现象，有时甚至超过构件承载力，但其它监测数据及现场巡视却未见异常。张开伟在文献“支护结构混凝土支撑轴力受力组成分析研究”中通过截断混凝土支撑，并在断面上设置混凝土支撑轴力计进行支撑轴力监测，测试结果表明：混凝土实际轴力值约为混凝土支撑现场监测轴力值的30％～40％。这种轴力监测值与支撑实际轴力值差别巨大的现象经常困扰着各方。

目前混凝土支撑轴力监测通常是采用埋入振弦式钢筋计或应变计的方法，通过测定传感器频率的变化得出支撑梁的应变量，并通过轴力计算公式计算得到支撑轴力。《城市轨道交通工程监测技术规范》GB50911-2013规定，结构应力监测应排除温度变化等因素的影响，且钢筋混凝土结构应排除混凝土收缩、徐变以及裂缝的影响。目前一般通过对钢筋计监测值进行温度补偿来消除温度的影响，例如，中国发明专利“钢筋混凝土支撑轴力监测数据的优化方法”(CN201310536162.2)中，通过在钢筋混凝土支撑的截面上以均匀分布方式布置n个钢筋应力计，以构成n个监测点，所述钢筋应力计具备测温单元，其后将测得的钢筋混凝土支撑轴力减去温度效应产生的力，即可得到较为真实的钢筋混凝土支撑轴力。而对于混凝土收缩与徐变以及混凝土弹性模量的影响，目前还没有有效的监测方法来考虑这种影响，一般通过理论推导来计算混凝土支撑的轴力值。由此可见，支撑轴力监测值与实际轴力值差别很大，目前还没有考虑混凝土收缩与徐变以及混凝土弹性模量影响的有效的监测方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种考虑混凝土收缩徐变影响的支撑轴力监测方法及系统，其中结合钢筋混凝土支撑结构自身的特征及其轴力测量的工艺特点，并针对现有技术中未考虑混凝土收缩与徐变以及混凝土弹性模量变化对钢筋混凝土支撑轴力的影响，在钢筋混凝土支撑的主筋部分设置多个钢筋计和剪切力传感器，将多个剪切力传感器进行相应的预拉和粘贴处理，同时，将多个剪切力传感器串联连接，以此方式，可通过钢筋计实现支撑梁的应变量检测，同时，通过多个剪切力传感器的检测数据，实现因混凝土收缩与徐变对钢筋混凝土支撑轴力的影响的监测，也可间接消除混凝土弹性模量变化对支撑轴力的影响，提高钢筋混凝土支撑轴力计算精度。本发明具有钢筋混凝土支撑轴力计算精度高、造价成本低、结构简单等特点，因而尤其适用于基坑混凝土支撑轴力的监测。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种考虑混凝土收缩徐变影响的支撑轴力监测方法，包括以下步骤：

S1钢筋混凝土支撑浇筑之前，沿钢筋笼长度方向将钢筋笼四角或四边中点对应位置的主筋截断一段，截取长度与钢筋计相等，并在主筋截断处安装钢筋计；

S2沿主筋长度方向均匀布设多个剪切力传感器，即将剪切力传感器的应变片进行预拉，使应变片处于绷紧状态，将预拉后的应变片环绕贴合到主筋上；

S3将钢筋计在相应的主筋截断位置进行焊接固定；