AT516158A4 - Tubbing element with strain measurement - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tübbingelement (100) für eine Tübbinganordnung (600) zur Innenausschalung eines Tunnels. Das Tübbingelement weist einen Tübbingkörper (101) und ein faseroptisches Kabel (102) auf, welches an dem Tübbingkörper (101) derart befestigt ist, dass eine Dehnungsänderung (402) des Tübbingkörpers (101) auf das faseroptische Kabel (102) übertragbar ist. Das faseroptische Kabel (102) erstreckt sich entlang einer Messstrecke (401) entlang des Tübbingkörpers (101), wobei das faseroptische Kabel (102) entlang der gesamten Messstrecke kraftschlüssig mit dem Tübbingkörper (101) verbunden ist. Das faseroptische Kabel (102) ist an eine optische Messeinrichtung (701) zum optischen Messen einer Dehnungsänderung (402) des faseroptischen Kabels (102) entlang der gesamten Messstrecke (401) anschließbar, wobei die Dehnungsänderung (402) des faseroptischen Kabels (102) indikativ für die Dehnungsänderung (402) des Tübbingkörpers (101) ist.The present invention relates to a tubbing element (100) for a tubbing arrangement (600) for interior shuttering of a tunnel. The tubbing element has a tubbing body (101) and a fiber optic cable (102) which is attached to the tubbing body (101) in such a way that a change in strain (402) of the tubbing body (101) can be transmitted to the fiber optic cable (102). The fiber-optic cable (102) extends along a measuring section (401) along the tubbing body (101), wherein the fiber-optic cable (102) is non-positively connected to the tubbing body (101) along the entire measuring path. The fiber optic cable (102) is connectable to an optical measuring device (701) for optically measuring a strain change (402) of the fiber optic cable (102) along the entire measurement path (401), wherein the strain change (402) of the fiber optic cable (102) is indicative for the strain change (402) of the body part (101).
Description
Tübbingeierrsent mit Dehnungsmessung:Tübbierierrsent with strain measurement:
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung; betrifft ein Tübbingelement für eineTübbinganordnung zur Innenausschaiung eines Tunnels. Ferner betrifft dievorliegende Erfindung ein Verfahren zur Messung einer Dehnungsänderungeines Tübbingelemmnts für eine Tübbinganordnung zur Innenausschaiung eines Tunnels.The present invention; relates to a tubbing element for a tubbing assembly for lining a tunnel. Further, the present invention relates to a method of measuring a strain change of a tubbing clamp for a tubbing assembly for lining a tunnel.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Im Tunnelbau, insbesondere bet EiUsätz eines kontinuierlichenTunnelvortriebS:,:: werden von einer Tunneibohrmaschine zur Versteifung desTunnels'Vorgefertigte Betonsegmente (sog, Tübbinge} verlegt. MehrereTübbinge ergeben einen kraftschiüssigen geschlossenen Tübbing-Ring.In tunneling, especially in the case of a continuous tunneling propulsion system:, :: Precast concrete segments (so-called "segments") are laid by a tunnel boring machine for stiffening the tunnel.There are several segments which form a closed tube ring with a smooth-running force.
Der gesamte Tunnel: setzt sich aus einer Vielzahl von: Tübbing-Ringen:Zusammen, welche die Stabilität des:Tunnels garantieren sollen. ZurBeurteilung1 des AUslastungsgrades, insbesondere: in geologischen Storzonen;*:ist die Erfassung der Verformung der Tübbinge dienlich:.The entire tunnel: consists of a variety of: tubbing rings: Together, which should guarantee the stability of the: tunnel. Assessment of the degree of utilization, in particular: in geological fault zones; *: the detection of the deformation of the segments is useful :.
Beispielsweise können Tubhingdeformationen auf der Oberfläche; (dunktueil:mi:ttelS;Totäistatibnen auf1 Prismen oder flächenhaft: mittels Laserscanner:)gemessen: Werden, Allerdings ist eine Messung direktmach dem Einbau derTübbinge kaum: möglich und es ist nur eine Messung; an der sichtbarenInnenseite der Tübbinge möglich, Ferner können Tubbingdeformationen1 imInneren der Tübbinge mittels punktuellen Messungen mit ZviBvScbwlogsaitensenspren oder Faser Bragg Gitter Sensoren ermittelt werden, was jedoch keine vollständige;Erfassung: von Dehnungen und daher keineErmittlung vo n sog, Dehnungs-BötSpots; ermöglicht,: Die Messergebnisse: dergenannten: Messmethoden: erlauben: ferner keine Aussage zumAusiastungsgrad eines fdhhinietements, da unklar 1st, ob mit der Messungeines singulären Messpunktes defacto die maximal beanspruchten Stellen: destibbingelements erfasst wurden, DE 6#4 06 447 T2 Offenbart einen faseroptische Biege- undPobittömerungssensof,: IDer Sensor besteht aus einer Lichtleitfaser mitwenigstens einer UChtimmisstönsfiache, die sich über ein: fei! derLicbtieitfäSerlänge in eine bestimmte Richtung erstreckt,: Der Sensor weistferner1 Mittel: zur Messung von ilntensitätsdifferenzen des; Lichtstrahls zwischenzwei Enden der UchtieitfaSer^üf,. Mittels der Lichtemisslonsfläche wirdermöglicht,, dass Lichtstrahlen:,: weiche aus dersLichtemiss:i:ö:nsfläche austretensich von: anderen Lichtstrahlen unterscheiden zu einem Kern des Liehtieitfaserbrechen:, so dass eine durchschnittliche Krümmung über eine Länge der Fasererfesst/werdeo: kann. DE 10 2011 050 717 Al offenbart einen faseroptischen Sensor, welcher einenoptisch leitenden Faser kern, eine; elektrisch ieitfähige Schicht, die den optischleitenden Faserkern in zumindest einem Abschnitt umgibt, und eine auf dieelektrisch leitfähige Schicht aufgaivanisierte magnetostriktive Schicht umfasst, JP 2003 247 814 A offenbart einen optischen Fasersensor, welche entlangeines Tunnels angeordnet ist. Der Sensor ist an eine Beton wand des Tunnelsmit Befestigungseiementen an den Positionen befestigt, WO der SensorTrennfugen des Betons überschreitet. Entsprechend könnenTrennfugenbewegungen gemessen werden. JP 2014-109536 A offenbart eine Vorrichtung zur Verschleißmessung vonBetonstrukturen. Ein optischer Fasersensor ist an eine Betonstruktur:mittels - S'-For example, tubing deformations on the surface; (function: medium: totality on1 prisms or areal: by means of laser scanner:) measured, However, a measurement direct to the installation of the segments is hardly possible: and it is only one measurement; Furthermore, tubing deformations1 inside the segments can be determined by means of punctual measurements with ZviBvScbwlogsaitensenspren or fiber Bragg grating sensors, but this is not complete; detection of strains and therefore no detection of so-called strain Botspot; allows: the measurement results: the following: methods of measurement: allow: furthermore, no statement on the degree of utilization of a heating element, since it is unclear whether with the measurement of a singular measuring point the maximum stressed areas: destibbingelements were detected, DE 6 # 4 06 447 T2 Disclosing a fiber-optic bending - andPobittömerungssensof ,: The sensor consists of an optical fiber with at least one element that can be detected by a: fei! the length of the optical fiber extends in a particular direction; the sensor further comprises means for: measuring intensity differences of; Light beam between two ends of the UchtieitfaSer ^ üf ,. By means of the light emission surface, light rays can be diffused from the light emission: other light rays are different from a core of light fiber breakage, so that an average curvature over a length of fiber can be achieved. DE 10 2011 050 717 A1 discloses a fiber optic sensor comprising an optically conductive fiber core, a; electrically conductive layer surrounding the optically conductive fiber core in at least a portion and comprising a magnetostrictive layer aufgivananisiert on the electrically conductive layer, JP 2003 247 814 A discloses a fiber optic sensor, which is arranged along a tunnel. The sensor is attached to a concrete wall of the tunnel with fastener elements at the positions where the sensor separation joints of the concrete exceed. Accordingly, seam joints movements can be measured. JP 2014-109536 A discloses a device for measuring the wear of concrete structures. An optical fiber sensor is connected to a concrete structure: by means of - S'-
Befestigühgseinheiteb an beiden; Enden befestigt Abweichungen der Lage derBefestif iungselnheiten: des optischen Fasefseosocs werden: gemessen, so dassdaraus ein Ermüdungsverhaiten der Betönsttüktur messbar Ist, 5Fastening units at both; Ends fixed Deviations of the position of the fixities: of the optical Fasefseosocs are measured: so that a fatigue behavior of the concrete is measurable, 5
Darsteilung der ErfindungPresentation of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine exakteVerformungsme ss u ng für Tübbingeiemente zu schaffen. 0It is an object of the present invention to provide an accurate strain gage for tubbing members. 0
Diese Aufgabe wird mit einem Tübbingelement für eine Tübbinganordnung zurInnenausschalung eines Tunnels, durch die Tübbinganordnung und durch einVerfahren zur Messung einer Dehnungsänderung eines Tübbingelements füreine Tübbinganordnung; zur Innenausschalung eines Tunnels gemäß den5 unabhängigen Ansprüchen gelöst.This object is achieved with a tubbing element for a tubbing arrangement for internal tunneling, through the tubbing arrangement and through a method for measuring a change in strain of a tubbing element for a tubbing arrangement; for internal lining of a tunnel according to the 5 independent claims.
