一種隔離式無應力計裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種隔離式無應力計裝置，包括應變計和套筒，應變計和套筒之間澆注混凝土，應變計的上端和下端與套筒通過鉛絲拉線連接，應變計置于套筒的軸心和高程方向的中下部，套筒的筒口敞開，套筒包括內筒和外筒，內筒和外筒之間具有間隙，外筒的筒口具有向外的翻邊，套筒還包括泡沫塑料內膽，泡沫塑料內膽的形狀與內筒的內表面形狀相同固定在內筒的內表面上，泡沫塑料內膽的內表面均勻涂抹有瀝青涂層。本實用新型的有益效果是：提高無應力計的抗外壓能力；增強套筒筒口抵抗集中應力的能力；減小筒口應力傳遞；增大桶內混凝土變形范圍；保持筒內混凝土溫度、濕度與外界一致。
【專利說明】一種隔離式無應力計裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于測量混凝土自由體積變形的無應力計的結構。

【背景技術】
[0002]在混凝土壩的應力應變觀測中，無應力計是用來測量除外力作用以外的由于混凝土物理化學因素及溫度濕度變化引起的變形，這部分非應力變形也稱為自由體積變形。準確測量自由體積變形是水電站大壩安全監(jiān)測的重要內容，無應力計測量自由體積變形準確與否會影響對大壩安全的判斷。無應力計套筒應滿足2個條件:(I)無應力計套筒必須能隔離外界應力的作用，同時也不能受到筒內壁的側限約束，因此，需采用隔層斷開與周邊混凝土的聯(lián)系，且其內層的剛度應盡可能小；(2)澆注在無應力計筒內的混凝土應保持與筒外混凝土一致，這就要求筒的內壁和頂部既不能吸水，也不能積水。
[0003]過去對無應力計處于一種半無應力狀態(tài)，筒內應力存在有一過渡區(qū)的認識不足，如儀器安置偏高，位于過渡區(qū)的部分存在一定的應力。最初的無應力計套筒上大下小的圓錐形，如圖1所示，這種結構的無應力計測值受套筒結構影響，在很多工程中，無應力計測值與施工期壩體自重、蓄水水位相關，套筒結構存在筒深不足以測得應力應變、外筒壁抗壓能力較低以致變形影響監(jiān)測數(shù)據(jù)及隔層傳力的情況，如圖2所示。
[0004]中國專利文獻CN201653600U公開了一種隔離式無應力計，其采用了圓柱形的套筒結構，克服了傳統(tǒng)無應力計中存在應力的狀態(tài)，但這種結構無法排除外部混凝土施工的干擾對套筒產生的不均勻應力以及筒口的集中應力，并且，將外界混凝土與無應力計中的混凝土柱隔開，使得測試結果過于理論化，在實際使用中測試精度還有待進一步提高。


【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是:針對上述存在的問題，提供一種隔離式無應力計裝置，在保持筒內混凝土與外界混凝土溫度濕度等環(huán)境一致的前提下，其隔絕外力效果更好，外筒壁抗外壓及集中力能力更強，保持筒內混凝土自由變形以使測量自由體積變形更為準確。
[0006]本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是:一種隔離式無應力計裝置，包括應變計和套筒，所述應變計和所述套筒之間澆注混凝土，所述應變計的上端和下端與所述套筒通過鉛絲拉線連接，所述應變計置于所述套筒的軸心和高程方向的中下部，所述套筒的筒口敞開，所述套筒包括內筒和外筒，所述內筒和外筒均為圓柱形鋼筒，所述外筒的壁厚為所述內筒的壁厚的2倍，所述內筒和外筒之間具有間隙，所述間隙的寬度不小于所述內筒壁厚的3倍，所述內筒和外筒的上邊緣焊接固定，所述外筒的筒口具有向外的翻邊，所述翻邊與所述外筒連為一體，所述套筒還包括泡沫塑料內膽，所述泡沫塑料內膽的形狀與所述內筒的內表面形狀相同固定在所述內筒的內表面上，所述泡沫塑料內膽的厚度為所述內筒壁厚的35-45倍，所述泡沫塑料內膽的內表面均勻涂抹有浙青涂層，所述浙青涂層的厚度為所述內筒壁厚的4-6倍。
[0007]本實用新型的有益效果是:1、提高無應力計的抗外壓能力?；炷潦┕さ母蓴_將對無應力計的外筒產生較大不均勻應力，從而產生外筒變形以影響測量結果，本實用新型加厚的外筒厚度能抵抗較強的施工過程引起的外力，防止套筒變形以影響測量結果。2、增強無應力計的套筒筒口抵抗集中應力的能力。有限元計算表明，無應力計的外筒在使用過程中，筒口將產生明顯的應力集中，加寬的筒口能有效抵抗應力集中對外筒的影響，保持外筒的形狀。3、減小筒口應力傳遞。有限元計算表面，筒口存在應力過度區(qū)，應力在桶內混凝土中由上到下逐步衰減，衰減速率遞減，加大套筒高度并將儀器放在套筒的中下部能使儀器測得的應力應變極小。當套筒筒內高度為550mm，把目前常見的標距為150mm、200mm和250mm的無應力計放入套筒軸心和高程方向的中下部，外界應力從筒口傳遞到儀器上端已經衰減到允許范圍內；圓柱形套筒結構較常規(guī)圓錐形外筒能有效減小筒口應力傳遞。4、增大桶內混凝土變形范圍。泡沫塑料內膽結構固有的塑性提供筒內混凝土足夠的變形空間，讓筒內混凝土在自由體積變形范圍內變形而不產生附加應力。5、保持筒內混凝土溫度、濕度與外界一致。開敞式的混凝土套筒能使筒內混凝土與外界混凝土連續(xù)，使筒內混凝土的溫度和濕度與外界保持一致，從而使測得的自由體積變形能夠運用到混凝土應力的計算中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為傳統(tǒng)的無應力計套筒結構。
[0009]圖2為傳統(tǒng)的無應力計套筒外界豎直壓力為12MPa時的應力衰減圖。
[0010]圖3為本實用新型的軸心剖面圖。
[0011]圖4為本實用新型在外界豎直壓力為12MPa時的應力衰減圖。
[0012]圖5為本實用新型的俯視圖。
[0013]圖6為本實用新型的套筒的立體圖。
[0014]圖7為本實用新型在外界豎直壓力為12MPa時套筒外側應力分布圖。

