中村代理日本KYOWA共和埋入式應(yīng)變計(jì) 

中村代理日本KYOWA共和埋入式應(yīng)變計(jì) 

一、產(chǎn)品基礎(chǔ)定位與設(shè)計(jì)初衷

KM-30-120-H1-11 屬于 KYOWA 共和 KM 系列專業(yè)埋入式應(yīng)變計(jì)，是面向土木工程、建筑結(jié)構(gòu)、巖土工程領(lǐng)域開發(fā)的內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感元件。常規(guī)表面粘貼式應(yīng)變計(jì)僅能檢測(cè)結(jié)構(gòu)表層形變，無法獲取構(gòu)件內(nèi)部真實(shí)應(yīng)力狀態(tài)，在大型混凝土澆筑結(jié)構(gòu)、深埋樁基、隧道襯砌、路基巖體等工程中，表層數(shù)據(jù)無法反映結(jié)構(gòu)內(nèi)部蠕變、沉降、荷載傳遞變化，難以支撐完整的結(jié)構(gòu)安全分析。

本款埋入式應(yīng)變計(jì)可直接預(yù)埋在混凝土、砂漿、巖土填充介質(zhì)內(nèi)部，跟隨結(jié)構(gòu)體同步固化成型，能夠直接采集結(jié)構(gòu)內(nèi)部的真實(shí)應(yīng)變數(shù)據(jù)，*表層監(jiān)測(cè)的信息盲區(qū)。產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)適配基建澆筑施工工藝，不會(huì)因漿料流動(dòng)振搗、固化收縮出現(xiàn)移位、脫層、失效等問題，適配一次性預(yù)埋、長(zhǎng)期靜置監(jiān)測(cè)的工程使用模式。

30mm 柵長(zhǎng)搭配 120Ω 標(biāo)準(zhǔn)電阻，是土木結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的通用主流規(guī)格，適配絕大多數(shù)建筑、路橋、巖土測(cè)試系統(tǒng)，通用性與適配性強(qiáng)。產(chǎn)品出廠完成標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)標(biāo)定，參數(shù)一致性穩(wěn)定，多支組網(wǎng)布設(shè)時(shí)數(shù)據(jù)均衡性好，適合大型工程多點(diǎn)位、全域化結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

二、核心結(jié)構(gòu)與材質(zhì)工藝特點(diǎn)

KM-30-120-H1-11 核心感應(yīng)單元采用銅鎳合金精密箔材制作，電阻溫度系數(shù)低、應(yīng)力線性度穩(wěn)定、抗疲勞性能優(yōu)異，長(zhǎng)期承受靜態(tài)、緩變應(yīng)力時(shí)，參數(shù)漂移幅度小。相較于普通絲式應(yīng)變?cè)?，箔式結(jié)構(gòu)受力均勻、應(yīng)力傳遞面積大、形變跟隨性更好，能夠精準(zhǔn)捕捉結(jié)構(gòu)體微小蠕變與低頻形變變化。

基底采用高強(qiáng)度丙烯酸樹脂材質(zhì)，柔韌性與結(jié)構(gòu)適配性貼合混凝土固化形變特性，可跟隨基材收縮、膨脹、微形變同步發(fā)生彈性變化，不會(huì)出現(xiàn)基底開裂、脫膠、分層等問題?；捉^緣性能穩(wěn)定，防潮、防滲透能力強(qiáng)，能夠抵御混凝土內(nèi)部潮濕堿性環(huán)境的長(zhǎng)期侵蝕，維持長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)過程中的絕緣穩(wěn)定性。

產(chǎn)品表面經(jīng)過專業(yè)粗糙化處理，可與水泥漿料、砂漿介質(zhì)形成高強(qiáng)度咬合結(jié)合層，澆筑固化后與結(jié)構(gòu)體融為一體，不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑移、間隙形變，保證應(yīng)變數(shù)據(jù)來自結(jié)構(gòu)體本體形變，規(guī)避結(jié)合層誤差帶來的數(shù)據(jù)失真。整體無外露精密薄弱結(jié)構(gòu)，抗?jié){料沖擊、抗振搗擾動(dòng)，適配現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工的復(fù)雜工況。

配套引出線纜適配埋入工況使用環(huán)境，耐潮濕、耐老化、耐介質(zhì)腐蝕，線纜與基底銜接位置做密封加固處理，阻斷水汽、漿液滲入通道，杜絕內(nèi)部元件受潮、絕緣下降、信號(hào)異常等問題，適配數(shù)年甚至數(shù)十年的長(zhǎng)期預(yù)埋監(jiān)測(cè)作業(yè)。