Gemiß einem: ersten Aspekt: der vorliegenden Erfindung: wird einTübbingelemant für eine Tübbinganörinung zur innenausschalung einesTunnels beschrieben. DaS'Tübbingelement weist einen Tübbingkörper und einiO faseroptische# Kabel auf, welches an dem Tübbingkörper derart befestigt lst,:dass eine : Dehnung sänderüng: des Tübbingkörpers auf das faseroptische Kabelübertragbar ist. Das faseroptische: Kabel erstreckt sich entlang einerMessstrecke: entlang des Tübbingkörpers, wobei das faseroptische Kabelentlang der gesamten Pessstrecki kraftschlüssig mit dem Tubbingkprper15 befestigt ist. Das faseroptische Kabel ist an eine optische Messeinrichtung zum:optischen Messen einer Dehnungsähderung des faseföptischeh: Kabels entlangder gesamten: Messstrecke anschileßbar, wobei diepfhnubgslnd^^faseroptischer); Kabels indikativ für die pehnungsäbderung des Tfebbingkörpotsist.According to a first aspect of the present invention, there is described a tubbing emblem for a tubbing annulus for tunneling inside a tunnel. The tubbing member has a tubbing body and a fiber optic cable attached to the tubbing body such that: Stretching: of the tubbing body is transferable to the fiber optic cable. The fiber optic cable extends along a measuring path: along the tubbing body, with the fiber optic cable secured to the tubbing body 15 along the entire string of pessures. The fiber optic cable is connectable to an optical measuring device for: optically measuring strain extensibility of the fiber-optic cable along the entire length of the measurement path, using the fiber optic cable; Cable is indicative of the tehnization of the Tfebbingkörpotsist.
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Gemäß· einem weiteren. Aspekt der vprlleigenden: Erfindung wird eineTübbinganordnung zur Innenaussehstuog: eines; Tunnels beschrieben, welchezumindest ein: erstes oben beschriebenes' Tübibingelement und ein zweitesTübbing element mit einem zweiten; Tühhiogkörper aufweist. Der ersteTübbingkörpr ist ml'dem zweiten Tübbingkörper befestigt.According to another. Aspect of the present invention: a tubbing arrangement for interior appearance: one; Tunnels which comprise at least one first tibial-ring element described above and a second tubbing element with a second; Tühhiogkörper has. The first tubbing body is attached to the second tubbing body.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird: ein Verfahrenzur Messung einer Dehnungsanderung eines eben beschriebenenTübbingelements: für eine Tübbinganordnung zur Innenäüsschaiung einesTunnels beschriebe^:: Gemäß dem Verfahren wird eine; Dehnungsänderungeines faseroptischen tiabeis entlang einer gesamten: Messstrecke gemessen,;wobei die Dehnuogsänderuni des: faseroptischen Nabels indikativ für die:Dehnunfseoderung des Tübbingkörpers ist. fm modernen Tunnelbau:· werden: Turneibahrmaschinen eingesetzt, weichemittels eines kontinuierilehen Tunnelvortriebs einen zu bildenden Tunnelherstellem 2ur Versteifung des: Tunnels werden die oben beschriebenen(yorgefertigten) Tübbingelemente verlegt. Mehrere TübbingeJemente sindentlang einer Umfangsrichtunt miteinander befestigt: und ergeben somit einenkraftschlüssigen geschlossenen Tubbing-fling (bzw. die oben beschriebeneTu bbinganordnung).According to a further aspect of the present invention: a method for measuring a strain change of a tubbing element just described: for a tubbing arrangement for internal tunneling of a tunnel is described: According to the method, a; Strain change of a fiber optic tiabeis measured along an entire measurement path, wherein the strain gage of the: fiber optic umbilical is indicative of: strain elongation of the tubbing body. In modern tunneling: · Turnery machines are used, by means of continuous tunneling to form a tunnel maker to be formed. For reinforcing the tunnel, the above-described (ready-made) tubbing elements are laid. A plurality of tubing members are fastened together along a circumferential direction: thus providing a positive closed tubbing fling (or the tubbing assembly described above).
Der Tübbingkörper des Tübbingelements ist beispielsweise aus:: Beton bzw.Stahlbeton gefertigt, Ferner kann der Tübhingkörper beispielsweise einerechteckige Form aufweisen und entlang einer Ebene verlaufen. Alternativkann, gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, derTübbingkörper ein kreissegmentartiges, schalenförmiges Profil ausbiiden.The tubbing body of the tubbing element is made of, for example, concrete or steel concrete. Furthermore, the tub body may, for example, have a single-sided shape and run along a plane. Alternatively, according to another exemplary embodiment, the tubbing body may form a circular segment-like, cup-shaped profile.
Das faseroptische Kabel ist beispielsweiseein Lichtielter und bestehtbeispielsweise aus einer oder einer Vielzahl von Kunststofffasern bzw.Kunststofflichtwelienleitern. Das faseroptische Kabel enthält:Fasern für die ychtüberttagung, Die Fasern können entweder aus Glas (Glasfaserkabel} oderaus Kunststoff (Polymerfasef) hefgesteltt sein. Derzeit empfiehlt sieh: für großeIn|tallationen Glasfaserkabel: zu verwenden, da damit Sensorkabellängen biszu I:Q0: fern gemessen werden können. Das faseroptische Kabel kann einenManfefi aufweisen, sodass keine lateralen bzw. seitlich:: abstrahlendenLichtverluste: vorkommen,: Pas Licht wird insbesondere: ausschließlich an denKabeienden des faseroptischen Kabels eingekoppelt oder gemessen.The fiber optic cable is, for example, a light sheet and is made of, for example, one or a plurality of plastic fibers. The fiber optic cable contains: Yard crossing fibers, The fibers may be made of either glass (fiber optic cable) or plastic (polymer fiber) .We currently recommend: for large installations fiber optic cable: to be used with sensor cable lengths up to I: Q0: measured remotely The fiber optic cable may have a profile such that there are no lateral / luminous light losses: in particular, the Pas light is coupled or measured only at the cable end of the fiber optic cable.
Das faseroptische Kabel: ist an dem Tübbfng:kÖn>er entlang der gesamtenMessstrecke derart kraftschlussig fixiert, dass keine relative Verschiebungzwischen dem faseroptische Kabel und; darrt Tübbingkörper vorkommt, so dasseine Dehnungsänderung des Tübbingkörpersauf das faseroptische Kabelübertragen wird- Dazu kann das faseroptische Kabel beispielsweise an einerOberfläche des Tübbingkörpers ixieit werden, beispielsweise mittels Klebens.Ferner kann das faseroRtisehe: Kabel im Inneren des Tüfabingkörpers verlaufen,iatsplalsweise kann während des Herstellens, beispielsweise: während desPefpngießens, des: Tübbingkeepers das faseroptische; Kabel eingebrachtwerden, so dass nach Aushärtung des Tübbingkörpers das faseroptische Kabelin dem Tübbingkörper fixiert ist, Entsprechend ist gemäß einer weiterenbeispielhaften Aushlhrungsform das faseroptische Kabel in den Tübbingkörpereingebettet.The fiber optic cable: is fixed to the tubing so tightly over the entire measuring distance that there is no relative displacement between the fiber optic cable and; For this purpose, the fiber optic cable can ixieit example, on a surface of the Tübbingkörpers, for example by means of gluing. Furthermore, the fiber optic cable can run inside the Tüfabingkörpers, iatsplalsweise during manufacturing, for example during the piping, the: tubbing keeper the fiber optic; In accordance with another exemplary embodiment of the invention, the fiber optic cable is embedded in the tubbing body.
Eine Dehnungsänderung beschreibt im Folgenden eine Dehnung, d.h. einerelative Lingeninderang (Verlängerung bzw. Verkürzung) des faseroptischenKabels bzw. des Tübbingfeörpers unter Belastung, beispielsweise durch eineKraft oder durch: eine Temperaturänderung (Wärmeausdehnung), welche aufden Tübbingkörper wirkt. Wenn die Abmessung des Tübbingkörpers oder desfaseroptischen Kabels sich vergrößert, spricht man von einer positivenDehnung (Streckung}:,: andernfalls von einer negativen Dehnung oderStauchung.A strain change hereinafter describes an elongation, i. a relative lingering (extension) of the fiber optic cable or the tubbing body under load, for example by a force, or by a temperature change (thermal expansion) which acts on the tubbing body. When the dimension of the tubbing body or the fiber optic cable increases, it is called a positive elongation:,: otherwise a negative strain or compression.