【具體實施方式】
[0015]參照附圖3-7。
[0016]本實用新型的隔離式無應力計裝置包括應變計I和套筒，應變計I和套筒之間澆注混凝土 11，套筒的筒口敞開，套筒包括內筒4和外筒5，內筒4和外筒5均為圓柱形鋼筒，外筒5的壁厚為內筒4的壁厚的2倍，即外筒5采用加厚的結構，可以抵抗混凝土對套筒外壁的擠壓力，在本實施例中，內筒4的筒底外徑390mm，筒高595mm，筒壁厚1mm，外筒5的筒底外徑為400mm，筒高為600mm，筒壁厚2mm，應變計I的上端和下端與套筒通過鉛絲拉線7連接，以固定應變計I的位置，應變計I置于套筒軸心和高程方向的中下部，由于套筒的高度和形狀是影響筒內應變計I受力最為主要的因素，當采用圓柱形套筒，且套筒深度達到600mm時，即使按常見標距最大的應變計(標距為250mm)放入后，應變計上端承受的應力也已經很小，滿足測量要求，根據(jù)圖4的應力衰減圖可以看出，應變計I所處的位置完全避開外界應力影響。
[0017]內筒4和外筒5的上邊緣焊接固定，形成焊邊8，外筒5的筒口具有向外的翻邊9，翻邊9與外筒5連為一體，翻邊9為外筒5筒口的加寬結構，加寬的筒口能抵抗筒口的應力集中，防止套筒變形，內筒4和外筒5之間具有間隙6，間隙6的寬度不小于內筒4的壁厚的3倍，在本實施例中，間隙6的寬度為3mm，間隙6進一步隔開內外筒，隔斷外界應力影響。套筒還包括泡沫塑料內膽10，泡沫塑料內膽10的形狀與內筒4的內表面形狀相同且固定在內筒4的內表面上，泡沫塑料內膽10的厚度為內筒4的壁厚的35-45倍，這樣可以利用泡沫塑料內膽的固有塑形為套筒內的混凝土提供足夠的變形空間，在本實施例中，泡沫塑料內膽10的厚度為40mm，為了保護泡沫塑料內膽10，防止混凝土滲入泡沫塑料內膽10，在泡沫塑料內膽10的內表面均勻涂抹有浙青涂層3，浙青涂層3的厚度為內筒壁厚的4-6倍，在本實施例中，浙青涂層3的厚度為5_。
[0018]本實用新型的具體操作方式如下:在混凝土澆筑過程中，將本實用新型的套筒放入澆注的混凝土中，筒口朝上，在埋設應變計I時，先在筒底鋪一層混凝土，然后放入應變計1，應變計I的放入位置處于套筒軸線上，其高程方向上套筒的中下部，應變計I的上下兩端通過鉛絲拉線7與內筒4連接，然后把應變計I周圍的空隙用混凝土 11填充，應變計I的電纜線2從筒口引出，再將整個套筒和應變計I全部澆筑在混凝土內，在施工過程中確保筒內混凝土材料與筒外的混凝土材料保持一致。
【權利要求】
1.一種隔離式無應力計裝置，包括應變計和套筒，所述應變計和所述套筒之間澆注混凝土，其特征在于:所述套筒的筒口敞開，所述套筒包括內筒和外筒，所述內筒和外筒均為圓柱形鋼筒，所述外筒的壁厚為所述內筒的壁厚的2倍，所述應變計置于所述套筒的軸心和高程方向的中下部，所述應變計的上端和下端與所述套筒通過鉛絲拉線連接，所述內筒和外筒之間具有間隙，所述間隙的寬度不小于所述內筒壁厚的3倍，所述內筒和外筒的上邊緣焊接固定，所述外筒的筒口具有向外的翻邊，所述翻邊與所述外筒連為一體，所述套筒還包括泡沫塑料內膽，所述泡沫塑料內膽與所述內筒的內表面形狀相同且固定在所述內筒的內表面上，所述泡沫塑料內膽的厚度為所述內筒壁厚的35-45倍，所述泡沫塑料內膽的內表面均勻涂抹有浙青涂層，所述浙青涂層的厚度為所述內筒壁厚的4-6倍。
【文檔編號】G01B21/32GK204007585SQ201420412001
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】呂高峰, 王玉潔, 周建波, 朱錦杰 申請人:中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司