范文一:钢筋计(锚杆应力计)
振弦式钢筋计(锚杆计)
振弦式钢筋计、锚杆应力计
一、振弦式钢筋计应用范围
振弦式钢筋应力计用来监测混凝土结构中钢筋及锚杆的应力。钢筋应力计可采用绑扎,焊接或螺纹连接等安装方式。加装配套附件可组成锚杆测力计、基岩应力计等测量应力的仪器。主要应用于基坑、桥梁、公路、建筑、水电水利、石油化工、隧道、地铁等。
二、钢筋计(锚杆计)的性能指标
技术指标
外型尺寸
仪器名称
型号
分辨率
量程
直径
钢筋
1、土压力盒配合
振弦式钢筋计
CS-C12B
≤0.05%F.S
±260MP
Φ26
12 智能读数仪可以
直接读出物理量。
振弦式钢筋计
CS-C16B
≤0.05%F.S
±260MP
Φ30
16
2、配合16通道无线自动化采集系
振弦式钢筋计
CS-C18B
≤0.05%F.S
±260MP
Φ32
18
统可以远程读数;并把采集的数据保存到软件的数
振弦式钢筋计
CS-C20B
≤0.05%F.S
±260MP
Φ34
并能实现20 据库里,短信报警、打印等
功能。
振弦式钢筋计
CS-C22B
≤0.05%F.S
±260MP
Φ36
22
3、锚杆计跟钢筋的计的技术指标
振弦式钢筋计
CS-C25B
≤0.05%F.S
±260MP
Φ40
25 是一样的。
备注
振弦式钢筋计 CS-C28B ≤0.05%F.S ±260MP Φ42 28
振弦式钢筋计 CS-C32B ≤0.05%F.S ±260MP Φ46 32
三、振弦式钢筋计安装步骤
1、安装前的准备。仪器的校对检查:备好钢筋计,检查规格型号、编号与厂家对每只仪器的出厂检验证书是否一致,安装杆是否配齐
等。注意:不要用钢筋计本身的电缆提起钢筋计。
2、安装前在智能型读数仪上进行测试,检查是否钢筋计在运输途
中损坏。
3、焊接前预备的工具、材料:尼龙扎带、毛巾、焊接时水冷降温工具。
4、钢筋计拉杆与主筋连接的方式推荐:对焊、绑焊、绑扎。
5、钢筋计对焊
对焊是把被测的钢筋断开,把钢筋计串联连接在被测的钢筋中,计算时钢筋上的受力等于钢筋计的受力。先把钢筋计安装位置的钢筋断开(绑扎前进行),把钢筋计与安装杆组装后串在钢筋断开处,安装杆全断面焊接在主筋上,这是最直接的常用安装方法。焊接时要用潮毛巾包住焊缝与钢筋计安装杆、钢筋计,并在焊接的过程中不断的往潮毛巾上冲水降温,直致焊接结束,仪器温度降到60℃以下时方可停止
冲水。(如:图6)
6、绑焊
绑焊是将钢筋计並联在主筋上的一种安装方法,计算时钢筋上的受力不等于钢筋计的受力,这种方法多用于用小直径的钢筋计测大直径钢筋(主筋)的受力。安装时先将钢筋计与安装杆连接后(见图3),再如图7把安装杆焊接在主筋上,焊接时也要用与对接焊一样
的方法冲水冷却。
用钢筋计测钢拉杆、钢管支撑(见图8)、钢锚杆、钢拱架、钢梁、钢柱等钢结构表面测应力、应变的多用绑焊的方法焊接。一般在梁、柱的监测中为消除受剪误差,每断面对称安装2~4
只钢筋表面应力(应变)计,计算时取平均值。
7、姊妹杆扎接
姊妹杆扎接是冷作法将钢筋计並联在主筋上,计算时钢筋上的受力不等于钢筋计的受力,这种方法也多用于用小直径钢筋计测大直径钢筋的受力。此法与绑焊基本一样,不同的是事先在安装杆上焊上足夠长(50~150cm)的钢筋,安装时将焊接好加长钢筋的安装杆与钢筋
计组装后用铁丝与主筋並联扎接(见图9)。
8、安装好之后再次用读数仪测量;看钢筋计是否损坏。 9、钢筋计从安装结束后要用智能读数仪调一次零;混凝土浇筑完毕后,一般应每天至少测读一次,数据稳定一周后可跟据工程情况确定增减;但要把每一次测量的数据要保存到读数仪里;以便分析和处理。振弦式钢筋计还可以采用自动化远程监测(配上我们公司的采集仪和相应的软件)。
欢迎您来电指导:186 9224 1768 刘经理
范文二:钢筋应力计
钢筋应力计
一、用途
振弦式钢筋应力计广泛应用于桥梁、建筑、铁路、交通、水电、大坝等工程领域的混凝内部的应力应变测量,充分了解被测构件的受力状态。
二、特点
1.采用振弦理论设计、全不锈钢制造,具有灵敏度与精度高、线性与稳定性好等优点。
2(全数字信号检测,长距离传输不失真,抗干扰能力强。
3(绝缘性能良好,防水耐用。
4( 应变计内置温度传感器可直接测量测点温度(编号型或长效型),用于应变值的温度修正。
三、技术参数
1(量程:?1500με
2(灵敏度:1με(0.1Hz)
3(测量标距:157mm
4(使用环境温度:-10?——,70?
