[发明专利]一种盾构隧道接头螺栓轴力的监测装置及方法

权利要求书

1.一种盾构隧道接头螺栓轴力的监测装置，其特征在于，所述装置包括：

薄膜式螺栓轴力传感器，与盾构隧道接头螺栓连接，用于将盾构隧道接头螺栓承受的轴力直接转换为电信号；

信号处理设备，在监测时与薄膜式螺栓轴力传感器连接，用于将薄膜式螺栓轴力传感器传递的电信号转换为可读压力信号；

所述薄膜式螺栓轴力传感器包括：

压力感应涂层，与盾构隧道接头螺栓连接，用于将盾构隧道接头螺栓承受的轴力转换为电信号；

线路层，分别与压力感应涂层和信号处理设备连接，用于将转换的电信号传递至信号处理设备；

所述薄膜式螺栓轴力传感器还包括保护层，所述保护层位于薄膜式螺栓轴力传感器的外表面，与线路层连接；

所述保护层包括刚性层和绝缘层，所述绝缘层与线路层连接，所述刚性层位于薄膜式螺栓轴力传感器的外表面；

所述压力感应涂层具有连续布置形式或离散布置形式。

2.根据权利要求1所述的盾构隧道接头螺栓轴力的监测装置，其特征在于，所述线路层上设有接线端子，所述接线端子与信号处理设备连接。

3.根据权利要求1所述的盾构隧道接头螺栓轴力的监测装置，其特征在于，所述薄膜式螺栓轴力传感器与盾构隧道接头螺栓的连接方式包括卡接或套接。

4.根据权利要求1所述的盾构隧道接头螺栓轴力的监测装置，其特征在于，所述薄膜式螺栓轴力传感器的厚度小于3mm。

5.根据权利要求1所述的盾构隧道接头螺栓轴力的监测装置，其特征在于，所述装置还包括保护件，所述保护件分别与盾构隧道接头螺栓和薄膜式螺栓轴力传感器连接。

6.一种基于如权利要求1所述的盾构隧道接头螺栓轴力的监测装置实现的盾构隧道接头螺栓轴力的监测方法，其特征在于，所述方法包括：

s1)通过薄膜式螺栓轴力传感器进行数据采集，得到接头螺栓承受的轴力的电信号；

s2)根据薄膜式螺栓轴力传感器的电信号和压力信号的转换关系，将步骤s1)中得到的电信号转换为压力信号；

s3)对步骤s2)得到的压力信号进行展示。

7.根据权利要求6所述的盾构隧道接头螺栓轴力的监测方法，其特征在于，所述薄膜式螺栓轴力传感器的电信号和压力信号的转换关系的获取方法具体为：

s21)通过室内试验测试，得到薄膜式螺栓轴力传感器的输出数据的线性度；

s22)结合再薄膜式螺栓轴力传感器安装过程中，通过拧紧盾构隧道接头螺栓得到的原位标定数据，得到薄膜式螺栓轴力传感器的电信号和压力信号的转换关系。