下载文档原格式
锚杆、锚索锚固力计算1、帮锚杆锚固力不小于50KN(或5吨或12.5MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4=锚固力（锚固力（KN）÷10=承载力（吨）13MPa52KN或7吨或17.5MPa)MPa）×4=锚固力（KN）10=承载力（吨）例：4=72KN（锚固力）72KN（锚固力）÷10=7.2吨（承载力）3、Ф15.24锚索锚固力不小于120KN(或12吨或40MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×3.044=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：40MPa（拉力器上仪表读数）×3.044=121.76KN（锚固力）121.76KN（锚固力）÷10=12.176吨（承载力）4、Ф17.8锚索锚固力不小于169.6KN(或16.96吨或公式计算：拉力器上仪表读数（锚固力（KN45MPa锚索或25吨或55MPa)）×4.55=锚固力（KN）10=承载力（吨）例：55MPa（拉力器上仪表读数）×4.55=250KN（锚固力）250KN（锚固力）÷10=25吨（承载力）型号为：YCD22-290型预应力张拉千斤顶备注：1、使用扭力矩扳手检测，帮锚杆扭力矩不小于120KN,顶锚杆扭力矩不小于150KN。
2、井下排版填写记录，均填锚固力（帮锚杆50KN、顶锚杆70KN、Ф15.24锚索120KN、Ф17.8锚索169.6KN）。
3、检测设备型号：锚杆拉力计型号：LSZ200型锚杆拉力计Ф15.24锚索拉力计型号：YCD-180-1Ф17.8锚索拉力计型号：YCD18-20021.6。
锚索测力计是用于长期监测水工结构物及其它混凝土结构物、岩石边坡、桥梁等预应力的锚固状态，并可同步测量埋设点温度的振弦式传感器。
锚索测力计有二弦.三弦.四弦和六弦。
通过振弦频率读数仪读出测力计各支应变传感器的实时测量值并利用仪器特性参数可算出锚索所施加的压力。
山东中煤zmjt061
锚索测力计技术参数
规格代号VWA-100/5000
测力筒高L: mm 80/90
尺寸参数锚索内直径d: mm 100~350
锚索外直径d: mm 120~370
额定载荷P: kN 0～5000
载荷Pm: kN 0～6250
性能参数应变计支数：4
灵敏度：%F.S ≤0.04
测量精度：F.S ±0.25%
温度测量范围：℃-40～+150
温度测量精度：℃±0.5
耐水压：MPa ≥0.5
绝缘电阻：MΩ≥50
锚索测力计工作原理
锚索测力计在测力钢筒上均布着数支振弦式应变计，当荷载使钢筒产生轴向变形时，应变计与钢筒产生同步变形，变形使应变计的振弦产生应力变化，从而改变振弦的振动频率。
电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出引起受力钢筒变形的应变量，代入标定系数可算出锚索测力计所感受到的荷载值。
锚杆、锚索锚固力计算1、帮锚杆锚固力不小于50KN(或5吨或12.5MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：13MPa（拉力器上仪表读数）×4= 52KN（锚固力）52KN（锚固力）÷10=5.2吨（承载力）2、顶锚杆锚固力不小于70KN(或7吨或17.5MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：18MPa（拉力器上仪表读数）×4= 72KN（锚固力）72KN（锚固力）÷10=7.2吨（承载力）3、Ф15.24锚索锚固力不小于120KN(或12吨或40MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×3.044=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：40MPa（拉力器上仪表读数）×3.044= 121.76KN（锚固力）121.76KN（锚固力）÷10=12.176吨（承载力）4、Ф17.8锚索锚固力不小于169.6KN(或16.96吨或45MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×3.768=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：45MPa（拉力器上仪表读数）×3.768= 