5(温度测量范围:-20?——,125?
6(温度测量:灵敏度0.5? 精度:? 1?
四、安装与使用
1( 根据结构要求选定测试点。
2( 将振弦式应变计平行结构应力方向安装。 3( 采用细匝丝将应变计捆绑在结构钢筋上。 4( 测试导线沿结构钢筋引出,并绑扎好。 注意:应变计与测试导线应捆绑在结构钢筋的底端侧面,以免导
振时应变计方向改变或将应变计和导线损坏。 5( 登记好每个测试点的应变计编号,并保存好记录资料。
6( 根据测试要求进行测量,SZZX-A157型振弦式应变计直接测
量绝对应变值,如果需要测试钢弦的频率可不连接蓝线,且再次测量
即可显示振弦频率(分辨率为0.1Hz), 应变与频率的计算公式为
A=K×f2 A为应变值 f为振弦频率 K为标定系数
7.温度修正。
混凝土温度系数为F,
测量应变为εi,单位为με,
零点测量应变为ε0 , 单位为με, 测量温度为T,零点测量温度为T0, 修正后应变ε修= (εi-ε0 ),(T,T0)(F,F0)
其中:F0=12.2
F=10(应用在混凝土结构中)F=12(应用在钢结构中)
销售经理:肖光华编辑
联系电话:13787157896
范文三:钢筋应力计监测
钢筋应力计监测
钢筋应力计一般多用于深基坑,安装在连续墙或围护桩中的钢筋上,围护结构受基坑开挖和周边因素的影响会产生变形,利用钢筋应力计对围护结构进行监测,以得到围护结构钢筋的受力情况,让基坑在开挖过程中得到准确的判断,从而保证基坑在开挖过程的安全性和稳定性。
使用的仪器:
钢筋应力计,采用与主体结构及围护结构钢筋直径相同的钢筋应力计,安装在结构钢筋的内侧(靠基坑侧)。(如图1所示)
图1 振弦式钢筋应力计
仪器安装:
钢筋应力计两端配有拉杆,可将钢筋直接焊在拉杆上。在焊接前应对钢筋应力计的初始频率进行测试,测试结果应和标定表的零点频率相同,方可进行焊接,在焊接时必须对钢筋应力计进行水冷却,以免由于焊接时的高温传到钢筋应力计上,损坏钢筋应力计内部电器元件。当钢筋应力计拉杆与钢筋焊完后,用二次仪表测试钢筋应力计初始频率二次仪表显示的频率是否正确,如正确便可将其装到工程部位。具体埋设方法。(如图2所示)
图2 钢筋应力计的暗转示意图
钢筋计的监测原理:
当被测混凝土压荷载作用在钢筋计上,将引起nvp系列振弦式压力传感器的弹性膜片产生变形,并振弦式应力变化,从而改变振弦的振动频率,频率信号经电缆传输至读数装置(读数仪),即可测出应力计的压力值,同时可以测出埋设点的温度值。
振弦式仪器的量测量采用频率模数F来度量,其定义为:
F+f2/1000
式中 f为振弦式仪器中钢丝的自振频率。
振弦式应力计压力计算公式为:
Pm=k×(F-F0)+b×(T-T0)
式中 Pm—应力计最小读数,单位:Kpa/KHz2,由厂家所附的卡片给出;
F—实时测量的应力计输出值,单位为:KHz2;
F0—应力计的基准值,单位为:KHz2;
观测方法:
采用FX-180型多功能读数仪进行观测,一般情况下轴力计的电缆线分为红色和黑色,先打开读数仪,将仪器模式切切换到F模式下,测
量时将读数仪的鳄鱼夹红色的夹子夹到轴力计红色的电缆线上,黑色的夹子夹到黑色的电缆线上,读取读数仪显示屏上F值做好记录并保存。
数据采集:
测试数据处理:现场所测得的是传感器的应变或荷载频率值,与初始频率相对应,根据厂家提供的标定公式和曲线可计算出相应的应变和钢筋轴力荷载值。
以下列出钢筋轴力的计算公式,其相关的参数可根据每一个传感器的标定资料查找。
钢筋应力:
X?(f?f?F?F?A)K
式中 X——荷载(MPa);
f——荷载频率;
F——初始频率;
A——截矩;
K——系数。
计算方法:
将现场记录的数据检查时间、观测员、记录员是否准确、清晰。在将检查合格的数据输入电脑,计算出应力计的受力p,计算公式如下:
P=K(f02-fi2)
P: 应力(单位KN);
f0:初始频率;
fi:本次频率;
k:标定系数;