Das faseroptische Kabel erstreckt sich entlang einer vorbestimmtenl^essstrecKe entlang des Tübbingkörpers.: Mittels optischer MessverfahrenKann die lokale Dehnungsinderung: des faseroptischen Kabels an einerbestimmten Dtelie der Messstrecke: bestimmt werden. Im Gegensatz zupunktuefien und quasi verteilten faseroptischen Messungen ermöglichen dieerfindungsgemäße kontinuierliche unc verteilte faseroptische Messung: entlangder gesamten Messstrecke· die: Erfassung von Dehnungen entlang dergesamten Messstrecke ohne Unterbrechung, Derzeitige Distanzaufiosungen(Ortsauflösungen) von gängigen Systemen sind 0.5m für Messlängen bis zu100km und einige Millimeter bzw. Zentimeter für Messiängen von < TGQm, Mitder Vorliegenden Erfindung kann kontinuierlich bzw. mit einer hohen□rtsaüfiösung sozusagen lückenlos: eitr pehnungsänderungsverlayf entlang dergesamten Messstrecke bestimmt werden.The fiber optic cable extends along a predetermined distance along the body of the body. By means of optical measurement techniques, the local strain loss of the fiber optic cable can be determined at a particular length of the measurement distance. In contrast to point of view and quasi distributed fiber optic measurements, the continuous unc distributed fiber optic measurement along the entire measuring distance enables: Detection of strains along the entire measuring distance without interruption, Current distance resolutions of common systems are 0.5m for measuring lengths up to 100km and several millimeters resp Centimeters for measurement lengths of < TGQm, Mitder The present invention can be determined continuously or with a high □ ssessiüfiösung, so to speak, without gaps: eb tehnungsänderungsverlayf along the entire measuring section.
Eine lokale Dehhühgsänderung des faseroptischen Kabels ist indikativ miteiner lokalen Dehnungsänderung an dieser Stelle des Tubbingkörpers. Gemäßeiner weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das faseroptische Kabelderart an dem Tübbingkörper angeordnet ist, das vorbestimmteKabelabschnitte vorbestimmten Tübbingkörperabschnitten zugeordnet sind.Somit kann entlang der gesamten: Messstrecke: eine: lokale Dehnungsänderungdes Tübbingkörpers exakt benimmt; werden.A local increase in the diameter of the fiber optic cable is indicative of a local strain change at that location of the tubbing body. According to another exemplary embodiment, the fiber optic cable is disposed on the tubbing body associated with predetermined tubing portions of predetermined tubing body portions. Thus, along the entire measuring distance: a: local strain change of the tubbing body can be accurately behaved; become.
Mit der vorliegenden Erfindung wird mit anderen Worten ein Messkonzept zurräumlich hochauflösenden Verformungsmessung im; Inneren vonTübbingeiementen bereitgesteift. Dies wird bereitgesteilt, indem dasfaseroptische Messkabe! in geeigneter Anordnung: entlang der Messtreeke imTübbingeiement einer Dehnungsmessung (- Strainmessung): unterzogen wird. hierzu wird an das faseroptische Kabel die Messeinrichtung angeschlossemmittels welcher die Messung initiiert:wird.: Zur Dehnunqsinderungsmessungwird Licht in das faseroptische Kabel eingekoppelt und das durchgehende bzw. füCkgestrahlte: Licht ausgeweftet. Eine Auswertemheit der Messeinrichtunganalysiert dabei z.8< die iriiiouihrüekstreuung (BOTDR (Brillouin optical time-domain reflectömetry), B0TDÄ (Brillouin optical time domain analysis), BO FDA(Brillouin optical frequency-domain analysis, etc..,) oder RayleighRuCkstreuung:, Als Ergebnis erhalt man einen Dehnungsänderungswert fürjeden Ort der Faser entlang der Messstrecke,In other words, with the present invention, a measuring concept for spatially high-resolution deformation measurement in the; Interior of tubbing elements gestured. This is provided by the fiber optic measuring cable! in a suitable arrangement: along the measurement branch in the tubbing element, a strain measurement (strain measurement): is subjected. For this purpose, the measuring device which initiates the measurement is connected to the fiber-optic cable: For the elongation measurement, light is coupled into the fiber-optic cable and the transmitted or emitted light is exposed. An evaluation unit of the measuring device analyzes z.8 < IRUI (Brillouin Optical Time-Domain Reflectometry), B0TD (Brillouin Optical Time Domain Analysis), BO FDA (Brillouin Optical Frequency Domain Analysis, etc.), or Rayleigh RuCk scattering: As a result, a strain value is obtained for each of the locations Fiber along the measuring section,
Je nach .Anordnung des faseroptischen: Kabels an dem Tübbingkörper, können:Verformungen sowohl auf der Innenseite als auch an der Außenseite desTubbingkörpefs erfasst werden. Mit der vorliegenden Erfindung kann somiteine räumlich hochauflösende Erfassung der Verformung von Tunneltübbingen:bzw, Tübbiigelernenten |n nie htzu gang lieh eh; Steilen bereitgestellt werden.Depending on the arrangement of the fiber optic cable on the tubbing body, deformations can be detected both on the inside and on the outside of the tubbing body. Thus, with the present invention, spatially high-resolution detection of the deformation of tunnel segments or tubule segments can never be achieved; Steep be provided.
Daher ist: beispielsweise eine ybliständige Emässüng:1 der Verformung über diegesamte Lebensdauer eines Tunneltübbings bzw. Tübbingelements(Ausschalen, Transport, Einbau, Lastumlagerung, Langzeitverhalten etc.)möglich. Zum Beispiel kann eine Nullmessung bereits nach dem Einlegen desSensorkabels in einem Ärmierungskörb bet der Herstellung desTübbingelements erfolgen. Somit können die Verformungen beim Aushärten,beim Entfernen: der Schalung, beim Transport zum Lagerplatz, während derLagerung, durch den Transport in den Tunnei und/oder bei der Erstbelastunggemessen werden.Therefore, for example, a permanent embergging: 1 of the deformation over the entire lifetime of a tunnel tubing or tubbing element (stripping, transport, installation, load transfer, long-term behavior, etc.) is possible. For example, a zero measurement may already be made after inserting the sensor cable in a pounding basket for manufacturing the tubbing element. Thus, the deformations can be measured during curing, when removing: the formwork, during transport to the storage area, during storage, by the transport in the tunnel and / or at the initial load.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das faseroptischeKabel einenAnfangsbereich (bzw. Kabelanfang) und einen gegenüber vomAnfangsbereich liegenden Endbereich (bzw, Kabelende) auf, zwischen weichensich die Messstrecke ausbiidet. Der Anfangsbereich und der Endbereich sind ineinem Anschiussbereich des Tübbingkörpers angeordnet, wobei sich dasfaseroptische Kabel: aus dem Anschlussbereich schSaufenartig entlang desTübbingkörpers erstreckt. per Anschlussbereich des Tübbingkörpefs kann: beispielsweise aus einerAussparung (sog. : Anseh iüssbökj bestehen, in weicher der Kabelanfang unddas Kabelende; des1 faseroptiseben Kabell pgeöfdhet werden. An den·Kabeiianient: bzw, dem Kaheiehde kanf: die Messeihfiehtüng; ahgeschiossenwerden, Berner kann an dern; Kabelanfang bzw, dem Käbelende ein weiteresfaseroptisches Kabel ähgeschtossen werden, weldbes ebenfalls! in; demselbenTübbingkörper verläuft oder weiches entlang: eines benachbarten:TübbingelementS verläuft:,:According to another exemplary embodiment, the fiber optic cable has an initial region (or cable start) and an opposite end region (or cable end) from the initial region, between which the measurement path bends. The starting region and the end region are arranged in an attachment region of the body of the body, wherein the fiber-optic cable extends from the connection region in a loop-like manner along the body of the body. The connection area of the tubbing body may consist, for example, of a recess (so-called: bakery bunker, into which the cable beginning and the cable end of the fiber-optic cable are to be fed.) To the cable operator: or, where possible, the exhibition; At the beginning of the cable, or at the end of the cable, another fiber-optic cable shall be cut, also in the same tubbing body or along a: adjacent tubbing element:
Beispielsweise kann: eine angeSchiossene: Messeinrichtung bzw.For example, an attached: measuring device or
Ei n kop pelein richtung ;ab dem Käbelanfeng; ychtwellen in das faseroptischeKabel einspeisen und; an dem ;:Kabeiend;e das ankommende Licht gemessenwerden, ferner kann das faseroptische Kabe! schlaufenförmig verlaufen, wasbedeutet, dass baCifaseroptiaclIe Kabel entlang gewünschter Bereiche desTubbingkÖrpers verläuft und beide Kabe lenden im Anschlussbereich enden.Egg kopel direction, from the Käbelanfeng; feed in the fiber optic cables and; on the;: Kabeiend; e the incoming light are measured, also the fiber optic cable! looped, which means that fiber optic cables run along desired areas of the tubbing body and both ends of the cable end in the connection area.
