[发明专利]一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法无效

专利信息
申请号: 201110111568.7 申请日: 2011-04-29
公开(公告)号: CN102278126A 公开(公告)日: 2011-12-14
发明(设计)人: 肖明清;韩向阳;石太伟;薛光桥;刘浩;裴利华;宁茂权 申请(专利权)人: 中铁第四勘察设计院集团有限公司
主分类号: E21D11/08 分类号: E21D11/08;G01L1/24
代理公司: 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 代理人: 黄行军
地址: 430080 湖北省武汉市*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 盾构 隧道 管片 连接 螺栓 测试 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及螺栓受力测试方法,尤其涉及一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法,适用于盾构隧道管片连接螺栓的力学状态测试,

背景技术

近年来国内盾构隧道得到了迅猛发展,包括地铁、公路、市政、铁路、输水、输气等行业。国内业界在盾构隧道的试验及理论研究上也投入了大量的资金,开展了大量的科研课题,譬如在盾构隧道力学测试和监控方面,也取得了骄人的成绩。但是目前在盾构隧道状态监测方面,还仅仅局限在钢筋和混凝土的应力及隧道收敛位移的测试上,对于在盾构隧道结构体系中起关键作用的螺栓,其应力状态测试和监控还很少涉足,是行业内的一个技术空白。其主要原因是:螺栓为后安装构件,螺栓安装后与螺栓孔是紧密接触的,传统方法是在螺栓表面贴应变片进行测试。但该方法在螺栓紧固过程中,螺栓的表面需要与混凝土螺孔内壁接触,难以保证应变片的成活,应变片的导线也无法正常引出。特别对目前广泛使用的斜螺栓来说更是如此,因为斜螺栓的螺杆和螺帽作为整体进行后安装,螺杆紧固时其表面会与混凝土螺孔内壁产生较大的摩擦,不能保证传感器元件的成活。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足,提出一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法,以解决以下关键技术问题:

1、应变传感器必须得到有效的保护,不与混凝土螺孔直接接触。

2、必须保证传感器导线正常引出,不受螺栓紧固影响,并保证紧固过程中导线的成活率。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法,包括如下步骤:

1)在螺栓3上沿轴向开槽6;

2)在槽6内预埋应变传感器元件4和连接应变传感器元件的导线5;

3)采用密封胶10将应变传感器元件4和导线5封装在槽6内,并将导线5从螺栓朝外的头部引出;

4)将螺栓3安装在盾构隧道相邻两管片之间,并将相邻两管片连接紧固,导线(5)接入测试仪器。

在上述方案中,所述螺栓可以为单头螺栓,在这种情况下,可以采用如下步骤:

1)在螺栓3上沿轴向开槽6,在螺栓头部帽8上对应槽6的位置开设导线引出孔7;

2)在槽6内预埋应变传感器元件4和连接应变传感器元件的导线5;

3)采用密封胶10将应变传感器元件4和导线5封装在槽6内,并将导线5从螺栓头部帽8上的导线引出孔7引出;

4)将单头螺栓倾斜或横向地穿过盾构隧道相邻两管片之中的一个管片的连接孔,与预埋在另一个管片中的螺帽连接紧固,将相邻两管片的连接紧固,导线5接入测试仪器。

在上述方案中,所述螺栓还可以为双头螺栓,在这种情况下,可以采用如下步骤:

1)在双头螺栓上沿轴向开槽6,所开槽6连通双头螺栓的任意一头;

2)在槽6内预埋应变传感器元件4和连接应变传感器元件的导线5;

3)采用密封胶10将应变传感器元件4和导线5封装在槽6内,并将导线5从双头螺栓开槽的头部引出;

4)将双头螺栓穿过盾构隧道相邻两管片之间的连接孔,两头用螺母9连接紧固,相邻两管片的连接紧固,导线5接入测试仪器。

所述双头螺栓可以为弯螺栓,也可以为直螺栓。

所述应变传感器元件4可选用体积较小的光栅光纤应变传感器。

本发明采用沿螺栓纵向开槽,将传感器元件埋设在槽内,用密封胶封装,导线也顺着槽引出的方案,保证传感器不与混凝土螺孔内壁接触,也保证了导线的安全与螺栓的防水效果。

对于单头斜螺栓来说,本发明在螺栓头部帽上对应槽6的位置,开设导线引出孔7,保证了导线不受螺栓紧固的影响。

本发明主要针对的是盾构隧道螺栓力学测试方法,适用于盾构隧道连接螺栓的力学状态测试,特别适用于采用斜螺栓的盾构隧道连接螺栓的力学状态测试。该方法通过在螺栓上拉槽封装导线和传感器的方法实现对螺栓的应力测试,元件不受螺栓紧固的影响,元件成活率高,测试效果好,解决了长期以来盾构隧道螺栓受力测试的技术难题。

附图说明

图1为盾构隧道管片单头斜螺栓连接图;

图2为盾构隧道管片双头弯螺栓连接图;

图3为单头斜螺栓测试方法示意图;

图4为双头弯螺栓测试方法示意图;

图5为图3中A-A剖面图;

图6为图3和图4中B-B剖面图;

图7为图4中C-C剖面图。

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