将计算出的受力整理成表、画出受力曲线图。做好分析报告,上报有关单位。
报警应急措施:
随着基坑的开挖,应力计随围护结构变形而产生受力,当计算出的应力计受力达到报警值时,应通知施工单位采取应对措施。随时观察围护结构变形情况,连续墙是否发生裂缝等。以保证基坑的安全性和稳定性。
注意事项:
随基坑开挖和各个工序的施工,应力计的电缆线要做好保护工作。深基坑应力计测量时应注意安全。
范文四:钢筋应力计工艺说明
应力计(stress gauge)是测量地应力的仪器。根据地应力测量中使用的传感器的刚度不同,可将传感器分为两种:若刚度比所测地点岩石的刚度大时,称为应力计;若小于被测地区岩石的刚度,则称变形计或应变计。因应力计刚度大,有很大能力反抗岩石变形,而本身所承受的压力主要取决于岩石中的应力,与岩石的弹性常数关系不大,刚度愈大这种效应愈明显,因此用它进行测量时不需精确测定岩石的弹性常数。应变计则相反,其变形程度除与岩石中的应力有关外,还与岩石弹性常数有关,测地应力时必须精确测定岩石的弹性模量。有压磁电感应力计、振弦应力计、钢环应力计、电容应力计和光弹应力计等多种。1962年地质力学研究所等研制的压磁电感应力计,经多次改进,精度较高,目前中国使用较广。
钢筋应力计工艺说明
一、说明
在建筑工程的强震观测及建筑结构试验的长期测量中,钢筋应力、应变是了解力学性能的重要参量。强震观测及长期测量的着眼点是数据的长期稳定和可靠性,并能真实反映物理及力学状态的变化。在钢筋应力应变的长期测量中可以采用的方法和器材虽多,但目前适于房屋建筑结构的并不多,除振弦式钢筋应力计外,国内尚无比较可靠的方法。自接受强震观测及结构试验中钢筋应力、应变测量问题的任务以来,力求以应变片技术去解决这一问题。原因是,随着国内应变片电测技术应用水平和仪器生产技术的日益提高和普及,为钢筋应力长期测量创造了良好条件,多年来我们积累了一些应变式传感器加工制造、工艺处理和使用的经验,有一定的技术基础。
在国外(如美国和日本),由于应变式传感器技术过关,各种力学参量都有相应的传感器产品可供工程测量及试验选用,如日本“共和电业”(株)就有BF-A型钢筋应力传感器的系列产品,其规格和技术性能如下
从产品广告说明和外观照片来看,BF-A型钢筋应力传感器就是用相当于我国二级钢筋经过应变片工艺 处理的应力型传感器。由于制成了传感器,力学性能基本满足长观测的一般要求。
我们研制生产的应变式钢筋计规格和技术指标是:
二、钢筋应力计结构
对钢筋应力计的结构,从工程实用性来看,力求结构简单、可靠、成本低、使用方便。从应力计结构设计要求:使传感体形状简单、易加工,应变片工艺处理简单,长期电气力学性能稳定。为此选用国产Ⅱ级或Ⅲ级钢筋,稍事加工处理即可。传感体采用圆柱形结构,表面经车加工,外用铝或钢保护罩,全传感器只有三种四个机械零件,如图1所示。
传感体的直径设计,按最少影响钢筋应力角度出发选用:
φd=k·ΦdD k——加工系数0.80~0.95 ΦD——传感体公称直径 一般来说对于小于φ15的钢筋,取k=0.80,φ15~φ25, 取k=0.85~0.90,φ25~φ35,取k=0.90~0.95 加工长度L=4~5ΦD
传感器的长度L选取值为0.5~0.7米长,细直径的短些,粗直径的长些。在这样长度下,工程实际运用时,即使用焊接(接触焊、电弧焊)方法和实测钢筋连接,也不会因热传导的温升,影响传感器的电气性能。
保护罩的作用是为灌注环养树脂及保护应变片和引出线不受机机械损伤之用。研制时用硬鋁材料,成本高些,大量生产时可用薄壁铁管制成,经防腐处理即可。
传感体的应力δ按2200~2400公斤/厘米2设计,弹性模量取E—=2.0x106公斤/厘米2。钢筋的应变为
由于应变电桥采用全桥,贴片方式用二片纵向应变片(工作片),二片横向片(补偿片)。传感器在仪器上的读出应变?读为
?读=2(1+μ)? μ=泊桑比 取值0.25 =2(1+0.25) ×1200 =2700μ?