Oemäß einer weiteren beispie 1 haften Ausführungsf orm kann das faseroptiscbeKabel ebenfalls linear, bogenartig und/oder mäanderförmig entlangvofbestimmter Bereiche des Tübbingkörpers verlaufen. Dabei könnenbeispielsweise der Anfangsbereicb und der Endbereich des faseroptischenKabels an unterschiedlichen lokalen Bereichen des:Tübbingkörpers angeordnetsein:. So kann beispielsweise der Änfangsbereich des faseroptischen Kabels aneinem ersten Endbereich: des fübblngkorpers: angeordnet sein und mit einembenachbarten faseroptischen: Kabel: gekoppelt; werden und der Endbereich desfaseroptischen Kabels kann an einem; gegenüberliegenden Ende desTübbingkörpers enden und mit einem entsprechend anderen angrenzendenfaseroptischen Kabe! eines weiteren Tübbingkörpers gekoppelt werden.According to a further exemplary embodiment, the fiber optic cable can also run linear, arcuate and / or meandering along certain areas of the tubbing body. In this case, for example, the starting region and the end region of the fiber-optic cable can be arranged at different local regions of the tubing body: For example, the range of the fiber optic cable's landing region may be located at a first end portion: of the fan body: and coupled to an adjacent fiber optic: cable; and the end portion of the fiber optic cable can be attached to one; opposite end of the tubbing body and with a correspondingly adjacent fiber optic cable! be coupled another Tübbingkörpers.
Da entlang der gesamten Messstrecke ein bestimmter Ort bzw, Messpunkt desfaseroptischen Kabels einen bestimmten Ort bzw. Messpunkt desTübbingkörpers zugeorönet ist, kann entlang der gesamten Messstrecke das gewünschte Deformationsverhalten an jedem Ort desTübbingkorpersgemessen werden,Since a specific location or measuring point of the fiber-optic cable is assigned to a specific location or measuring point of the tuber body along the entire measuring path, the desired deformation behavior can be measured along the entire measuring path at each location of the tuber body.
Gemiß einer weiterem belspielbailen^^usföjirungslpfm:· verläuft dasfaseroptische: Nabe!· derart entlang des TübhingkGrpers;,dass sich zumindestdrei Nabiiabschhitte des faseroptischen Kabels oder zumindest dreiKabelabschnitte: von weiteren faseroptischen:: Kabeln in einem Kreuzungspunkt:kraözen* insbesondere besteht in dern Kreuzphgspunkdirzwisshen dreiNabelabschnitten jeweils ein Winkel}von: ungefähr 60 Grad-:According to another belibbling approach, the fiber optic hub extends along the tubbing body such that at least three navel portions of the fiber optic cable, or at least three cable portions, of other fiber optic cables in a cross point: crest, in particular, three umbilical portions one angle each} from: about 60 degrees:
Oie Nabelabsehnitte in dem Kreuzungspunkt iiegen:; dabei in pickenri:e:htö:ngfd.h, zum Beispiel entlang der Radialriehfung bzw. entlang. der Blcke des;:TpbbingkörperS:, übereinander, Die Kabeläbschnitte: könnert: sich dabetberühren oder beanstandet entlang der Dicke dies Tübbingkörpers fixiert sein,Weisen alle drei Kabelabschnitte im Kreyzungspunkt yntersehiedHcheRichtungen auf, kann man aus den jeweiligen eindimensionalen Messungender Dehnungsänderung entiang der Faserabschnitte eine flächenhafteDehnung berechnen. Vorteiihafterweise weisen die jeweiligen: Kabelabschnitteuntereinander einen Winke! von ungefähr 60 Grad auf.The umbilicus center at the intersection point:; while in pickenri: e: htö: ngfd.h, for example along the Radialriehfung or along. the blocks of the body: the body of the body: may be: touched or jammed along the thickness of the body of the body; if all three portions of the cable at the point of intersection have different directions, one can calculate an areal expansion from the respective one-dimensional measurements of strain change along the fiber portions , Vorteiihafterweise have the respective: cable sections each other a hint! from about 60 degrees.
Gemäß einer weiteren beispieihaften Ausführungsform verläuft dasfaseroptische Kabel entlang eines ersten Oberfiächenbereichs desTübbingkörpers. Das faseroptische Kabel kann beispielsweise direkt auf derOberfläche des ersten Oberfiä che n b e re 1 ch s fixiert werden, beispielsweisemittels Kiebens. Ferner kann der Oberfiehenhereieh beispielsweise; von derOberfläche ausgehend eine Tiefe von ca. 1 bis ca, 15 Zentimeter in demTübbingkörper aufweisen. Entsprechend verläuft beispielsweise dasfaseroptische Kabel: innerhaib dieses Oberfiächenbereichs, das heißt In einerentsprechenden Tiefe ausgehend von der gewünschten Oberfläche von ca. 1bis ca,: 15 Zentimeter, Entsprechend kann die Dehnungsänderung entiang dieses OheiSäcHenbeteichs mii^Sl&::^eS.'::<Bseroptäschen.·Kabels gemessenwerden.In accordance with another exemplary embodiment, the fiber optic cable extends along a first surface area of the tubbing body. For example, the fiber optic cable can be fixed directly to the surface of the first surface of the fiber, for example, by means of Kiebens. Furthermore, the Oberfiehenhereieh can, for example; starting from the surface have a depth of about 1 to about 15 centimeters in the Tübbingkörper. Accordingly, for example, the fiber optic cable runs: within this surface area, that is, at a corresponding depth from the desired surface of about 1 to about 15 centimeters. Accordingly, the strain change along this surface may be approximated by < < S >; Bseroptäschen.
Gemäß: einer weiteren beispielhaften Ausfuhrungsform verläuft:: dasfaseroptische label entlang eines zweiten Qherfiächenbefeichs desfühbihgkörpers, Der zweite QbeffläChenbereich liegt dem erstehDberfliebenbereicH des Tübbingkirpers gegenüber. Somit kann: beispielsweiseein faseroptisches Kabel entlang mehrerer öherflächehbeteiche verlaufen, sodass1 entlang aller Öberlächenbereiehe des Tübbingkörpers entsprechendeDehnungsinderungen: mittels nur eines faseroptischen Kabels gemessenwerden können. Somit bönnen Verbindungsstellen zwischen verschiedenenMessdaten reduziert:: werden, so dass die FehleranfäliigfcbiC gering ist-According to another exemplary embodiment, the fiber-optic label runs along a second surface of the patient's body. The second area of the optical fiber overlaps the first transverse area of the tubbing body. Thus, for example, a fiber optic cable may run along a plurality of surface heel ponds so that along all surface areas of the tubbing body corresponding expansion constraints may be measured by means of only one fiber optic cable. Thus, joints between different measurement data can be reduced, so that the error response is low.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist: derlübbingkorper eine Neutralachse auf/ welche von einem erstenÖberflächenbereich zu einem gegenüberliegenden zweiten pberflächeniereichinnerhalb des Tübbingkörpers verläuft. Die Neutralachse verläuft derart, dassbei einer Verbiegung: des Tübbingkörpers keine Dehnungsänderung derNeytfäiächse stattfindet, Wobei ein Bereich des faseroptischen Kabels entlangder Neutfeiachse angeördhet ist. Befindet sich der Bereich des faseroptischenKabels entlang der Neutralachse, so kann dieser Bereich des faseroptischenKabels als Referenzbereich herangezogen Werden. Somit kann dieMessgenauigkeit erhöht werden.According to a further exemplary embodiment: the segment comprises a neutral axis extending from a first surface region to an opposite second surface region within the body. The neutral axis is such that when bending: the tubbing body, no strain change of the tumblers takes place, whereby a portion of the fiber optic cable is coated along the neutral axis. If the area of the fiber optic cable is along the neutral axis, this area of the fiber optic cable can be used as the reference area. Thus, the measurement accuracy can be increased.
Entsprechend weist, gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform desBetnebsveffahfens, der Schritt des Messens der Dehnungsänderung desfaseroptischen labels' entlang der Messstrecke ferner a) Messen einer ersten Dehnungsänderung:: des erstenö b e rf I ächen bereich s, b) Messung einer zweiten Dehnungsänderung, des zweitenÖberflächenberelehs, und c) Bestlrnrrifjrig einer Neutralachse mittels Vergleichs der erstenDehnungsänderung und der zweiten Dehnungsänderung, auf.Accordingly, according to another exemplary embodiment of the bedding operation, the step of measuring strain variation of the fiber-optic label along the measurement path further comprises a) measuring a first strain change of the first magnetic field, b) measuring a second strain change of the second surface boundary; and c) Determine a neutral axis by comparing the first strain change and the second strain change.