三、應(yīng)變采集工作原理

KM-30-120-H1-11 依托金屬電阻應(yīng)變效應(yīng)完成力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換，當(dāng)預(yù)埋位置的結(jié)構(gòu)體承受荷載、沉降、溫縮、徐變產(chǎn)生形變時(shí)，應(yīng)變計(jì)隨結(jié)構(gòu)同步拉伸或壓縮，內(nèi)部合金箔材幾何尺寸發(fā)生微量改變，自身電阻值隨之產(chǎn)生規(guī)律性變化。

電阻變化量與結(jié)構(gòu)應(yīng)變量保持固定線性關(guān)系，通過配套應(yīng)變采集設(shè)備讀取電阻變化數(shù)值，即可精準(zhǔn)換算出結(jié)構(gòu)內(nèi)部微應(yīng)變、應(yīng)力大小、形變趨勢(shì)。120Ω 標(biāo)準(zhǔn)電阻適配市面所有通用應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)、靜態(tài)應(yīng)變儀、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)采集設(shè)備，無需特殊參數(shù)適配，系統(tǒng)對(duì)接便捷。

該款應(yīng)變計(jì)針對(duì)土木結(jié)構(gòu)靜態(tài)應(yīng)變、緩慢蠕變、長(zhǎng)期殘余形變優(yōu)化響應(yīng)特性，對(duì)低頻、緩變的結(jié)構(gòu)形變識(shí)別精度高，能夠持續(xù)記錄結(jié)構(gòu)體長(zhǎng)期荷載作用下的應(yīng)力松弛、蠕變發(fā)展規(guī)律，區(qū)別于普通高速動(dòng)態(tài)應(yīng)變?cè)?，更貼合基建工程長(zhǎng)效監(jiān)測(cè)需求。

出廠階段完成嚴(yán)格的線性校準(zhǔn)與滯后修正，全量程區(qū)間輸出均勻，升降程形變重復(fù)性高，多次荷載循環(huán)測(cè)試數(shù)據(jù)離散度低，能夠?yàn)榻Y(jié)構(gòu)安全評(píng)估、荷載驗(yàn)算、壽命分析提供精準(zhǔn)、可溯源的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

四、環(huán)境耐受與長(zhǎng)期穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)

KM-30-120-H1-11 適配土木工程常規(guī)工作溫度區(qū)間，埋入固化后穩(wěn)定工作溫度為 - 10℃至 70℃，可適應(yīng)國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)四季溫差變化，不會(huì)因常規(guī)溫變產(chǎn)生大幅零點(diǎn)漂移。內(nèi)置基礎(chǔ)溫度補(bǔ)償特性，能夠抵消混凝土溫脹冷縮、環(huán)境溫度波動(dòng)帶來的測(cè)量偏差，減少后期數(shù)據(jù)修正工作量。

產(chǎn)品具備優(yōu)異的防潮防水性能，適配地下、深埋、潮濕基坑、水下襯砌等高濕工況，可長(zhǎng)期在密閉潮濕的混凝土內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定工作。基底與密封結(jié)構(gòu)可以抵御混凝土固化過程中的堿性物質(zhì)輕微腐蝕，延緩元件老化速度，保障長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性與穩(wěn)定性。

結(jié)構(gòu)抗蠕變、抗疲勞性能突出，長(zhǎng)期處于恒定荷載、反復(fù)微形變狀態(tài)下，不會(huì)出現(xiàn)參數(shù)偏移、靈敏度衰減等問題，適合橋梁長(zhǎng)期荷載監(jiān)測(cè)、樁基沉降監(jiān)測(cè)、隧道圍巖應(yīng)力監(jiān)測(cè)等長(zhǎng)效工程項(xiàng)目。相較于普通傳感元件，長(zhǎng)期使用精度保持性更好，大幅降低后期復(fù)測(cè)、二次校準(zhǔn)的運(yùn)維成本。

整體結(jié)構(gòu)抗擠壓、抗覆土壓力，深埋工況下可承受結(jié)構(gòu)體自重壓力、覆土荷載、地層擠壓應(yīng)力，結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生破損、失效，適配深層巖土、厚層混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)埋作業(yè)。

五、施工預(yù)埋適配特性

KM-30-120-H1-11 體型規(guī)整、結(jié)構(gòu)輕薄，布設(shè)安裝不影響混凝土澆筑密實(shí)度，不會(huì)改變局部基材力學(xué)特性，預(yù)埋后不干擾結(jié)構(gòu)體原始受力狀態(tài)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)性高。施工適配常規(guī)土建澆筑流程，可固定在鋼筋骨架、模板內(nèi)側(cè)、巖土測(cè)點(diǎn)位置，固定方式簡(jiǎn)單便捷，適配工地標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝。