三、工艺处理
1) 传感体时效处理
为消除钢材轧制、机械加工引起的内应力和提高弹性体力学性能,将加工好的传感体放入烘箱内,在案180℃~200℃下时效处理6~8小时。
时效处理后,用200~300号金相砂纸按45O方向交叉打磨,经清洗干净后保存,以备粘贴应变片之用。
2) 应变片的处理和选择
应变片采用材3×5毫米规格的箔式应变片,基底是聚乙烯醇缩甲乙醛。购入的应变片按电阻值分选后放入烘箱在165℃~175℃固化处理4~6小时。这是因为,购入的应变计一般基底固化不充分、阻值不稳。经予固化处理后胶膜和阻值都稳定下来了。
用10~40倍放大镜或显微镜选择应变片,去除栅丝不匀,焊点不良,外观不佳的应变片。
用精度1/1000的电桥或数字欧姆表,选择应变片阻值,使每四片为一组的应变片阻值,最大差值不超过±0.05欧姆。选出的应变片按阻值编号,分组包装保存,以备贴片。
3) 贴片及工艺处理
塗底胶,传感体经加温40℃~50℃后,迅速用毛刷淋掛方法塗1~2层聚乙烯醇缩甲乙醛底胶,在20℃~25℃室温下干燥半小时,确认胶膜均匀无气泡后,送入烘箱按以下工艺固化处理:
80℃±5℃ 保温1小时 120℃±5℃ 保温2小时 170℃±2℃ 保温2~3小时 烘箱内断电自然冷却到60℃以下即可取出。
贴片:在传感体中部贴片,四片应变片相对位置可用涤纶胶带法固定之,如图2所示。先在白纸上画好应变片粘贴位置的展开图,上面罩以一条涤纶胶带,胶膜朝上。用比栅丝面积略大的聚四氟乙烯薄膜贴在胶带相应的粘贴位置上。将应变片反贴(栅丝面朝下),在相应位置上使应变片基底的一部份(边缘)和涤沦胶膜相粘贴,这样应变片相对位置不变。在应变片基底面上均匀的塗上贴片胶。
将传感体加热至40℃~50℃,在中部贴片位置塗一层贴片胶(聚乙烯醇缩甲乙醛),稍晾干后,迅速将固定好应变片的涤纶胶带,贴在传感体上,用手指迅速捻压应变片,挤出多余胶和赶出气泡,压匀贴牢后,外面垫以耐热橡皮用纱布带紧缠二层。注意在贴片中,使应变片引出线佈匀,不得压在应变片底下,也不许碰断引出线。
固化处理:将贴完应变片的传感体一起放入烘箱按如下工艺进行固化处理
80℃±5℃ 保温1小时 120℃±5℃ 保温2小时 170℃±2℃ 保温4小时
检查贴片质量:固化处理后打开包层,外观检查有无断线,焊点是否有损坏。用欧姆表检查阻值,看有无超差阻值和断栅的应变片。
防潮处理:经贴片和格的传感体,把应变片再塗一层贴片胶,按上述固化工艺处理,使应变栅丝有良好的绝缘能力。
组桥联线:将四芯屏蔽线按全桥电路组联好四个应变片,用纱线将引出线固定在传感体上。接上应变仪,初测初始不平衡值,凡超过应变仪平衡范围(按±1000μ?)的,用串或并联电阻的方法进行初始不平衡补偿。补偿电阻,并联于应变片的,可用经退火的锰铜丝。
塗隔离层:用凡士林、机油、石蜡混合剂塗在应变片和引线焊点上,不要太厚也不要太薄。这种隔离层的目的是防止环氧灌注层的过大变形影响应变片。
装保护罩:灌注环氧树脂,装好保护罩,紧固螺丝后,灌注环氧树脂,待固化后,用高阻表检查绝缘,接上应变仪检查组桥正确性和初始不平衡值。
四、技术性能检验
1)
这项检验目的是衡量室温下钢筋应力计电桥零点稳定性。试验在衡温箱内进行。衡温箱内温度控制在20℃±1℃。把待检应力计放入衡温箱中,引线伸出箱外,接在YJ-5型应变仪的P20R-5型平衡箱上,接通仪器半小时后,调节各点平衡。使衡温箱内温度20℃±1℃稳定一小时后,再次调节各点平衡。八小时后记录各测点读数即为八小时内的电桥零点漂移值。试验结果如表1所
按照八小时漂移值不超过满量程输出的0﹒5%为合格指标,研制的十四个钢筋应力计除两个不合格外,其余都合格,即合格率为非作歹85%。
从表1的试验结果还可以看出,时间漂移值最小的为
0﹒03%/8小时,性能极其稳定。十四个钢筋应力计中有78%(11个)可以达到小于0﹒2%/8小时的指标。所以研制的钢筋应力计短期内时间稳定性是可以保证的。长期(1000小时以上)稳定性要通过长期持荷试验来验证。
