振弦式錨桿應(yīng)力計(jì)是一種用于測(cè)量錨桿所受軸向應(yīng)力的精密儀器，廣泛應(yīng)用于水工結(jié)構(gòu)物、橋梁、隧道、高層建筑等混凝土結(jié)構(gòu)物的健康監(jiān)測(cè)中。它通過(guò)監(jiān)測(cè)錨桿內(nèi)部振弦的頻率變化來(lái)間接反映錨桿所受的應(yīng)力狀態(tài)，具有測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)可靠等優(yōu)點(diǎn)。南京峟思將詳細(xì)介紹振弦式錨桿應(yīng)力計(jì)的工作原理及其數(shù)據(jù)計(jì)算方法。

一、工作原理

振弦式錨桿應(yīng)力計(jì)的工作原理基于振弦的頻率與所受張力之間的關(guān)系。當(dāng)錨桿受到軸向應(yīng)力時(shí)，內(nèi)部的振弦會(huì)因張力變化而改變其振動(dòng)頻率。這種頻率變化與錨桿所受應(yīng)力成正比，通過(guò)測(cè)量頻率變化即可推算出錨桿的應(yīng)力值。

二、數(shù)據(jù)計(jì)算方法

振弦式錨桿應(yīng)力計(jì)的數(shù)據(jù)計(jì)算主要依據(jù)其輸出頻率與所受應(yīng)力和溫度變化的關(guān)系進(jìn)行。以下是不同情況下的計(jì)算方法：

1. 外界溫度恒定，僅受到軸向應(yīng)力時(shí)

在這種情況下，錨桿應(yīng)力計(jì)的應(yīng)力σ與其輸出的頻率模數(shù)△F具有線性關(guān)系，計(jì)算公式為：

σ=k×ΔF其中，△F為錨桿應(yīng)力計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量值F相對(duì)于基準(zhǔn)值F0的變化量，即：

ΔF=F?F0式中，k為錨桿應(yīng)力計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為MPa/F。通過(guò)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)可以獲得具體的k值。

2. 不受外力作用，僅溫度變化時(shí)

當(dāng)錨桿應(yīng)力計(jì)不受外力作用而僅受溫度變化影響時(shí)，其輸出量△F′是由溫度變化△T造成的。為了準(zhǔn)確測(cè)量應(yīng)力，需要扣除由溫度變化引起的輸出量。實(shí)驗(yàn)表明，△F′與△T具有線性關(guān)系，計(jì)算公式為：

k×ΔF′=?b×ΔT其中，b為錨桿應(yīng)力計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為MPa/℃?！鱐為溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值T相對(duì)于基準(zhǔn)值T0的變化量，即：

ΔT=T?T0在實(shí)際應(yīng)用中，如果錨桿應(yīng)力計(jì)具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能(如VWR型)，則不需要進(jìn)行溫度修正，直接采用公式a進(jìn)行計(jì)算。

3. 受到應(yīng)力和溫度雙重作用時(shí)

在大多數(shù)情況下，埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其他混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)的錨桿應(yīng)力計(jì)同時(shí)受到應(yīng)力和溫度的影響。因此，需要綜合考慮應(yīng)力和溫度的變化來(lái)計(jì)算被測(cè)結(jié)構(gòu)物鋼筋所受的應(yīng)力值。計(jì)算公式為：

σm=k×ΔF+b×ΔT即：

σm=k×(F?F0)+b×(T?T0)其中，σm為被測(cè)結(jié)構(gòu)物鋼筋所受的應(yīng)力值，單位為MPa。

三、注意事項(xiàng)

在進(jìn)行應(yīng)力測(cè)量前，應(yīng)確保錨桿應(yīng)力計(jì)已正確安裝并固定牢固，避免因其自身松動(dòng)或安裝不當(dāng)導(dǎo)致的測(cè)量誤差。

在進(jìn)行校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，確保獲得的k值和b值準(zhǔn)確可靠。

在長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)過(guò)程中，應(yīng)定期檢查錨桿應(yīng)力計(jì)的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。

對(duì)于具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能的錨桿應(yīng)力計(jì)，在實(shí)際使用中應(yīng)確認(rèn)其溫度修正系數(shù)是否小于最小讀數(shù)，以避免不必要的溫度修正計(jì)算。

振弦式錨桿應(yīng)力計(jì)是一種重要的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)儀器，其數(shù)據(jù)計(jì)算方法依據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和儀器特性而有所不同。通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量和計(jì)算，可以及時(shí)了解錨桿的應(yīng)力狀態(tài)，為結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行提供有力保障。