GefnäS einer Weiteren beispielhaften Ausführungsform weist des faseroptischeKabel einen Kembefeieh und einen Schutzmantel, welcher den Kernbereichumhüiit, auf. Der Schutzmantel weist eine strukturierte Oberfläche auf, weichemit: dem Tuhbingkgrper kraftschlüssig: gekoppelt ist. In dem Kernbereichverlauft insbesondere die Faser bzw, die Fasern des faseroptischen Kabels. DieStrukturierte:: Dberfjiche; kann beispielsweise aus verschiedenen Erhebungenund: Absenkung, welche ein bestimmtes Muster aufweisen, bestehen. Diestrukturierte Oberfläche: weist beispielsweise haekenähniiche Erhebungen oderRiffelungen auf; so dass hier eine gute kraftschlüssige Verbindung zu demumgebenden TübbingkÖrper hergesteilt werden kann. Dadurch wirdverhindert, dass: eine relative Verschiebung des faseroptischen Kabels relativzu dem Tübbihikörper aufgrund einer starken Dehnungsbeanspruehungentsteht:.In another exemplary embodiment, the fiber optic cable has a core and a protective sheath surrounding the core region. The protective sheath has a structured surface, which is frictionally: coupled to the Tuhbingkgrper. In particular, the fiber or the fibers of the fiber optic cable run in the core region. The Structured :: Dberfjiche; may for example consist of different elevations and subsidence, which have a certain pattern. Diestructured surface: has, for example, haekenähniiche elevations or ripples on; so that here a good frictional connection can be made to the surrounding TübbingkÖrper. This prevents: relative displacement of the fiber optic cable relative to the tubing due to a high strain load.
Gemäß einer weiteren beispleihalten Ausführungsform weist dasTübbingeiement ferner ein weiteres faseroptisches Kabel auf, weiches an demTübbing Körper derart: befestigt ist, dass: eine weitere Dehnungsänderung desTübbing körpers auf das weitere faseroptische Kabel übertragbar ist. Dasweitere faseroptische Kabel erstreckt sich entlang einer weiteren Messstreckeentlang des Tübbingkörpers, Das weitere faseroptische Kabel ist an dieoptische Messeinrichtung zum optischen:: Messen einer weiterenDehnungsänderung des weiteren faseroptischen Kabels entlang der weiterenMessstrecke anschileßbar, wobei die weitere Dehnungsänderung des weiterenfaseroptischen Kabels Indikativ für die:: weitere Dehnungsänderung: desTübbing Körpers ist ,According to another exemplary embodiment, the tubbing element further comprises another fiber optic cable secured to the tubbing body such that: a further strain change of the tubbing body is transferable to the further fiber optic cable. The further fiber optic cable extends along another measuring path along the tubbing body. The further fiber optic cable is connectable to the optical measuring device for optically measuring a further strain change of the further fiber optic cable along the further measuring path, the further strain change of the further fiber optic cable being indicative of the further strain change : body's body is,
Das weitere faseroptische Kabel: kann:: beispielsweise: seriell mit demfaseroptischen Kaiel beispielsweise: miteinern optischen: Stecker verbunden:;werden. Ferner kann das weitere faseroptische:Käbei:parallel zu dem faseroptischen Kabel angeordnet werden. Damit wird die Messsicherheit: beiZerstörung eines Messkabeiabschnifts, zum Beispiel; bei Bruch öderthermischer Zerstörung, erhöht.The other fiber optic cable: can :: for example: be connected in series with the fiber optic cable, for example: with an optical: plug:. Furthermore, the further fiber optic cable can be arranged parallel to the fiber optic cable. Thus the measuring reliability becomes: when destruction of a Meßkabeiabschnifts, for example; at break of the thermal destruction, increased.
Mit dem oben genannten Ausführungsbeispiel wird verdeutlicht/dass; eineVielzahl von faseroptischen Kabeln, welche jeweils1 eine vorbestimmteMessstrecke: bilden, entlang eines Tübbingkörpers angeordnet sein können.With the above embodiment, it is clarified that; a plurality of fiber optic cables, each forming a predetermined measuring distance, can be arranged along a tubbing body.
Die fase topischen Kabel können untereinander optisch: gekoppelt werden:.Terner kann, ein; fassoptisches Kabel oder mehrere faseroptische Kabel mitIhnen Sndberel eben in dem Anschiusshereich des Tübbingkörpers angeordnetwerden; und somit an ein und dieselbe Messeinrichtung angeschiossen werden.Entsprechend kann ein gewünschtes dichtes Metz an Messstrecke angeordnetwerden# um eine gewünschte hochauflösende Messgenauigkeit des;Verformungsverhaltens des Tübbingkörpers zu messen.The cheeky topical cables can be optically coupled with each other: .Terner can, a; a fiber optic cable or a plurality of fiber optic cables are arranged with their Sndberel just in the Anschiusshereich the Tübbingkörpers; Accordingly, a desired dense Metz can be arranged on the measuring path # in order to measure a desired high-resolution measuring accuracy of the deformation behavior of the tubbing body.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform:: weist das:Tübbingeiement die optische Messeinrichtung auf, wobei die optischeMesseinrichtung an dem Tübbingkörper angeordnet ist. Die Messeinrichtungkann wie oben beschrieben: beispielsweise in dem Anschlussbereich desTübbingkörpers angeordnet werden.According to a further exemplary embodiment, the tubbing element comprises the optical measuring device, wherein the optical measuring device is arranged on the tubbing body. The measuring device can, as described above, be arranged, for example, in the connection region of the tubbing body.
Alternativ zu diesem oben genannten Ausführungsbeispie! kann eine zentraleoptische Messeinrichtung: außerhalb des Tübbingelements angeordnet sein undmitteis eines Verbindüngskaheis an das faseroptische Kabel gekoppelt werden.An dieMesseinrichtung;können beispielsweise eine Vielzahl von faseroptischenKabeln von weiteren henacHbarten Tübbingeiementen gekoppelt werden.Alternatively to this above-mentioned Ausführungsbeispie! For example, a plurality of fiber optic cables may be coupled to further tubular members of the invention by means of a central optical measuring device: outside the tubbing element and by means of a connecting cable.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist dasTibbingeiement eine Einkoppeleinrichtung auf, welche mit dem faseroptischenKabel zum Ein koppeln: von Licht in das faseroptische Kabel gekoppelt ist. DieEinkoppeleinrichtung kann an einer gewünschten Einspeisesteile, beispielsweise in dem Ansehlyssbereich des TübbingkÖtpefS:, angeordnetwerden und mit einer vorgegebenen Lichtintensität Lieht:: in das faseroptischeKabel. einspeisen;,According to another exemplary embodiment, the tibbler element comprises a coupling device coupled to the fiber optic cable for coupling: light into the fiber optic cable. The coupling device can be arranged at a desired feed part, for example in the viewing range of the tubbing point, and with a given light intensity, into the fiber optic cable. feed ;,
Gemäß einer weiteren: beispielhaften Ausführungsfofm; weist dasTübbingelement die optische Messeinrichtung auf, wobei das faseroptischeKabel eine Steckerverbihdung aufwelst, an weicher die optische.Messelhrichtühg: oder ein: weiteresifaseroptidches Kabel lösbar ansteckbar ist.Die: iteckerverbindung1 ist: beispielsweise ein feserophseher Stecker. Somit:kannvföriReparatür'· und vW:a:rtunge2Wetke^^dgigi das· faseroptische Kabel vo:nder Messeihrichtüng: oder von: einem weiteren: faseroptischen Kabel gelöstwerden,According to another exemplary embodiment; For example, the connector element comprises the optical measuring device, wherein the fiber optic cable aufwelst a Steckerverbihdung, on which the optical.Messelshrichthg: or a: weiterifaseroptidches cable is detachably attachable. The plug connection 1 is: for example, a feserophseher plug. Thus, if the fiber optic cable may be detached from either the fair: or from: another fiber optic cable, the fiber optic cable may be disconnected and the fiber optic cable may be detached;
Gemißt einer weiteren beispielhaften Kusführungsform weist das faseroptischeKabel: einen:: Referenzbereich: mit:einer Referenzstrecfee des faseroptischenKabe:ls: auf. Die fteferenzstreeke deSifaseröptischen Kabels Istk:raiitube:rtragiungsh“e:i: an dem: Tübbiogkörper angeordnet, so dass eineReferenzdebnuhg. des faseroptischen: Kabels messbar ist, oderdie: Referenzstrecle des faseroptischen Kabels ist mit einer vorbestimmtenDehnung an dem; f übbingkörper angeordnet.According to another exemplary embodiment, the fiber optic cable has: a reference range: comprising: a reference digit of the fiber optic cable: ls :. The reference pole of the fiber-optic cable Istk: raiitube: ruhriungsh "e: i: on the: Tubbiogkörper arranged so that a reference decree. the fiber optic cable is measurable, or the reference strand of the fiber optic cable is at a predetermined strain on the fiber; arranged on the body.