澆筑過程中，漿料沖擊、振搗作業(yè)不會(huì)造成應(yīng)變計(jì)移位、翻轉(zhuǎn)、脫落，結(jié)構(gòu)抗擾動(dòng)能力強(qiáng)，適配現(xiàn)場(chǎng)粗放施工環(huán)境。固化后與混凝土、砂漿介質(zhì)緊密結(jié)合，一體化形變效果好，無界面間隙、無相對(duì)滑動(dòng)，從施工層面規(guī)避大部分監(jiān)測(cè)誤差。

線纜引出布局靈活，可根據(jù)監(jiān)測(cè)方案選擇側(cè)邊引出、端頭引出方式，方便線纜集中收納、規(guī)整布線，適配工程現(xiàn)場(chǎng)多測(cè)點(diǎn)組網(wǎng)監(jiān)測(cè)。預(yù)留線纜長(zhǎng)度可按需適配測(cè)點(diǎn)深度，滿足深埋、長(zhǎng)距離引線的布設(shè)需求。

六、信號(hào)匹配與系統(tǒng)兼容能力

產(chǎn)品采用行業(yè)通用 120Ω 標(biāo)準(zhǔn)電阻參數(shù)，與絕大多數(shù)靜態(tài)應(yīng)變采集儀、動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)兼容，通用度高。使用者無需更換專用設(shè)備、無需調(diào)整特殊參數(shù)，常規(guī)應(yīng)變采集設(shè)備即可直接采集數(shù)據(jù)，適配新舊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造、新建項(xiàng)目設(shè)備配套。

單支應(yīng)變計(jì)獨(dú)立信號(hào)輸出，組網(wǎng)性能優(yōu)異，可實(shí)現(xiàn)數(shù)十、上百測(cè)點(diǎn)同步采集，適配大型橋梁、超長(zhǎng)隧道、大型建筑基坑、路基工程的全域應(yīng)力監(jiān)測(cè)。各測(cè)點(diǎn)參數(shù)一致性高，數(shù)據(jù)橫向?qū)Ρ刃詮?qiáng)，便于工程人員分析結(jié)構(gòu)不同位置的受力差異、荷載傳遞規(guī)律。

信號(hào)輸出穩(wěn)定、基線漂移小，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)采集無明顯數(shù)據(jù)跳動(dòng)，適合長(zhǎng)期無人值守的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)模式，可實(shí)時(shí)反饋結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化、異常形變、荷載突變等關(guān)鍵狀態(tài)，為工程運(yùn)維、安全預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐。

七、核心應(yīng)用場(chǎng)景

在橋梁工程領(lǐng)域，主要用于橋梁主梁、墩柱、承臺(tái)混凝土內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測(cè)，記錄車輛荷載、溫度應(yīng)力、收縮徐變帶來的形變變化，分析橋梁長(zhǎng)期受力狀態(tài)與結(jié)構(gòu)老化趨勢(shì)，支撐橋梁養(yǎng)護(hù)與安全評(píng)估工作。

在隧道與地下工程領(lǐng)域，可預(yù)埋于隧道襯砌、圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑圍護(hù)墻體內(nèi)部，監(jiān)測(cè)圍巖擠壓應(yīng)力、襯砌形變、基坑沉降應(yīng)變，預(yù)判圍巖變形趨勢(shì)，規(guī)避坍塌、沉降等安全隱患，保障地下工程施工與運(yùn)營(yíng)安全。

在建筑工程領(lǐng)域，適配高層建筑樁基、筏板基礎(chǔ)、大型梁柱結(jié)構(gòu)內(nèi)部監(jiān)測(cè)，捕捉結(jié)構(gòu)自重沉降應(yīng)力、溫度應(yīng)力、施工殘余應(yīng)變，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性，記錄建筑長(zhǎng)期形變規(guī)律，為建筑結(jié)構(gòu)安全運(yùn)維提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

在巖土工程領(lǐng)域，可用于路基、邊坡、巖土加固結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)土體沉降、擠壓、滑移產(chǎn)生的應(yīng)變變化，輔助邊坡穩(wěn)定性分析、路基沉降評(píng)估，廣泛應(yīng)用道路、軌道交通、水利壩體等基建項(xiàng)目。

同時(shí)適用于高校、科研院所的土木結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，混凝土構(gòu)件力學(xué)試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)耐久試驗(yàn)、材料形變特性研究等科研場(chǎng)景，為結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、材料性能研究、工程優(yōu)化設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