2) 温度对电桥零点影响
本检验的目的是衡量温度变化对钢筋应力计电桥零点影响的稳定性。这是一项重要的检验。因为钢筋应力计在工程长期应用时,因季节温度变化对应力计究竟有多大影响,是长期稳定性的重要指标。试验仍在恒温箱内进行(应力计无负荷),温度变化范围是
15℃~50℃,每升温5℃,恒温20分钟后记录各应力计输出值。检验结果如表2所示。
按照研制任务要求,钢筋应力计温度稳定性用温度对电桥零点影响来表示,其指标是:温度每变化1℃,电桥零点变化小于满量程输出的0﹒1%。从表2的试验结果来看,符合这一指标要求的有12个,占研制量14个的85%。其中最好的一个为0﹒008%/?(第11号)。有50%以上都能达到0﹒05%/℃的指标,所以钢筋应力计的温度稳定性也是能保证的。
由于试验条件所限,负温稳定性没有做,不过,从箔式应变片长温工作范围为:-10℃~+70℃,一般室外环镜条件,可以保证其工作稳定性。有条件情况下今后要补做钢筋应力计负温试验。
3) 静态标定
钢筋应力计在万能试验机上进行静态标定,用YZ-5型应变仪记录各应力计输出值,通过静态标定可以给出各应力计,在不同载荷下的应变输出值,以供实测换算,静态标定时,按额定应力值分10~12级载荷加载。加载速度为每级1~1.5分钟,每级恒载20~30秒。按三个加载循环记录数据。各应力计的试验结果如表3所示。
四、技术性能检验
1)
这项检验目的是衡量室温下钢筋应力计电桥零点稳定性。试验在衡温箱内进行。衡温箱内温度控制在20℃±1℃。把待检应力计放入衡温箱中,引线伸出箱外,接在YJ-5型应变仪的P20R-5型平衡箱上,接通仪器半小时后,调节各点平衡。使衡温箱内温度20℃±1℃稳定一小时后,再次调节各点平衡。八小时后记录各测点读数即为八小时内的电桥零点漂移值。试验结果如表1所
按照八小时漂移值不超过满量程输出的0﹒5%为合格指标,研制的十四个钢筋应力计除两个不合格外,其余都合格,即合格率为非作歹85%。
从表1的试验结果还可以看出,时间漂移值最小的为
0﹒03%/8小时,性能极其稳定。十四个钢筋应力计中有78%(11个)可以达到小于0﹒2%/8小时的指标。所以研制的钢筋应力计短期内时间稳定性是可以保证的。长期(1000小时以上)稳定性要通过长期持荷试验来验证。
2) 温度对电桥零点影响
本检验的目的是衡量温度变化对钢筋应力计电桥零点影响的稳定性。这是一项重要的检验。因为钢筋应力计在工程长期应用时,因季节温度变化对应力计究竟有多大影响,是长期稳定性的重要指标。试验仍在恒温箱内进行(应力计无负荷),温度变化范围是
15℃~50℃,每升温5℃,恒温20分钟后记录各应力计输出值。检验结果如表2所示。
按照研制任务要求,钢筋应力计温度稳定性用温度对电桥零点影响来表示,其指标是:温度每变化1℃,电桥零点变化小于满量程输出的0﹒1%。从表2的试验结果来看,符合这一指标要求的有12个,占研制量14个的85%。其中最好的一个为0﹒008%/?(第11号)。有50%以上都能达到0﹒05%/℃的指标,所以钢筋应力计的温度稳定性也是能保证的。
由于试验条件所限,负温稳定性没有做,不过,从箔式应变片长温工作范围为:-10℃~+70℃,一般室外环镜条件,可以保证其工作稳定性。有条件情况下今后要补做钢筋应力计负温试验。
3) 静态标定
钢筋应力计在万能试验机上进行静态标定,用YZ-5型应变仪记录各应力计输出值,通过静态标定可以给出各应力计,在不同载荷下的应变输出值,以供实测换算,静态标定时,按额定应力值分10~12级载荷加载。加载速度为每级1~1.5分钟,每级恒载20~30秒。按三个加载循环记录数据。各应力计的试验结果如表3所示。
按照表3—1至表3—2的实测结果,以满量程输出计算的非线性误差,最小的为0﹒08%,最大的为0﹒36%,一般都能做到小于0﹒20%。由于静标定用的YJ—5型静态应变仪,基本误差(即精度)为2%,所以,以它为量测仪表的钢筋应力计的精度只能为±2%。