Bei einer teraftübertragungsfreien Kopplung des faseroptischen Kabels an demTübbing Körper wird keine Kraft zwischen: diesem Bereich des faseroptischenKabels und dem Tübbingkörper übertragen, Somit werden ebenfalls keineDehnungen übertragen. In diesem Referenzbereich des faseroptischen Kabels:werden Dehnyngsänöerung ausschließlich: durch äußere Einflüsse, wiebeispieisweise durch Temperaturschwankungen, verursacht. Die gemesseneReferenzdehnung kann den: Messwerten der Dehnungsänderung derangrenzenden Bereiche des faseroptischen Kabels zu Grunde gelegt werden,Mittels des Referenzwerts der Referenzdehnung kann; somit:ein Messergebnisder angrenzenden Bereiche des faseroptischen Kabels bereinigt werden, So dass;eine Dehnungsinderung des faseroptischen Kabels berechnet werdenkönnen:, welche: ausschließlich durch eine Dehnnngsanderung: desTübbingkorpers: und nicht durch äußere Einflüsse; verursacht wurden. Dadurchwird: die Messgenaulgkeit erhöht.With a tether-free coupling of the fiber optic cable to the tubbing body, no force is transmitted between: this portion of the fiber optic cable and the tubbing body. Thus, no strains are also transmitted. In this reference area of the fiber optic cable: Dehnyngsänöerung are exclusively caused: by external influences, such as temperature fluctuations, for example. The measured reference strain can be based on: Measurements of the strain change of the adjacent regions of the fiber optic cable, by means of the reference value of the reference strain; Thus: a measurement result of the adjacent regions of the fiber optic cable can be adjusted so that; a strain reduction of the fiber optic cable can be calculated: which: exclusively by a strain change: of the tubbing body: and not by external influences; were caused. This will: increase the measurement accuracy.
Indern die Referenzstrecke des faseroptischen Kabels mit einer vörbestimmtenDehnung an derm TDbbingkörper angeordnet ist,, kann· somit; ein; bestimmtes;Tübbingelement; Identifiziert werden. Beispielsweise' können eine Vielzahl vonTübbingelementen hergestellt werden, wobei jedes einzelne; eine' individuellevorbestimmte; Dehnung des: faseroptischen: Kabels in dem Referenzbereichaufweist. Somit: kann jedes der vielen Tübbingeiemente zugeordnet undkatalogisiert werden:, Ferner weist dieses:faseroptische Kabel entlang eines:Tübblngkörpers eine: indlvidueSle Signaicharakteristik im NuSlzustand auf, sodass diese SignälchaFakteristik als Referenz dienen kann, um einzelneTIbbingetemente: zu identifizieren.By arranging the reference path of the fiber optic cable with a predetermined elongation at the TDbbing body, it is thus possible; one; specific; Tübbingelement; Be identified. For example, a plurality of tubbing members may be made, each one being; an 'individual predetermined; Elongation of: fiber optic: cable in the reference region. Thus, each of the many tubbing members can be assigned and cataloged: Furthermore, this fiber optic cable along a tubing body has an individual signature characteristic in the null state, so that this signal characteristic can serve as a reference to identify individual bitumen elements.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist dasTubbingelement ferner einen Temperatursensor auf, weicher an demTübbingkörper zum Messen einer Temperatur des Tübbingkörpers angeordnetist. Der Temperatursensör 1st an die optische Messeinrichtung anschließbar,ßei der Messung der Dehnungsänderung des faseroptischen Kabels kannmittels Messens der Temperatur der Dehnungsfaktor herausgerechnet werden,welcher ausschließlich durch die Temperatur eingetragen wurde, Somit wirddie Messgenauigkeit weiter erhöht.According to another exemplary embodiment, the tubbing element further comprises a temperature sensor disposed on the tubbing body for measuring a temperature of the tubbing body. The temperature sensor can be connected to the optical measuring device, and by measuring the strain change of the fiber optic cable, by measuring the temperature, the expansion factor, which was entered solely by the temperature, can be eliminated. Thus, the measuring accuracy is further increased.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Äusfubrungsform weist die optischeMesseinrichtung eine Speichervorriehtung auf, wobei die Speichereinrichtungkonfiguriert ist, die Dehnungsänderung des faseroptischen Kabels über einbestimmtes Zeltinterval] zu speichern. Somit können Dehnungsänderungendes Tübbingkörpers; über ein bestimmtes Zeitintervaii ausgelesen werden undder zeitliche Verlauf der Dehnungsänderung gemessen Werden, Dadurch kann; beispielsweise ein: Ermüdpegsverhaien des Tübbingkörpers analysiert werdenoder tektonische Veränderungen der Tunnelwände untersucht werden.According to another exemplary embodiment, the optical measuring device comprises a memory device, wherein the memory device is configured to store the strain change of the fiber optic cable over a certain tent interval. Thus, strain changes of the Tübbingkörpers; can be read out over a specific time interval and the time course of the strain change can be measured. For example, an analysis of the fatigue behavior of the tubbing body or the tectonic changes of the tunnel walls are to be carried out.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist dasTübbingelement einen Ankoppelstecker, weicher mit denn:: faseroptischen Kabelgekoppelt ist, wobei der Ankoppeistecker zu Ankopplung einer portablenMesseinrichtung konfiguriert ist, per Ankoppeistecker befindet sichbeispielsweise an einer zugänglichen Steile am Tübbingkörper, beispielsweiseim Anschjussbereich des Tübbingkörpers, Wird ein Tunnei mit einer Vielzahlvon Tübbingelementen hergesfeilt, kann zu UberprüfungS“ oderWäftüngszwecken jedes Tübbi ngei ern eut einzeln und individuell gemessenwerden, indem an dem Ankoppelstecker die portable MesseinricMuriig lösbarangesehiossen wird.According to a further exemplary embodiment, the tubbing element comprises a coupling plug coupled to the :: fiber optic cable, the docking plug being configured to couple a portable metering device by means of a docking plug located, for example, at an accessible location on the tubbing body, for example in the anvil area of the tubbing body Can be individually and individually measured for inspection or maintenance purposes of each tub by releasing the portable meter at the coupling plug in a detachable manner.
Wie eingangs beschrieben wird in einer weiteren beispielhaftenAüSfubrungsfqrm eine Tibbinganordnung beschrieben, welche eine Vielzahl anmiteinander befestigten Tübbingeiementen aufweist. Zumindest ein erstesTübbingeiement der Tübbinganordhung ist gemäß den oben beschriebenenAusfuhrungsformen bereitgestelit. Die Tübbingelemente derTübbinganordnung: bilden beispielsweise eine Ringform: aus.As described above, in another exemplary embodiment, a tibbing assembly having a plurality of tubbing members secured together is described. At least a first tubbing element of the tubbing array is provided in accordance with the embodiments described above. The tubbing elements of the tubbing arrangement: form, for example, a ring shape: made of.
Gemäß einer weiteren .beispielhaften: Ausführungsform der Tübbinganordnung,ist das erste faseroptische Kabel ferner an dem zweiten Tübbingkörper derartbefestigt, dass ferner eine zweite Dehnungsänderung des zweitenTübbingkörpersdüf das erste faseroptische Kabel übertragbar ist. Das erstefaseroptische kabei erstreckt sich ferner entlang der ersten Messstreekeentlang des zweiten: Tübbing körpers.According to another exemplary embodiment of the tubbing assembly, the first fiber optic cable is further attached to the second tubing body such that a second strain change of the second tubing body dam is further transferable to the first fiber optic cable. The Erstefaseroptische kabei also extends along the first Meßstreekeentong the second: Tübbing body.
Mit dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird Verdeutlicht, dass: einfaseroptisches Kabel entlang einer Vielzahl von Tübbingelementen verlaufenkann, so dass mittels eines faseroptischen Kabels Dehnungsändetüngen mehrerer Tübbingkörper entsprechender Tübbi:ng:efeme:nte gemessen werdenkann. Mit einem ein2i:g:en:t&serQpti.sc^e.hi: Kabel; kennen: zahlreicheTübbingelemente gleichzeitig gemessen: 'werden.With the embodiment described above, it is clarified that: a fiber optic cable can run along a plurality of tubbing elements, so that by means of a fiber optic cable it is possible to measure extensionalities of a plurality of tubbing bodies of corresponding tubing. With a ein2i: g: en: t & serQpti.sc ^ e.hi: cable; know: numerous Tübbingelemente measured simultaneously: 'become.
