[发明专利]锚杆杆体持有荷载的检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锚杆的检测设备和方法，具体是指锚杆杆体持有荷载的检测装置及检测方法。

背景技术

预应力锚杆作为一种既能充分挖掘岩土自身强度，发挥其承载能力，又能大大减轻结构自重，节约工程材料的受拉杆件，以其能在充分确保施工安全与工程稳定的同时，又能取得显著的经济效益等优点，在我国支护工程中得到了广泛的应用。

现有技术中已竣工锚杆结构的结构如图1所示，包括锚杆1、支档结构2、腰梁3、垫板4和工作锚5，支档结构2竖直向上设置，与水平面相垂直，锚杆1包括锚杆自由段11和锚杆锚固段12，锚杆1倾斜设置，腰梁3、垫板4和工作锚5沿锚杆1轴向方向自下而上依次设置，锚杆自由段11穿过工作锚5后伸出。

大量工程实践与研究表明，预应力锚杆在张拉锁定后一定时间内，其持有荷载，即锚杆自由段拉力会因种种因素发生变化，变化幅度大时可能会导致整个支护结构的失效甚至破坏，故对锚杆杆体持有荷载的监测至关重要。虽然对于埋设了锚杆测力计的预应力锚杆而言，能随时监控其持有荷载，但由于成本较高，导致我国绝大部分预应力锚杆并没有埋设测力计，这些锚杆在竣工完成后一段时间内的持有荷载不得而知。

因此，很有必要提出一种针对这类锚杆杆体持有荷载的检测装置与方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供锚杆杆体持有荷载的检测装置，该检测装置结构简单，能够检测锚杆杆体持有荷载。

本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：锚杆杆体持有荷载的检测装置，锚杆倾斜设置，其特征在于：所述检测装置包括沿锚杆轴向方向自下而上依次设置的支撑凳、千斤顶、测力计、工具锚以及百分表，支撑凳的底面支撑在已竣工锚杆结构的腰梁的垫板上，顶面与千斤顶的底面相接触，通过千斤顶的预紧力将支撑凳固定在垫板与千斤顶之间，所述千斤顶的顶端具有活塞，锚杆外露的自由端自下而上依次从所述支撑凳、千斤顶、测力计、工具锚的中心处穿过，并且顶端从工具锚伸出，工具锚夹紧锚杆外露的自由端的上部，测力计夹持在活塞与工具锚之间，活塞顶推所述的测力计，测力计用于检测锚杆的受力荷载，所述的百分表安装在工具锚上，用来测量锚杆的锚头位移。

本发明中，所述工具锚通过夹片夹紧锚杆外露的自由端的上部。

本发明中，所述锚杆的轴线与千斤顶、测力计、工具锚的受压面相垂直。

本发明中的锚杆既包含钢筋锚杆，又包含钢绞线的钢索锚杆。

本发明的目的之二是提供用于锚杆杆体持有荷载的检测方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：采用上述检测装置对锚杆杆体持有荷载进行检测的方法，其特征在于：该检测方法包括如下步骤：

步骤(1)：将支撑凳安置在已竣工锚杆结构的腰梁的垫板上，然后在支撑凳上依次安放千斤顶、测力计以及工具锚，预应力锚杆外露的自由端自下而上依次从支撑凳、千斤顶、测力计、工具锚的中心处穿过，并且顶端从工具锚伸出，锚杆的轴线与千斤顶、测力计、工具锚的受压面相垂直，将锚杆锁定在工具锚上，并安放好百分表；

步骤(2)：通过千斤顶(7)对整个检测装置进行分级加载，并同步进行锚头位移观测，加载方式如下：

初始荷载为锚杆设计锁定力值p的30％，在初始荷载作用下，每隔5min测读一次锚头位移，当相邻两次锚头位移增量不大于0.01mm时，可视为锚头位移稳定，取最后一次读数值作为锚头位移基准值；

分级荷载为锚杆设计锁定力值p的5％，目的是保证测得的持有荷载有较高的准确性；

锚头位移观测期间，荷载变化幅度不应超过分级荷载的±10％；

当出现锚头位移突变或工作锚(5)松动时，应继续2～4级加载后终止试验；

当试验荷载加载至验收荷载，且未出现锚头位移突变或工作锚(5)松动时，应终止试验，

加载速度宜为0.05～0.10p/min，卸载速度为加载速度的2倍，

每级荷载施加完成后，维持荷载5min，并在第0min、5min时测读锚头位移，取平均值作为每级荷载下的锚头位移，

将获得的荷载与对应的锚头位移绘制成荷载-位移关系曲线图；

步骤(3)：锚杆杆体持有荷载的判定方法如下：

当荷载-位移关系曲线上位移突变明显时，取其陡升起始点所对应的荷载值作为锚杆杆体持有荷载，

当荷载-位移关系曲线难以准确确定其陡升起始点时，取曲线两侧拟合直线的交汇点所对应的荷载值的前一级荷载作为锚杆杆体持有荷载。

附图说明