由于应变片式传感器的线性精度比较高,因此可用线性插入法根据有限的标定点数值去计算额定量程内,任何输出值(微应变)对应的钢筋应力值或荷载值。
五、使用方法
钢筋应力计实际上是钢筋拉力计,即可测量应力,又可测量荷载(拉力或压力)。为便于制作,保证技术性能,应力计的长度一般取有效直径d的20~30倍。应力计制成后,经过各项技术性能检验合格后,即可用到工程上,使用方法如下:
1、钢筋应力计埋设和连接
根据实际钢筋额定或最大应力值选择适用规格的钢筋应力计,可用螺纹、焊接(接触对焊和电弧焊)和实策测钢筋连接。当用焊接方法连接时,注意传感体部分的温升不得超过70℃,如果过热,损坏环氧防潮层,破坏绝缘性能。为此,允许用风冷、水冷方法降温。
钢筋应力计的引出导线一般为1000毫米长,工程施工前,如果导线不够长,可以用规格(SBVVP—4×16/0﹒15)电缆连接。特别要注意连接头的防潮和绝缘性能。
钢筋应力计连接完毕,导线家长封好绝缘后,在导线引出端,用高阻绝缘表测量,芯线和地之间的绝缘电阻要大于100兆欧姆以上。电桥对角线阻抗相等并等于额定阻值。
2、测量仪表。本钢筋应力计可以用普通静、动态应变仪做测量仪表。也可以使用其他类型的仪器仪表。如:直流电子电位差计,数学电子秤等。
3、使用注意事项:钢筋应力计多用于钢筋混凝土内部的应力测量,因此进入构件后,浇灌混凝土时,不得损坏导线,也不得使传感体承受过大的弯曲应力,以防局部过负荷和破坏绝缘层。
六、结论
研制的钢筋计,是一种简易型应变片式的传感器,为降低成本便于推广使用,在保证技术性能的情况下,简化了机械和电气制造工艺。从技术性能的测试和检验来看,技术指标达到了研制要求。
范文五:钢筋应力计工艺说明
钢筋应力计工艺说明
一、说明
在建筑工程的强震观测及建筑结构试验的长期测量中,钢筋应力、应变是了解力学性能的重要参量。强震观测及长期测量的着眼点是数据的长期稳定和可靠性,并能真实反映物理及力学状态的变化。在钢筋应力应变的长期测量中可以采用的方法和器材虽多,但目前适于房屋建筑结构的并不多,除振弦式钢筋应力计外,国内尚无比较可靠的方法。自接受强震观测及结构试验中钢筋应力、应变测量问题的任务以来,力求以应变片技术去解决这一问题。原因是,随着国内应变片电测技术应用水平和仪器生产技术的日益提高和普及,为钢筋应力长期测量创造了良好条件,多年来我们积累了一些应变式传感器加工制造、工艺处理和使用的经验,有一定的技术基础。
在国外(如美国和日本),由于应变式传感器技术过关,各种力学参量都有相应的传感器产品可供工程测量及试验选用,如日本“共和电业”(株)就有BF-A型钢筋应力传感器的系列产品,其规格和技术性能如下
从产品广告说明和外观照片来看,BF-A型钢筋应力传感器就是用相当于我国二级钢筋经过应变片工艺 处理的应力型传感器。由于制成了传感器,力学性能基本满足长观测的一般要求。
我们研制生产的应变式钢筋计规格和技术指标是:
二、钢筋应力计结构
对钢筋应力计的结构,从工程实用性来看,力求结构简单、可靠、成本低、使用方便。从应力计结构设计要求:使传感体形状简单、易加工,应变片工艺处理简单,长期电气力学性能稳定。为此选用国产Ⅱ级或Ⅲ级钢筋,稍事加工处理即可。传感体采用圆柱形结构,表面经车加工,外用铝或钢保护罩,全传感器只有三种四个机械零件,如图1所示。
传感体的直径设计,按最少影响钢筋应力角度出发选用:
φd=k·ΦdD k——加工系数0.80~0.95 ΦD——传感体公称直径
一般来说对于小于φ15的钢筋,取k=0.80,φ15~φ25, 取k=0.85~0.90,φ25~φ35,取k=0.90~0.95 加工长度L=4~5ΦD
传感器的长度L选取值为0.5~0.7米长,细直径的短些,粗直径的长些。在这样长度下,工程实际运用时,即使用焊接(接触焊、电弧焊)方法和实测钢筋连接,也不会因热传导的温升,影响传感器的电气性能。
