[实用新型]一种多功能盾构隧道风险预警可视化演示平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种隧道预警演示平台，尤其是涉及一种多功能盾构隧道风险预警可视化演示平台。

背景技术

随着我国城镇化的大力推进，地铁作为一种运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源的交通方式，在我国得到快速发展，使城市交通状况有了明显改善。在城市地铁大规模建设的同时，运营地铁隧道的结构健康状况也越来越受到社会的广泛关注。由于施工缺陷、复杂地质条件、长期荷载、频繁的列车振动、材料劣化等原因，运营地铁隧道已呈现出比较严重的病害情况。由此，对于地铁盾构隧道的结构健康监控尤显重要。

地铁盾构隧道是一种超长线状结构，其监控种类多、分布分散，安装空间狭小，这些为地铁隧道的监控提出了更高的要求。无线传感器网络具有布局灵活、结构易变、生命力较强等特点，在地铁隧道中具有良好的应用前景。风险预警可视化系统可对工程结构中存在的风险状态进行实时的反馈和及时的预警，以保证工程施工和运营安全性的。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多功能盾构隧道风险预警可视化演示平台，可用于盾构隧道受力变形试验和盾构隧道风险预警系统的演示，是一个多功能演示平台，结构简单，安全可靠。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多功能盾构隧道风险预警可视化演示平台，包括盾构隧道管片、风险预警装置、试验机和底板，所述的盾构隧道管片安装于试验机内部，所述的试验机连接底板，所述的风险预警装置连接盾构隧道管片，并固定在底板上。

所述的盾构隧道管片的形状为六边形，由六个管片依次通过管片接头连接构成，所述的六边形的上下侧面平行，左侧两侧面与右侧两侧面为左右对称结构。

所述的管片接头之间通过榫头连接，所述的榫头上设有预留孔洞，所述的预留孔洞上配置销钉。

所述的试验机采用压重加载方式，包括反力架、加载装置和荷载传感器，所述的反力架的形状为六边形，所述的反力架的下侧面连接底板，内部装有与下侧面的内侧固定连接的盾构隧道管片，所述的加载装置为五个，各个加载装置的一端分别连接反力架的上侧面、左侧两侧面和右侧两侧面的内侧，另一端分别连接盾构隧道管片的上侧面、左侧两侧面和右侧两侧面的外侧，所述的荷载传感器连接加载装置。

所述的荷载传感器为五个，分别对应连接一加载装置。

所述的风险预警装置包括监测传感器、微处理器、数据存储器、电源模块、预警器和上位机，所述的监测传感器设于在盾构隧道管片上，连接微处理器，所述的微处理器分别连接数据存储器、预警器和上位机，所述的上位机连接数据存储器，所述的电源模块分别连接监测传感器、微处理器、预警器和数据存储器，所述的微处理器、数据存储器、电源模块和预警器分别固定在底板上。

所述的监测传感器包括位移传感器、倾斜传感器、振动传感器、加速度传感器、拉/压力传感器或应变/应力传感器中的一种或几种。

所述的监测传感器为多个。

所述的预警器采用LED灯组。

所述的微处理器通过预设插口、无线网络、蓝牙或移动通信网络连接上位机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型针对盾构隧道变形机理和风险预警机理，模拟了盾构隧道变形特点，可用于盾构隧道受力变形试验，盾构隧道风险预警系统的演示，是一个多功能演示平台，包括：一组通过管片接头连接的盾构隧道刚性管片；用于监测盾构隧道管片形态，进行可视化预警的风险预警装置；用于施加荷载的试验机；用于固定各部件的底板；具有结构简单、安全可靠的特点；

2)本实用新型采用一组通过管片接头连接的盾构隧道刚性管片，在荷载作用下可以发生相对转动变形，用以模拟盾构隧道变形；

3)本实用新型中管片接头可以发生相对转动且转动刚度可控制调节，即通过建立销钉预紧力和管片接头刚度之间的关系，利用力矩扳手调整六个接头上销钉的预紧力，以此来控制管片接头的刚度，用于进行不同对比试验；

4)本实用新型采用压重加载方式进行施加荷载的试验机加载系统，六边形的对称结构设计可令施力均衡，通过反馈安装在加载器上的荷载传感器的信号，可以控制施加荷载的大小，可方便进行不同情况的压力试验；