169.56KN（锚固力）169.56KN（锚固力）÷10=16.956吨（承载力）5、Ф21.6锚索锚固力不小于250KN(或25吨或55MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4.55=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：55MPa（拉力器上仪表读数）×4.55= 250KN（锚固力）250KN（锚固力）÷10=25吨（承载力）型号为：YCD22-290型预应力张拉千斤顶备注：1、使用扭力矩扳手检测，帮锚杆扭力矩不小于120KN,顶锚杆扭力矩不小于150KN。
锚杆、锚索锚固力计算1、帮锚杆锚固力不小于50KN(或5吨或12.5MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×4=锚固力（锚固力（KN）÷10=承载力（吨）13MPa52KN或7吨或17.5MPa)MPa）×4=锚固力（KN）10=承载力（吨）例：4=72KN（锚固力）72KN（锚固力）÷10=7.2吨（承载力）3、Ф15.24锚索锚固力不小于120KN(或12吨或40MPa)公式计算：拉力器上仪表读数（MPa）×3.044=锚固力（KN）锚固力（KN）÷10=承载力（吨）例：40MPa（拉力器上仪表读数）×3.044=121.76KN（锚固力）121.76KN（锚固力）÷10=12.176吨（承载力）4、Ф17.8锚索锚固力不小于169.6KN(或16.96吨或公式计算：拉力器上仪表读数（锚固力（KN45MPa锚索或25吨或55MPa)）×4.55=锚固力（KN）10=承载力（吨）例：55MPa（拉力器上仪表读数）×4.55=250KN（锚固力）250KN（锚固力）÷10=25吨（承载力）型号为：YCD22-290型预应力张拉千斤顶备注：1、使用扭力矩扳手检测，帮锚杆扭力矩不小于120KN,顶锚杆扭力矩不小于150KN。
2、井下排版填写记录，均填锚固力（帮锚杆50KN、顶锚杆70KN、Ф15.24锚索120KN、Ф17.8锚索169.6KN）。
3、检测设备型号：锚杆拉力计型号：LSZ200型锚杆拉力计Ф15.24锚索拉力计型号：YCD-180-1Ф17.8锚索拉力计型号：YCD18-20021.6。
锚索应力计振弦式锚索计锚索测力计钢弦式锚索计
技术指标：
测量范围300KN、500KN、800KN、1000KN、120KN、1500KN、2000KN
分辨力≤0.10%FS
非线性≤1.20%FS
过载能力20%
筒高130mm
温度可加装温度传感器，-20～+60℃
埋设安装：
振弦式锚索计为中空结构，便于钢绞线或者锚索从中间穿过，张拉时锚索计置于锚垫座和工作锚之间。
在锚索张拉时，锚索计应平稳放置，上下承压面之间要清理干净，不能由铁屑和沙粒，并使锚索计的轴线与待测锚索轴线平行。
如果发现几何偏心过大，请即时调整。
加载时宜对钢绞线采用整束、逐级张拉，以使锚索计受力均匀。
除常用规格，可根据客户的要求（内径、荷载、高度）订制特殊规格。
为了减少偏心带来的影响，我厂生产的锚索计一般采用三根钢弦。
荷载计算：
P=K（fi2-fo2）+ b（T i- T0）
f i=（f红+f绿+f蓝）/3
P：作用在传感器上的物理量，单位KN
K：率定系数
f o：初始读数或零读数，一般为安装前获得，单位Hz
f i：当前读数，单位Hz
b：传感器的温度修正系数KN /℃
T i：当前温度℃
T0：初始温度℃
通常情况下，由于温度对振弦式传感器影响很小，可不予修正。
具体的计算方法以率定表中提供的计算公式及系数为准。
锚索测力计自动化监测方案(锚索计)图1振弦式锚索计一、锚索计自动化监测方案的趋势随着岩土工程监测的发展，基坑和高边坡、桥梁等自动化监测已经被大家广泛的应用。
但是基坑和高边坡怎样把锚索计也嵌入到自动化监测当中去，是生产传感器厂家的难点和痛点，为了解决这一难点，我们公司专门研发了一款性价比极高的数据处理器，此处理器可以兼容其它厂家的锚索计，输出接口为R485,可以有效的解决锚索计自动化监测的问题。
