钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术关于一种钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置及方法，涉及混凝土施工技术领域。包括上段钢筋、分布式光纤、下段钢筋、钢筋连接套筒和光纤接头，上段钢筋与下段钢筋，上段钢筋与下段钢筋的外壁上均对应设置有开槽，分布式光纤埋设在开槽内；分布式光纤的首端伸出上段钢筋与光纤接头相连。本发明专利技术可以将分布式光纤提前预置在混凝土结构内部，对混凝土结构无伤害；分布式光纤稳定性好、灵敏度高、空间分辨率高、测量精度大、抗干扰能力强；此方法敷设效率高、敷设完成后存活率高，适用于对超长钢筋混凝土结构应力和温度进行实时、连续和长期监测。连续和长期监测。连续和长期监测。

【技术实现步骤摘要】
钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及混凝土施工
，具体为一种钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置及方法。

技术介绍

[0002]分布式光纤传感技术主要是基于光的反射和干涉，利用光纤中的光散射或非线性效应随外部环境产生的变化来进行传感的。根据被测光信号的不同，分布式光纤传感技术分为基于光纤中的瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射三种类型；根据信号分析法，可分为基于时域和基于频域的分布式光纤传感技术。在分布式光纤传感系统中，光纤既是信息传输介质，又是信号传感单元。该系统中，整根光纤均为传感单元，传感点是连续分布的，因此该传感方法可以测量光纤沿线任意位置处的信息。随着光器件和信号处理技术的发展，分布式光纤传感系统最大传感范围已达几十至几百公里以上，甚至可达数万公里。分布式光纤传感技术的研究和应用已得到高度重视，目前成为了传感技术的重要研究方向。
[0003]光频域反射(OFDR)作为一种先进的分布式光纤传感技术，与光时域反射(OTDR)相比，有着高空间分辨率、高传感精度、高灵敏度的特点，在军事和民用领域中有着广泛的应用。
[0004]目前基坑监测内容主要是对围护结构体系以及基坑周边岩土体的监测。其中对支护结构的监测内容主要包括桩体位移、地面沉降以及基底隆起等，常采用精密水准仪、测斜仪等专门人员来进行现场监测，无法实现自动化、动态化测量；对支护结构内力的监测一般采用各种应变计、钢筋计来进行，但普遍存在长期监测稳定性不高、耐久性差等缺点，且基本都是点测量，无法准确反映监测段全长应力应变情况。
[0005]基于以上特点，分布式光纤传感技术特别适合监测钢筋混凝土结构体的温度、振动和应力等参量。分布式光纤传感技术可以在钢筋混凝土结构全生命周期内，对其进行全方位健康参数监控，能够监控钢筋混凝土结构体的温度变化情况、承压载荷情况、振动形变情况，以及环境侵蚀、材料老化等造成的钢筋混凝土结构裂缝和缺损。
[0006]目前在钢筋混凝土结构体布设传感光纤的方法多为将混凝土开槽之后埋入传感器。这些方法其一会对混凝土结构体造成破坏，布设在表面的传感光纤仅能检测混凝土结构体表面的传感参量，并不能探测到结构体内部的参量变化情况；其二，在吊装钢筋笼放进钻口时，由于钢筋笼过长需要拼接，拼接处光纤不易通过，钢筋对接处出现较大的数据波动，第二段钢筋笼粘贴光纤时间过长。因此在应用时大大降低光纤存活率与施工进度。