八、預(yù)埋施工與安裝規(guī)范

施工預(yù)埋前，需要檢查應(yīng)變計(jì)外觀完整性、線纜密封性與絕緣性能，確認(rèn)元件無破損、線纜無開裂、絕緣參數(shù)正常后方可布設(shè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)方案確定測(cè)點(diǎn)位置，將應(yīng)變計(jì)平穩(wěn)固定在鋼筋骨架或指定基座位置，保證應(yīng)變計(jì)主體平直舒展，無扭曲、彎折、擠壓。

布設(shè)過程中禁止暴力拉扯線纜、踩踏元件，避免基底變形、內(nèi)部箔材受損。澆筑漿料時(shí)，測(cè)點(diǎn)位置優(yōu)先采用人工緩慢補(bǔ)料，減少漿料直接沖擊，振搗作業(yè)避開應(yīng)變計(jì)主體位置，防止高頻振動(dòng)造成元件移位、松動(dòng)。

混凝土固化階段保持線纜靜置放松，避免線纜拉扯帶動(dòng)傳感元件移位，保證元件與基材同步固化成型。結(jié)構(gòu)固化靜置后，再開展初始零點(diǎn)采集，記錄初始基準(zhǔn)參數(shù)，作為后期形變分析的參照依據(jù)。

多測(cè)點(diǎn)布設(shè)時(shí)統(tǒng)一布設(shè)方向與固定標(biāo)準(zhǔn)，保證各測(cè)點(diǎn)受力方向一致，提升后期數(shù)據(jù)對(duì)比分析的準(zhǔn)確性。施工完成后做好線纜防護(hù)，避免現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械碾壓、人為破損，保障信號(hào)傳輸穩(wěn)定。

九、日常運(yùn)維與校驗(yàn)管理

工程完工投入監(jiān)測(cè)后，定期檢查外露線纜、接頭防護(hù)狀態(tài)，避免雨水浸泡、外力破損導(dǎo)致信號(hào)中斷、絕緣下降。長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)工況下，保持采集設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，定期核對(duì)基線零點(diǎn)狀態(tài)，出現(xiàn)小幅偏移可通過采集系統(tǒng)微調(diào)基準(zhǔn)參數(shù)，保證數(shù)據(jù)連續(xù)性。

常規(guī)基建長(zhǎng)效監(jiān)測(cè)場(chǎng)景，每年開展一次數(shù)據(jù)比對(duì)校驗(yàn)，核對(duì)應(yīng)變線性輸出、基線穩(wěn)定性；重點(diǎn)工程、高風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，可縮短校驗(yàn)周期，保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可靠。禁止私自拆解、撬動(dòng)預(yù)埋結(jié)構(gòu)，避免傳感元件與基材脫離，造成監(jiān)測(cè)失效。

設(shè)備閑置備用狀態(tài)下，存放于干燥通風(fēng)環(huán)境，避免潮濕、擠壓、暴曬，保護(hù)基底絕緣性能與箔材結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，備用元件復(fù)用后依舊可以保持穩(wěn)定測(cè)量性能。

十、選型適配說明

KM-30-120-H1-11 憑借 30mm 通用柵長(zhǎng)、120Ω 標(biāo)準(zhǔn)電阻、適配混凝土巖土埋入工況的結(jié)構(gòu)特性，是土木基建常規(guī)應(yīng)力監(jiān)測(cè)的主流選型，適合絕大多數(shù)普通混凝土、砂漿結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

針對(duì)大骨料、大體積混凝土結(jié)構(gòu)，可優(yōu)先選用長(zhǎng)柵長(zhǎng)應(yīng)變計(jì)，進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)穩(wěn)定性；針對(duì)高溫、強(qiáng)腐蝕特殊工況，可更換對(duì)應(yīng)特種埋入式應(yīng)變產(chǎn)品。搭配采集設(shè)備優(yōu)先選用靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)設(shè)備，適配長(zhǎng)期低速應(yīng)變采集需求。

多項(xiàng)目批量選型時(shí)，統(tǒng)一同批次產(chǎn)品，保障參數(shù)一致性，利于工程數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)比與長(zhǎng)期趨勢(shì)分析。整體來看，該款應(yīng)變計(jì)憑借適配土建施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、穩(wěn)定的長(zhǎng)效監(jiān)測(cè)性能、良好的環(huán)境耐受能力，成為土木結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測(cè)的通用核心傳感元件，廣泛適配各類基建工程與科研試驗(yàn)場(chǎng)景。