Gemäß einer weiteren beispielhaften: Ausführüngsjidrm weist das zweiteTübbingelement ein zweites faseroptisches: Kabel auf, welches an dem zweitenTübbingkirpef'':derä:rtvbeiesti:gt 1st, dass:: eine: zweite Dehnung sä π deamg: deszweiten TühfeibgkQrpers auf dasizwelte faseroptische: Kabel· übertragbar ist,wobei das zweite faseroptische Kabei: sich:; entlang; einer zweiten Messstreckeentlang; des zweiten: Tübbingkörpers:; erstreckt. Das zweite:faseroptische Kaie!an die dptiscle: Messeinrichtung; oder eine' Weitere' optische: Messeinrichtung·zum;: optischen Messen: einer zweiten Dehnungsfndecuhf des zweitenfaseroptischen Kabels ehtiang; der zweiten Messstrecks anschließbar: ist. Diezweite' Debbuh;g;si:ndef:uh:g:::·des;..zweiten faseroptischen Kabels ist indikativ1 fürdie zweite Dehnungsänderung des zweiten Tübbingkörgers.According to another exemplary embodiment, the second tubbing element has a second fiber optic cable which, at the second tubbing chirp, is capable of: transferring a second strain of the second torsion bar body onto the fiber optic cable where the second fiber optic cable is:; along; a second measurement path along; of the second: tubbing body :; extends. The second: fiber optic quay to the dptiscle: measuring device; or a 'further' optical measuring device for: measuring optically: a second strain-finding end of the second fiber optic cable ehtiang; the second Meßstrecks connectable: is. The second fiber optic cable is indicative 1 for the second strain change of the second tubbing body.
Beispielsweise kann das zweite Tübbingeiernent gemäBden Obenbeschriebenen Ausführung sfo r me π des Tüb b in ge I e me n ts äusgebildet sein.For example, the second tubbing element may be formed in accordance with the above-described embodiment of the tubule in FIG.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahrenzur Hersteilung: des oben beschriebenenTübbing Tübbinganorönuhg zur innenausschaiurtg eines Tu nnels :beschrieben. Gemäßdem Herste!! verfahren wird das faseroptische Kabel an einem: Tübbingkörperderart befestigt, dass eine Dehnüngsinderuiig des; Tübbingkörpers auf dasfaseroptische Kabel übertragbar ist.According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing the above-described tubbing tubbing annulus for interior fitting of a tubule is described. According to the manufacturer !! the fiber optic cable is attached to a: tubbing body attached so that a Dehnüngsinderuiig of; Tübbingkörpers on the fiber optic cable is transferable.
Gemäß einer beispielhaffeh Ausführungsform des Herstellverfahrens weist derSchritt des Befestigens; eines faseroptischen Kabels an dem: Tübbingkörper einBereitsteilen eines Bewehrungsgitiers auf. Ferner Wird das faseroptische Kabelan dem Bewehrungsgitter befestigt. Anschließend wird der Tübbingkörper gegossen, indem Betonmaterial um das: Bewehrungsgitter gegossen wird, sodass das faseroptische Kabel in dem Tübbingkörper eingebettet ist.According to an exemplary embodiment of the manufacturing method, the step of fastening; of a fiber optic cable to the: tubbing body to prepare a reinforcing grating. Further, the fiber optic cable is attached to the reinforcing grid. Subsequently, the tubbing body is poured by pouring concrete material around the reinforcement grid, so that the fiber optic cable is embedded in the tubbing body.
Das: Bewehrüngsgitter (bzw. Afmiefungseisen) besteht insbesondere ausStahl, Beim berstelten der Tühbingkörper wird eine gewisse Anza.nl anBewehruhgsgitter in eine Gussform bzw, in einer Verschalung angeordnet:. Aufdem Bewehrühgsgitter wird änschiießend das faseroptische Kabel ingewünschter Konfiguration befestigt, Dies-kann beispielsweise mittelsFestbindenS: oder Kiebens durch geführt: werden. Anschließend wird in die Formbzw. in die: Verschalung eine gewünschte Menge an Beton gegossen. Derflüssige Beton umgibt das Bewehrühgsgitter und entsprechend dasfaseroptische: Kabel, hiech: dem Aushalten des Betons ist das faseroptischeKabel in dem so dass eine kraftschlussigeThe reinforcing grid (or reinforcing rod) consists in particular of steel. In the case of the studded body, a certain number of attachment bars are arranged in a casting mold or in a casing. The fiber optic cable of desired configuration is then fixed on the reinforcing grille, this can be done, for example, by means of strapping or sliding. Subsequently, in the Formbzw. in the: Formwork poured a desired amount of concrete. The liquid concrete surrounds the reinforcing grille and accordingly the fiber optic: cable, ie: the endurance of the concrete is the fiber optic cable in which so that a frictional
Verbindung zwischen: dem faseroptischen Kabel und dem Tübbingkörpervorliegt.Connection between: the fiber optic cable and the tubbing body.
Zur zuverlässigen1 Dehnungsübertragung des Tübbingkörpers auf dasfaseroptische Kabel entlang der gesamten Messstrecke kann das faseroptischeKabel beispielsweise auf das Bewehrungsgitter bzw, das Armierungseisenaufgeklebt werden oder zürn Beispiel in Schütze des Bewegungsgitters bzw.des Armierungseisens befestigt werden. Zusätzlich kann, wie obenbeschrieben, das teseröptische Kabel einen strukturierten Schutzmantel bzw.Schutzhille zur besseren Anbindung an den Tübbingkörper aufweisen.For reliable strain transmission of the tubing body to the fiber optic cable along the entire measurement path, the fiber optic cable may be adhered to, for example, the reinforcing grid, armouring iron or, for example, in contactor or armor blade contactors. In addition, as described above, the dry-eroded cable may have a patterned protective sheath for better attachment to the tubbing body.
Mit der oben beschriebenen Erfindung werden die Tübbingelementebereitgesteilt, deren Dehnungsänderung exakt;bestimmt weiden kann. DieDehnung sä hderung kann beispielsweise aufgrund von tektonischenVeränderungen der Tunneiwände, aufgrund von Ermüdungserscheinungen derTübbingelemente oder durch Faktoren während des Herstellens und desEinbaus der Tübbingelemente verursacht werden. ^Zusätzlich: zuden oben stehenden Verform ungsmessungeh. kann mit dem obenbestimmten optischen Messverfahren die Entwicklung der Festigkeits- und^pföHmungs'pahämeter des für die Tübbinghersteilung verwendeten Materialsermittelt werden,: Wichtig ist dabei die Materiatparameterzu jenen Zeitpunkten::zu ermitteln, zu weichen die oben stehenden Verformungen derTübbirigeiemente gemessen werden. Nach: Vorliegen der Festigkeits- undVerfermringsperaimeter des Tübbing materials: der Tübbirigeiemente kann einentsprechendes· Materialgesetz für die Tyböfngelemerite ermittelt werden.Unter Zugrundelegung dieses ermittelten: MaterialgesetieS: und denMessergebnissen der Verformungsänderühgeh können an den MesssteHen die:mechehiseh: wirksamen Zug- und Druckspannungen ermittelt werden. Dieermittelten: Zug- und Druckspannungen im Tübbingelement werden in weitererFolge den über geotechnische Laborversuche ermittelten Festigkeitswertengegenubergestelit. Der Quotient aus den mechanisch wirksamen Zug- undDruckspannungen und den: zugehörigen Festigkeitswerten ergibt denAusiastungsgrad des Tübbihgeiements,With the invention described above, the tubbing members are prepared, the change in strain of which can be accurately determined. Stretching may be caused, for example, by tectonic changes in the turf walls, by fatigue of the tubbing members, or by factors during manufacturing and installation of the tubbing members. ^ In addition: to the above deformation measurement. For example, with the optical measurement method defined above, it is possible to determine the evolution of the strength and tapering parameters of the material used for tubbing division: It is important to determine the material parameters at those times when the above deformations of the tubuli elements are measured. According to: Presence of the strength and permeation ring parameters of the tubbing material: The tubing elements can be determined according to a material law for the Tyböfngelemerite.Under based on this determined: MaterialgesetieS: and theMessengebiesten the Veränderungsänderühgeh the mechehiseh: effective tensile and compressive stresses can be determined. The averages: Tensile and compressive stresses in the tubbing element are subsequently compared to the strength values determined via geotechnical laboratory tests. The quotient of the mechanically effective tensile and compressive stresses and the associated strength values gives the degree of utilization of the tubbing element,
Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen: Ausfuhrungsformenlediglich: eine beschränkte Auswahl an mögiichen Ausführungsvarianten derErfindung: dar steilen. So ist es möglich, die Merkmaie einzelnerAusführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dassfür den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahlvon verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offen hart a rvzusehensind. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mitVorrichtungsansprüchen: und: andere Ausführungsformen der Erfindung mitVerfahrensansprüchen: beschrieben:. Dem Fachmann wird jedoch bei derLektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizitanders angegeben, zusätzlich: zu einer kombination von Merkmalen, die zueinem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebigeKombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen vonIrfindungsgegenstinden: gehören.It should be noted that the embodiments described herein are only a limited selection of possible embodiments of the invention. Thus, it is possible to suitably combine the features of individual embodiments, so that a variety of different embodiments will be apparent to those skilled in the art with the embodiments explicitly set forth herein. In particular, some embodiments of the invention are with apparatus claims: and: other embodiments of the invention with method claims: described :. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, any combination of features belonging to a different type of subject matter may also be included in any combination of features related to different types of devices.