保护罩的作用是为灌注环养树脂及保护应变片和引出线不受机机械损伤之用。研制时用硬鋁材料,成本高些,大量生产时可用薄壁铁管制成,经防腐处理即可。
传感体的应力δ按2200~2400公斤/厘米2设计,弹性模量取E—=2.0x106公斤/厘米2。钢筋的应变为
由于应变电桥采用全桥,贴片方式用二片纵向应变片(工作片),二片横向片(补偿片)。传感器在仪器上的读出应变ε读为
ε读=2(1+μ)ε μ=泊桑比 取值0.25 =2(1+0.25) ×1200 =2700με
三、工艺处理
1) 传感体时效处理
为消除钢材轧制、机械加工引起的内应力和提高弹性体力学性能,将加工好的传感体放入烘箱内,在案180℃~200℃下时效处理6~8小时。
时效处理后,用200~300号金相砂纸按45O方向交叉打磨,经清洗干净后保存,以备粘贴应变片之用。
2) 应变片的处理和选择
应变片采用材3×5毫米规格的箔式应变片,基底是聚乙烯醇缩甲乙醛。购入的应变片按电阻值分选后放入烘箱在165℃~175℃固化处理4~6小时。这是因为,购入的应变计一般基底固化不充分、阻值不稳。经
予固化处理后胶膜和阻值都稳定下来了。
用10~40倍放大镜或显微镜选择应变片,去除栅丝不匀,焊点不良,外观不佳的应变片。
用精度1/1000的电桥或数字欧姆表,选择应变片阻值,使每四片为一组的应变片阻值,最大差值不超过±0.05欧姆。选出的应变片按阻值编号,分组包装保存,以备贴片。
3) 贴片及工艺处理
塗底胶,传感体经加温40℃~50℃后,迅速用毛刷淋掛方法塗1~2层聚乙烯醇缩甲乙醛底胶,在20℃~25℃室温下干燥半小时,确认胶膜均匀无气泡后,送入烘箱按以下工艺固化处理:
80℃±5℃ 保温1小时 120℃±5℃ 保温2小时 170℃±2℃ 保温2~3小时 烘箱内断电自然冷却到60℃以下即可取出。
贴片:在传感体中部贴片,四片应变片相对位置可用涤纶胶带法固定之,如图2所示。先在白纸上画好应变片粘贴位置的展开图,上面罩以一条涤纶胶带,胶膜朝上。用比栅丝面积略大的聚四氟乙烯薄膜贴在胶带相应的粘贴位置上。将应变片反贴(栅丝面朝下),在相应位置上使应变片基底的一部份(边缘)和涤沦胶膜相粘贴,这样应变片相对位置不变。在应变片基底面上均匀的塗上贴片胶。
将传感体加热至40℃~50℃,在中部贴片位置塗一层贴片胶(聚乙烯醇缩甲乙醛),稍晾干后,迅速将固定好应变片的涤纶胶带,贴在传感体上,用手指迅速捻压应变片,挤出多余胶和赶出气泡,压匀贴牢后,外面垫以耐热橡皮用纱布带紧缠二层。注意在贴片中,使应变片引出线佈匀,不得压在应变片底下,也不许碰断引出线。
固化处理:将贴完应变片的传感体一起放入烘箱按如下工艺进行固化处理
80℃±5℃ 保温1小时 120℃±5℃ 保温2小时 170℃±2℃ 保温4小时
检查贴片质量:固化处理后打开包层,外观检查有无断线,焊点是否有损坏。用欧姆表检查阻值,看有无
超差阻值和断栅的应变片。
防潮处理:经贴片和格的传感体,把应变片再塗一层贴片胶,按上述固化工艺处理,使应变栅丝有良好的绝缘能力。
组桥联线:将四芯屏蔽线按全桥电路组联好四个应变片,用纱线将引出线固定在传感体上。接上应变仪,初测初始不平衡值,凡超过应变仪平衡范围(按±1000μ )的,用串或并联电阻的方法进行初始不平衡补偿。补偿电阻,并联于应变片的,可用经退火的锰铜丝。
塗隔离层:用凡士林、机油、石蜡混合剂塗在应变片和引线焊点上,不要太厚也不要太薄。这种隔离层的目的是防止环氧灌注层的过大变形影响应变片。
装保护罩:灌注环氧树脂,装好保护罩,紧固螺丝后,灌注环氧树脂,待固化后,用高阻表检查绝缘,接上应变仪检查组桥正确性和初始不平衡值。
四、技术性能检验
1) 室温下八小时内的电桥零点漂移
这项检验目的是衡量室温下钢筋应力计电桥零点稳定性。试验在衡温箱内进行。衡温箱内温度控制在20℃±1℃。把待检应力计放入衡温箱中,引线伸出箱外,接在YJ-5型应变仪的P20R-5型平衡箱上,接通仪器半小时后,调节各点平衡。使衡温箱内温度20℃±1℃稳定一小时后,再次调节各点平衡。八小时后记录各测点读数即为八小时内的电桥零点漂移值。试验结果如表1所