二、锚索计的用途振弦式锚索计用来测量和监测各种锚杆、锚索、岩石螺栓、支柱、隧道与地下洞室中的支撑以及大型预应力钢筋混凝土结构（基坑和高边坡等）中的荷载和预应力的损失情况。
三、锚索计的特点1、采用振弦理论设计、全不锈钢结构制造，具有灵敏度与精度高、线性与稳定性好等优点。
2、结构与防水材料保证超高的防水性能，防水1MPa。
3、内置半导体温度传感器进行自动温度修正。
4、智能传感器，直接显示索力值(KN)而非只显示振弦频率。
5、连接多通道读数仪可同步采集多弦频率并在最短时间内(约1.4秒)显示索力值，此功能可用于现场缆索张拉时的施工控制6、通信接口加处理器可以为R485总线方式四、主要性能指标五、锚索计采集方式1、人工数据采集：采用智能读数仪CS-DSY709直接读出锚索计物理量(KN)，不需要经过人工二次换算，直接与千斤顶做对比;同时读数仪根据测量时间把锚索计的编号、温度、物理量（索力值KN）保存到读数仪里；并能通过电脑把保存到读数仪的数据导出来，生成EXCEL 表格打印出来；可以做到无纸化操作。
2、自动化采集：配合数据处理器或通道模块直接接入智能数据采集系统进行数据自动采集。
六、安装与使用1、锚索测力计安装前，除应符合相关规范外，保证锚索计安装基面与钻孔方向的垂直十分必要。
2、应检查锚垫板与锚束张拉孔的中心轴线是否相互垂直，允许的垂直偏差范围是90±1.5°（如图2所示）。
任何超过该偏差范围的安装将会导致锚索测力计在锚束张拉过程中在垫板上产生滑移、测值偏小或测值失真。
安全监测资料成果计算方法汇编1应变计的计算1.1差阻式应变计数据的格式以及总应变的计算计算公式：温度：T=α’(Rt-RO)成果：εm= k（Z-Z0）+(b-αc)·（Ti-T0）（1）式中： T－温度α’－仪器的温度系数RO－0℃时仪器的计算电阻εm－应变计的总应变μεZ0－电阻比的基准值0.01％Zi－电阻比的观测值0.01％b－仪器的膨胀修正系数。
αc－为砼的膨胀系数，通常αc在5.6～12.0×10-6/℃范围内。
一般情况下取10×10-6/℃。
K－仪器的校正系数。
注意：当仪器有一根芯线断或其它原因异常情况下，采取4线观测时，测值只有：RS、2r、和Z4情况下，需要将结果换算成上述计算的参数，进行计算。
其中：Rt＝R S-2r （2）Z=Z4+(Z4-1)2r/R t（3）1.2振弦式应变计数据的格式以及总应变的计算计算公式：εm= k （Li-L0）+(b-αc)·（Ti-T0） （4）式中：εm －应变计的总应变με，Li －频率模数，物理含义为频率的平方除以1000。
L0－频率模数的基准值。
1.3单支应变计和无应力计单支应变计和无应力计均按照上式（1）和（4）进行计算。
无应力计计算时成果代号为εg 。
1.4应变计组单轴应变的计算 1.4.1应力应变的计算应力应变计算式：ε＝εm-εg 1.4.2两向应变计组单轴应变的计算）（））（（’y x x εμμεμμμε-+-+-=12111）（））（（’x y y εμμεμμμε-+-+-=12111其中：μ－混凝土的泊松比，一般常用0.16。
1.4.3三向应变计组单轴应变的计算）（））（（’z 112111εμμεμμεμμμε-+-+-+-=y x x）（））（（’z 1x 1y 2111y εμμεμμεμμμε-+-+-+-=）（））（（’y 1x 1z 2111z εμμεμμεμμμε-+-+-+-=1.4.4五向应变计组单轴应变的计算对于5向应变计组应进行平衡修正和单轴应变计算：如图所示的5向应变计，其平衡修正按下面进行。
VAB锚索测力计说明书VAB系列型振弦式锚索测力计说明书NANJING GEOT CIVIL ENGINEERING INSTRUMENTS CO. LTDVAB系列型振弦式锚索测力计说明书一、概述VAB系列型振弦式锚索测力计利用特制的应变计作为传感部件，用于长期监测预应力锚索对岩体或建筑物施加压力的大小，无需温度修正，测值准确、性能稳定。
使用时，安装在岩石边坡或混凝土建筑物的预应力锚索上。
VAB系列型振弦式锚索测力计有二弦、三弦、四弦和六。
经过振弦频率读数仪读出测力计A、B、C、D、E、F各支应变传感器的实时测量值，并利用仪器特性参数可算出锚索所施加的压力。
