振弦式錨桿應(yīng)力計是一種用于測量錨桿所受軸向應(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)測中。它通過監(jiān)測錨桿內(nèi)部振弦的頻率變化來間接反映錨桿所受的應(yīng)力狀態(tài)，具有測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、長期監(jiān)測可靠等優(yōu)點。南京峟思將詳細介紹振弦式錨桿應(yīng)力計的工作原理及其數(shù)據(jù)計算方法。

一、工作原理

振弦式錨桿應(yīng)力計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，內(nèi)部的振弦會因張力變化而改變其振動頻率。這種頻率變化與錨桿所受應(yīng)力成正比，通過測量頻率變化即可推算出錨桿的應(yīng)力值。

二、數(shù)據(jù)計算方法

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

1. 外界溫度恒定，僅受到軸向應(yīng)力時

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

σ=k×ΔF其中，△F為錨桿應(yīng)力計實時測量值F相對于基準(zhǔn)值F0的變化量，即：

ΔF=F?F0式中，k為錨桿應(yīng)力計的測量靈敏度，單位為MPa/F。通過校準(zhǔn)實驗可以獲得具體的k值。

2. 不受外力作用，僅溫度變化時

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

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

ΔT=T?T0在實際應(yīng)用中，如果錨桿應(yīng)力計具有溫度自動補償功能(如VWR型)，則不需要進行溫度修正，直接采用公式a進行計算。

3. 受到應(yīng)力和溫度雙重作用時

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)力計同時受到應(yīng)力和溫度的影響。因此，需要綜合考慮應(yīng)力和溫度的變化來計算被測結(jié)構(gòu)物鋼筋所受的應(yīng)力值。計算公式為：

σm=k×ΔF+b×ΔT即：

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

三、注意事項

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

在進行校準(zhǔn)實驗時，應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行，確保獲得的k值和b值準(zhǔn)確可靠。

在長期監(jiān)測過程中，應(yīng)定期檢查錨桿應(yīng)力計的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸情況，及時發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。

對于具有溫度自動補償功能的錨桿應(yīng)力計，在實際使用中應(yīng)確認其溫度修正系數(shù)是否小于最小讀數(shù)，以避免不必要的溫度修正計算。

振弦式錨桿應(yīng)力計是一種重要的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測儀器，其數(shù)據(jù)計算方法依據(jù)具體的應(yīng)用場景和儀器特性而有所不同。通過準(zhǔn)確測量和計算，可以及時了解錨桿的應(yīng)力狀態(tài)，為結(jié)構(gòu)的安全運行提供有力保障。