技术实现思路

[0007]本专利技术主要目的在于提供一种钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置及方法，以解决上述问题。
[0008]为达上述目的，本专利技术提供了一种钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置，包括：上段钢筋、分布式光纤、下段钢筋、钢筋连接套筒和光纤接头，其中，所述上段钢
筋与所述下段钢筋，所述上段钢筋与所述下段钢筋的外壁上均对应设置有开槽，所述分布式光纤埋设在开槽内；所述分布式光纤的首端伸出上段钢筋与所述光纤接头相连。
[0009]进一步的，所述上段钢筋与所述下段钢筋的连接处均设置有螺纹段，所述钢筋连接套筒内侧设置有内螺纹，所述钢筋连接套筒分别与所述上段钢筋和下段钢筋螺纹连接，并通过螺栓锁紧。
[0010]进一步的，还包括地面保护罩，所述上段钢筋顶部设置有外螺纹，所述地面保护罩底部设置有内螺纹，所述地面保护罩与所述上段钢筋螺纹连接。
[0011]进一步的，还包括转盘，所述转盘转动连接在所述地面保护罩内，用于缠绕所述分布式光纤，所述转盘顶部连接有转柄。
[0012]一种钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量方法，包括：
[0013]在第一段钢筋笼上选定一根分布式光纤敷设的上段钢筋，将分布式光纤沿上段钢筋开槽处敷设；将分布式光纤
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钢筋笼起吊一起下放到钻孔内；起吊第二段钢筋笼与第一段对接，上段钢筋与下段钢筋的开槽位置对齐连接，连接处用钢筋连接套筒连接；在第二段钢筋笼下放钻孔的同时，将分布式光纤沿下段钢筋开槽处敷设；分布式光纤
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钢筋笼下放结束后，在混凝土浇筑区外预留一段预留分布式光纤，预留分布式光纤用保护罩保护，预留分布式光纤用于与光线接头相连；分布式光纤铺设完毕后，开始混凝土浇筑施工；在分布式光纤埋设后，光纤接头与OFDR光纤数据采集仪用跳线连接；OFDR光纤数据采集仪直接连接至光纤数据处理与分析系统。
[0014]本专利技术的有益效果在于：
[0015]本专利技术可以将分布式光纤提前预置在混凝土结构内部，对混凝土结构无伤害。分布式光纤稳定性好、灵敏度高、空间分辨率高、测量精度大、抗干扰能力强；此方法敷设效率高、敷设完成后存活率高，适用于对超长钢筋混凝土结构应力和温度进行实时、连续和长期监测。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的结构示意图。
[0017]图2为本专利技术地面保护罩的结构示意图。
[0018]图3为本专利技术钢筋开槽的示意图。
[0019]图4为本专利技术钢筋开槽的俯视图。
[0020]图5为本专利技术钢筋连接套筒的结构示意图。
[0021]其中，图中：1
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上段钢筋；2
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分布式光纤；3
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下段钢筋；4
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螺栓；5
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钢筋连接套筒；6
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地面保护罩；7
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转柄；8
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轮盘；9
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光纤接头；10
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开槽。
具体实施方式
[0022]为达成上述目的及功效，本专利技术所采用的技术手段及构造，结合附图就本专利技术较佳实施例详加说明其特征与功能。
[0023]如图1
‑
5所示，本专利技术中提供了一种钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置，包括：上段钢筋1、分布式光纤2、下段钢筋3、钢筋连接套筒5和光纤接头9，其中，所述上段钢筋1与所述下段钢筋3，所述上段钢筋1与所述下段钢筋3的外壁上均对应设置有开
槽10，所述分布式光纤2埋设在开槽10内；所述分布式光纤2的首端伸出上段钢筋1与所述光纤接头9相连。分布式光纤2埋设在钢筋开槽10处，一是可以更快敷设分布式光纤2；二是一根分布式光纤2可以同时测量钢筋和混凝土的应变变化及温度大小。上下两段钢筋的连接使用钢筋连接套筒5相连，一是分布式光纤2可以更容易通过钢筋连接套筒5，二是分布式光纤2在敷设过程中不易弯折，更精准得到数据。
[0024]上段钢筋1与所述下段钢筋3的连接处均设置有螺纹段，所述钢筋连接套筒5内侧设置有内螺纹，所述钢筋连接套筒5分别与所述上段钢筋1和下段钢筋3螺纹连接，并通过螺栓4锁紧。
[0025]本专利技术还包括地面保护罩6，所述上段钢筋1顶部设置有外螺纹，所述地面保护罩6底部设置有内螺纹，所述地面保护罩6与所述上段钢筋1螺纹连接。还包括转盘，所述转盘转动连接在所述地面保护罩6内，用于缠绕所述分布式光纤2，所述转盘顶部连接有转柄7。钢筋混凝土出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置，其特征在于，包括：上段钢筋、分布式光纤、下段钢筋、钢筋连接套筒和光纤接头，其中，所述上段钢筋与所述下段钢筋，所述上段钢筋与所述下段钢筋的外壁上均对应设置有开槽，所述分布式光纤埋设在开槽内；所述分布式光纤的首端伸出上段钢筋与所述光纤接头相连。2.如权利要求1所述的一种钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置，其特征在于，所述上段钢筋与所述下段钢筋的连接处均设置有螺纹段，所述钢筋连接套筒内侧设置有内螺纹，所述钢筋连接套筒分别与所述上段钢筋和下段钢筋螺纹连接，并通过螺栓锁紧。3.如权利要求1所述的一种钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置，其特征在于，还包括地面保护罩，所述上段钢筋顶部设置有外螺纹，所述地面保护罩底部设置有内螺纹，所述地面保护罩与所述上段钢筋螺纹连接。4.如权利要求3所述的一种钢筋混凝土结构的毫米级应变和温度连续测量装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹国旭，胡清茂，韩涛，李红岩，崔志，张晓光，薛勇，骆汀汀，杨维好，王衍森，杨志江，张驰，张涛，
申请(专利权)人：广州地铁设计研究院股份有限公司徐州地铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：