图1二、主要技术参数2、超量程：允许额定量程的1.2倍3、可根据客户要求额外增加温度热敏电阻传感器，其测温范围为-30～+90℃，精度0.3℃。
4、可根据客户要求额外增加智能芯片，将传感器编号、参数、温度修正等信息录入其中。
三、测量及计算1、振弦式锚索测力计的手工测量用振弦式读数仪完成。
测量方法请参照相应读数仪的使用说明书，测量完成后，记录传感器的频率值（或模数值）、仪器编号、设计编号和测量时间等信息。
2、振弦式锚索测力计的计算公式（以4根弦来举例）：P i=K(F0-F i)F0=(F01+F02+F03+F04)/4；F i=(F i1+F i2+F i3+F i4)/4；P i——被测锚索荷载值；K——锚索测力计标定系数，上式为4根弦的平均系数，由制造商给出；F0——锚索测力计4根弦零荷载时的模数平均值；F i——锚索测力计4根弦P i级荷载时的模数平均值；F01、F02、F03、F04——4根弦在零荷载时刻的模数值；F i1、F i2、F i3、F i4——4根弦在P i级荷载时的模数值。
注：1、3-210F，即模数值为频率值平方的千分之一。
=Hz⨯2、单支传感器参数，如K值等，详见传感器合格证。
3、在计算时，请注意统一各参数的数量级、单位。
锚索测力计监测物理量的计算
摘要：锚索测力计主要用来监测各种锚杆、锚索、岩石螺栓、支柱、隧道与地下洞室中的支架以及大型预应力钢筋混凝土结构中的荷载及预应力的损失情况。
目前普遍应用的为多弦式锚索测力计，在运行的过程中常常会出现部分测点失效的情况，若部分测点失效，只要找到合适的计算方法，就可以准确计算出锚固力，使得锚索测力计能发挥正常监测的作用。
关键词：锚索测力计；锚固力；线性回归；计算；误差
Abstract: The loss of anchor cable dynamometer is mainly used to load and prestressed frame to monitor all kinds of bolt and anchor, rock bolts, pillar, tunnel and underground cavern and the large prestressed reinforced concrete structure in the. The current widely used for multiple string type anchor dynamometer, in the course of operation is often part of measuring points of failure, if part of the measurement point of failure, only to find the appropriate numerical methods, we can accurately calculate the anchor force, the anchor cable dynamometer can play a normal monitoring role.
Keywords: anchor ergometer; anchoring force calculation; error; linear regression;
0引言
由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端锚固在坚硬的岩层中，然后在另一个自由端进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固，这种方法称预应力锚索，简称锚索，其示意图见图1，预应力锚索在岩土工程边坡、地下硐室及其他大型预应力钢筋混凝土结构中均有广泛的应用。
锚索测力计安装在锚索的自由端，监测锚索锚固力的变化情况，从而评价建筑物及结构的稳定性或施工质量。
目前工程中普遍应用的为多弦式锚索测力计，当一台锚索测力计的部分测点失效，仍可以通过其余测点的读数计算出锚固力值，本文将介绍一种准确简便的计算方法来准确的计算锚固力。
图1预应力锚索示意图
1锚索测力计工作原理
1.1仪器结构
振弦式锚索测力计主要由承重筒、保护桶、敏感部件、激振线圈、电缆及密封组件组成，敏感部件为振弦式应变计。
在测力计承重筒上均布着3～6支振弦
式应变计，当荷载使承重筒产生轴向变形时，应变计与承重筒产生同步变形，变形引起应变计钢弦的张弛，从而改变钢弦的振动频率，配套读数仪可以通过信号线测量应变计的读数。
