[发明专利]监测预应力锚索运行状态的锚索对中架

说明书

本发明提供一种监测预应力锚索运行状态的锚索对中架，它包括套筒、前端盖、后端盖、惯导设备、金属杆、弹簧和测力计。套筒和前、后端盖构成一个整体；惯导设备设置在套筒内，用于测量预应力锚索的弯曲变形；测力计穿过前端盖孔伸入套筒内；金属杆经后端盖伸入套筒内；在套筒内，测力计中心轴的端部与金属杆的端部之间套有一弹簧；将惯导设备弹簧、金属杆内置在套筒内后，通过注浆孔注浆，使得套筒外被砂浆所固定，套筒内的部件位置相对固定。本发明利用惯导设备和测力计，实时监测预应力锚索在边坡加固长期运行过程中因岩体变形而导致锚索的受力与变形，为分析锚固边坡的稳定性和安全性，以及预应力锚固系统运行的可靠性及寿命预测提供重要参考。

技术领域

本发明涉及一种监测预应力锚索长期运行过程中受力与变形情况的装置，具体地说，本发明涉及一种锚索对中架，该锚索对中架可实时监测预应力锚索运行过程中的弯曲变形情况。

背景技术

预应力锚索是岩土工程中边坡支护最常用的技术手段。预应力锚索包括内锚头、锚索体、外锚头。内锚头通过岩体软弱结构面的孔锚入岩体内，外锚头固定在岩体外，内锚头和外锚头之间连接有锚索体。内锚头锚固在岩体内提供预应力的根基，外锚头是锚索借以提供张拉吨位和锁定的部位，锚索体是连接内外锚头的构件，也是张拉力的承受体。锚索体由高强度钢筋、钢绞线或螺纹钢筋构成。预应力锚索通过锚索体将软弱岩层与稳固岩层联在一起，从而改变边坡岩体的应力状态，提高边坡不稳定岩体的整体性和强度。

预应力锚索被埋设在边坡岩体后，需要在其长期运行过程中对其进行监测，保证其运行健康，只有预应力锚索运行健康才能保证边坡运行的安全与稳定。目前，在岩土锚固工程中，对锚索预应力变化进行长期或短期监测的方法是：在锚索外锚头处以及预应力锚索旁的周边岩体内埋设传感器，对锚固系统长期运行状态、运行情况进行监测。

由于目前用于监测和观察的传感器通常都安装在外锚头处(即外锚头垫板与工作锚板之间)；然而研究发现，锚索预应力是沿程变化的，变化规律和规范有很大不同，同时锚索施工过程中不能保证锚索结构是一条直线，所以，目前对于锚索预应力的监测还是主要侧重在锚头部位的应力监测，难以获得锚索深部变形特征信息。这对于预应力锚索的长期运行性状而言，很难能够真实、及时地把握，对于整个边坡的运行状态也难以通过监测数据进行分析。

发明内容

鉴于上述情况，为有效掌握预应力锚固长期运行过程中的受力变形，特别是了解其深部岩体变形特性，本发明的目的是提供一种用于监测预应力锚索运行状态的锚索对中架。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种监测预应力锚索运行状态的锚索对中架，它包括套筒、前端盖、后端盖、惯导设备、金属杆、弹簧和测力计；

所述套筒和前端盖、后端盖构成一个整体；所述前端盖上开有变形测力孔、穿线孔、注浆孔和惯导孔；

所述惯导设备用于测量预应力锚索的弯曲变形，该惯导设备经所述惯导孔放入所述套筒内，其信号输出线经所述穿线孔穿出；

所述测力计固设在所述前端盖外侧，其中心轴穿过所述前端盖的变形测力孔伸入所述套筒内；所述金属杆经所述后端盖伸入所述套筒内；在所述套筒内，所述测力计的中心轴端部与所述金属杆的端部之间套有所述弹簧，在所述弹簧的外面套有一柔性保护套；

将所述惯导设备、弹簧、金属杆内置在所述套筒内后，通过所述注浆孔注浆，保证所述套筒内的部件位置相对固定。

在本发明较佳实施例中，所述惯导设备包括陀螺仪和重力加速度计；

所述陀螺仪和重力加速度计用于测量预应力锚索的空间姿态，监测预应力锚索的弯曲变形。

在本发明较佳实施例中，该锚索对中架包括四个测力计，四根弹簧和四根金属杆；

在所述前端盖上对称地开有四个变形测力孔；