按照八小时漂移值不超过满量程输出的0﹒5%为合格指标,研制的十四个钢筋应力计除两个不合格外,其余都合格,即合格率为非作歹85%。
从表1的试验结果还可以看出,时间漂移值最小的为
0﹒03%/8小时,性能极其稳定。十四个钢筋应力计中有78%(11个)可以达到小于0﹒2%/8小时的指标。所以研制的钢筋应力计短期内时间稳定性是可以保证的。长期(1000小时以上)稳定性要通过长期持荷试验来验证。
2) 温度对电桥零点影响
本检验的目的是衡量温度变化对钢筋应力计电桥零点影响的稳定性。这是一项重要的检验。因为钢筋应力计在工程长期应用时,因季节温度变化对应力计究竟有多大影响,是长期稳定性的重要指标。试验仍在恒温箱内进行(应力计无负荷),温度变化范围是
15℃~50℃,每升温5℃,恒温20分钟后记录各应力计输出值。检验结果如表2所示。
按照研制任务要求,钢筋应力计温度稳定性用温度对电桥零点影响来表示,其指标是:温度每变化1℃,电桥零点变化小于满量程输出的0﹒1%。从表2的试验结果来看,符合这一指标要求的有12个,占研制量14个的85%。其中最好的一个为0﹒008%/ (第11号)。有50%以上都能达到0﹒05%/℃的指标,所以钢筋应力计的温度稳定性也是能保证的。
由于试验条件所限,负温稳定性没有做,不过,从箔式应变片长温工作范围为:-10℃~+70℃,一般室外环镜条件,可以保证其工作稳定性。有条件情况下今后要补做钢筋应力计负温试验。
3) 静态标定
钢筋应力计在万能试验机上进行静态标定,用YZ-5型应变仪记录各应力计输出值,通过静态标定可以给出各应力计,在不同载荷下的应变输出值,以供实测换算,静态标定时,按额定应力值分10~12级载荷加载。加载速度为每级1~1.5分钟,每级恒载20~30秒。按三个加载循环记录数据。各应力计的试验结果如表3所示。
按照表3—1至表3—2的实测结果,以满量程输出计算的非线性误差,最小的为0﹒08%,最大的为0﹒36%,一般都能做到小于0﹒20%。由于静标定用的YJ—5型静态应变仪,基本误差(即精度)为2%,所以,以它为量测仪表的钢筋应力计的精度只能为±2%。
由于应变片式传感器的线性精度比较高,因此可用线性插入法根据有限的标定点数值去计算额定量程内,任何输出值(微应变)对应的钢筋应力值或荷载值。
五、使用方法
钢筋应力计实际上是钢筋拉力计,即可测量应力,又可测量荷载(拉力或压力)。为便于制作,保证技术性能,应力计的长度一般取有效直径d的20~30倍。应力计制成后,经过各项技术性能检验合格后,即可
用到工程上,使用方法如下:
1、钢筋应力计埋设和连接
根据实际钢筋额定或最大应力值选择适用规格的钢筋应力计,可用螺纹、焊接(接触对焊和电弧焊)和实策测钢筋连接。当用焊接方法连接时,注意传感体部分的温升不得超过70℃,如果过热,损坏环氧防潮层,破坏绝缘性能。为此,允许用风冷、水冷方法降温。
钢筋应力计的引出导线一般为1000毫米长,工程施工前,如果导线不够长,可以用规格(SBVVP—4×16/0﹒15)电缆连接。特别要注意连接头的防潮和绝缘性能。
钢筋应力计连接完毕,导线家长封好绝缘后,在导线引出端,用高阻绝缘表测量,芯线和地之间的绝缘电阻要大于100兆欧姆以上。电桥对角线阻抗相等并等于额定阻值。
2、测量仪表。本钢筋应力计可以用普通静、动态应变仪做测量仪表。也可以使用其他类型的仪器仪表。如:直流电子电位差计,数学电子秤等。
3、使用注意事项:钢筋应力计多用于钢筋混凝土内部的应力测量,因此进入构件后,浇灌混凝土时,不得损坏导线,也不得使传感体承受过大的弯曲应力,以防局部过负荷和破坏绝缘层。
六、结论
研制的钢筋计,是一种简易型应变片式的传感器,为降低成本便于推广使用,在保证技术性能的情况下,简化了机械和电气制造工艺。从技术性能的测试和检验来看,技术指标达到了研制要求。
转载请注明出处范文大全网 » 钢筋计(锚杆应力计)