振弦式锚索测力计的结构示意图见图2。
图2振弦式锚索测力计结构图
1.2仪器安装
仪器安装之前，要根据锚墩、锚索测力计及锚板的尺寸加工锚垫板，仪器安装时在锚索的自由端依次装上锚垫板、锚索测力计、锚垫板、锚具、千斤顶、工具锚，保证各部件与锚索的中心轴线同心同轴，然后进行分级张拉和锁定，最后退出工具锚和千斤顶。
锚索测力计的典型安装示意图见图3。
图3锚索测力计典型安装示意图
2计算
2.1锚固力的计算
锚索测力计的监测物理量为锚索测力计承受的荷载即锚固力，下面介绍锚固力的计算方法，厂家提供的计算公式为：
P=k×（F-F0）+b×（T-T0）
式中，P—锚索测力计承受的荷载，即锚固力，单位为kN；
k—锚索测力计的仪器系数，单位为kN/kHz2；
F—实时测量的锚索测力计输出值（所有测点测值平均值），单位为kHz2；
F0—锚索测力计的基准值（自由状态下所有测点测值平均值），单位为kHz2；
b—锚索测力计的温度修正系数，单位为kN/℃；
T—温度实时测值，单位为℃；
T0—温度基准值（F0对应的温度测值），单位为℃；
2.2部分测点失效的锚索测力计的计算
锚索测力计工作一段时间后，由于施工原因和仪器本身质量原因可能会出现部分测点测不出读数的现象。
从锚索测力计的结构和安装工艺来看，锚索测力计是轴向均匀受压，当锚索测力计的部分测点失效后，其余测点的读数不会受到影响，因此可以通过其余测点的读数来计算出锚固力值。
下面我们以某工程安装的一台NVMS-4000型锚索测力计的实时观测数据为例来探讨不同计算方法计算出来的锚固力的准确性。
某工程锚索测力计DP11-M3L2A观测成果见表1。
表1某工程锚索测力计DP11-M3L2A观测成果表
锚索测力计自由状态下测值为锚索测力计锚固力计算的初始值，锚索测力计DP11-M3L2A锚固力计算的初始值：
F0=（5881.8+6883.3+6934.0+6793.7+6235.5+6687.3）÷6=6569.3kHz2；T0=11.5℃。
仪器正常工作状态下锚固力的计算成果即锚索测力计实际承受的荷载（锚固力），我们将实际锚固力定义为M0，M0计算成果见表2。
表2 锚索测力计M0的计算成果表
假设从2012年12月03日开始锚索测力计DP11-M3L2A的3#测点无法测出读数，其余测点读数正常，那么如何计算锚索测力计承受的整体荷载（即锚固力），下面我们介绍三种计算方法，比较各种计算方法的准确性。
2.2.1第一种计算方法
先计算出其余五各测点（1#、2#、4#、5#、6#）实时测值的平均值，然后以F0和T0为初始值来计算锚固力，我们将这种方法计算出来的锚固力定义为M1，M1计算成果见表3。
表3 锚索测力计M1的计算成果
2.2.2第二种计算方法
将锚索测力计工作正常的测点在自由状态下的测值作为初始值来计算锚固力，将这种方法计算出来的锚固力定义为M2，M2的计算成果见表4。
表4锚索测力计M2的计算成果
2.2.3第三种计算方法
在锚索测力计张拉阶段（自由状态至锁定），将目前工作正常的五个测点测值的平均值与六个测点的平均值进行进行线性回归，找出他们的线性关系，将五个测点（1#、2#、4#、5#、6#）实测值的平均值（5）修正为六个测点测值的平均值（6），然后以F0和T0为初始值来计算锚固力，我们将这种方法计算出来的锚固力定义为M3。
锚索测力计DP11-M3L2A在张拉锁定阶段6个测点测值的平均值（6）、5个测点（除去3#测点）测值的平均值（5）的线性回归曲线见图4。
从线性回归曲线可以看出，6 =5×0.9636+310.63，利用该公式将五个测点的平均值修正为六个测点正常工作时的平均值，然后以F0和T0为初始值来计算锚固力（M3），M3的计算成果见表5 。
表5锚索测力计M3的计算成果
2.2.4计算成果准确性
以上三种计算方法计算出来的锚固力值（M1、M2、M3）与M0的误差统计见表6。
表6 锚固力计算值M1、M2、M3与M0的误差
由此可以看出，第三种方法计算锚索测力计的锚固力值最准确。
3结语
当一台振弦式锚索测力计（m弦）的部分测点（n个）无法准确测出读数时（n≤m/2）,可以利用其余正常测点的测值计算出锚索测力计的锚固力。
在实际工作中采用前两种计算方法来计算锚固力的现象比较普遍，在此推荐采用第三种方法进行计算会更准确。