Kurze Beschreibung: der ZeichnungenShort description: of the drawings
Im Folgenden: werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es Zeigen:In the following, for further explanation and better understanding of the present invention, embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Tubbingelements gemäß einerbeispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,1 shows a schematic representation of a tubbing element according to an exemplary embodiment of the present invention,
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines; gebogenen Tübbingelements:gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegendenErfindung,Fig. 2 shows a schematic representation of a; bent tubbing member: according to an exemplary embodiment of the present invention,
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines gestreckten Tüobingefementsgemäß einer beispethaften Ausfphfungsfbrm der·'Vorliegenden.Fig. 3 shows a schematic representation of an elongated door bungee according to a possible embodiment of the present invention.
Erfindung,Invention,
Fig. Geweift ein DJlgimmm einer'Dehhungslnderung:: eines TübbingelementS:entlang einer bestimmten Messstrecke gemäß einer beispielhaften::Ausfuhruh:§Sfprrn; def:Vörl:leiehden Erfindung, fig., 5 Zeigt ein Diagramm einer Dehnungsänderung des 1"Übbingelements ausFig. 3,: füg. 6 zeigt dine schematische Darstellung einerTübblnganordnung gemäßeiner beispielhaften Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 1 shows a variation of a strain change :: of a tubbing element S: along a certain measurement distance according to an exemplary :: exporting: §Sprprn; def: Vörl: leiehden invention, fig., 5 Shows a diagram of a strain change of the 1 " 3 ,: add. Fig. 6 shows a schematic representation of a tub arrangement according to an exemplary embodiment of the present invention,
Fig. 7 zeigt eine schematise!« Darstellung elfter TubMnganordnung Und einerweiteren Tübhlnganördnung gemäß: einer beispielhaftenAUsfy h ru n gsfo rm -dsh vo ri i egend e n: Brfi hd ung,.Fig. 7 shows a schematic illustration of the eleventh tubing arrangement and another tubing tubing according to: an exemplary elevation-finding method, for example, a description.
Fig. 8 zeigt eine; schematische Darstellung: eines verformten Tüb bin ge! ©meritsgemäß einer b:eisp:iei!allen Äusführungsform der vorliegendenErfindung,Fig. 8 shows a; schematic representation: a deformed tub bin ge! © in accordance with a b: eisp: iei all the embodiments of the present invention,
Fig, 9 zeigt:ein, Diagramm einer Dehnungsihderung:entlang, einer Messstfeckedes TuPblngelements äüäjFig, 8,Fig. 9 is a graph of strain-strain: along a measuring patch of the TuPblngelements äüäFig, 8,
Fig. 10 zeigt eine schematische:'Darstellung: eines Tübbihgelfmenfs mit einem;Referenzbereich gemäß einer beispielhallen Auäfpruhgsfprm dervorliegenden Erfin d u n g,:Fig. 10 shows a schematic: 'representation of a Tübbihgelfmenfs with a reference range according to an exemplary Aufpruhgsfprm the present inventions ,:
Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung eines faseroptischen Kabelsgemäß einer Beispielhaften Äusführungsform der vorliegendenErfindung,11 is a schematic diagram of a fiber optic cable according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 12 zeigt eine schematische: Darstellung eines in der Zeichenebene: abgerollten 'Fübbingeiemehts, welches in Maasseg mente gemäß: einerbeispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingeteiltist,12 shows a schematic representation of a plane of the drawing: unrolled bundle element, which is classified as a mass element according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig, 13 und Fig. 14:::zeigen Schematische Darstellungen eines·nicht gekrümmten Und eines gekrümmten Messsegments aus Fig. 12 gemäßeiner beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,13, 13 and 14: show schematic diagrams of a non-curved and a curved measuring segment of FIG. 12 according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 15 zeigt eine schematische Darstellung eines lOBIbingkorpers mit einem:mäanderförmigen Verlauf des faseroptischen Kabels gemäß einerbeispielhaften Äusführungsförm der vorliegenden Erfindung, undFIG. 15 shows a schematic representation of a lOBIbing body having a meandering profile of the fiber optic cable according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG
Fig. IS bis Fig. 18 zeigen schematische Darstellungen eines Tübbingkörpersmit; einem Verlauf des faseroptischen Kabels, bei welchem sich jeweilsdrei Abschnitte des faseroptischen Kabels in einem Kreuzungspunktkreuzen, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegendenErfindung,Figs. 1 to 18 are schematic representations of a tubbing body; a path of the fiber optic cable, wherein in each case three sections of the fiber optic cable intersect at a crossing point, according to an exemplary embodiment of the present invention,
Detaillierte Beschreibung von exernplahschen Äusfühf üagsfofmenDetailed description of exernplahsche Äusfühf üfffmen
Gleiche oder ähnliche: Komponenten in untefschiedliCheh kigyceh-sind mit;gleichen Bezuglziftem: versehen.; Die.Darstellungen in den: Figuren sindschematisch.Same or similar: components in different kigyceh-are with same Bezugslziftem: provided .; The illustrations in the figures are schematic.
Fig« 1 zeigt ein Tübbingelement 100 für eine Tübbinganordnung: 600 zurInnenausschsiung eines Tunnels gemäß einer beispielhaften Ausführungsformder vorliegenden Erfindung. Das Tübbing element 100 weist einenTübbingkörper 101 und ein faseroptisches Kabel 102 auf, welches an demTübbingkörper 101 derart befestigt ist, dass eine Dehnungsänderung 402 desTubbingkörpefs 101 auf das faseroptische Kabel 102 übertragbar ist. Daslaseroptische Kabel 102 erstreckt sieh entlang einer Messstrecke 401 (sieheinsbesondere Fig. 4) entlang des Tübbingkörpers 101, wobei das faseroptischeKabel 102 entlang der gesamten Messstrecke kraftschiüssig mit demTübbingkörper 101 befestigt ist. Das faseroptische Kabei 102 ist an eineoptische; Messeinrichtung 701 zum optischen Messen einer Dehnungsänderung402 des faseroptischen Kabels 102 entlang der gesamten Messstrecke 401anschließbar, wobei die Dehnungsinderong 402 des faseroptischen Kabels 102indikativ für die Dehnungsänderung 402 des Tübbingkörpers 101 ist. Somitkann kontinuierlich bzw. mit einer hohen Ortsaufiösung sozusagen lückenlosein Dehnungsänderungsverlauf entlang: der Messstrecke 401 bestimmtwerden.FIG. 1 shows a tubbing member 100 for a tubbing assembly: 600 for internally deploying a tunnel according to an exemplary embodiment of the present invention. The tubbing element 100 comprises a tubing body 101 and a fiber optic cable 102 which is attached to the tubbing body 101 such that a strain change 402 of the tubbing body 101 is transferable to the fiber optic cable 102. The laser optical cable 102 extends along a measuring path 401 (see in particular Fig. 4) along the tubbing body 101, wherein the fiber optic cable 102 is frictionally secured to the tubbing body 101 along the entire measuring path. The fiber optic cable 102 is connected to an optical; Measuring device 701 for optically measuring a change in strain 402 of the fiber optic cable 102 along the entire measuring path 401, wherein the strain 402 of the fiber optic cable 102 is indicative of the strain change 402 of the Tübbingkörpers 101. Thus, continuously or with a high spatial resolution, so to speak gap-free in a strain change course along the measuring path 401 can be determined.
Das Tübbingelemenf: 100 dient zurVersteifung:: eines Tunnels, MehrereTübhihgeiemente 100 sind entlang· einer DmfahgsfSchtung: 112 miteinanderbefestigt und ergeben somit einen kfäftsCbiussigeh geschlossenen Tübbing-Ring (bzw. Tübbsnganordnung 600,: siebe Fig. 6). Eine Axisirichtuhg 113beschreibt eine Tunneliängsachsenrtebtungi und eine RadislFicbtuhg 114beschreibt eine Richtung senkrecht: zur Axlairiehtüing 113 und zurUmfangsfiehtung 112,The tubbing element: 100 serves to brace :: a tunnel. Several tubing elements 100 are secured together along a direction of penetration: 112, thus providing a commercially closed tubbing ring (or tubule assembly 600, see Figure 6). An axis guide 113 describes a tunneling longitudinal axis and a radial plane 114 describing a direction perpendicular to the axial plane 113 and the peripheral direction 112,
Der Tübbingkörper 101 des Tübbingelements 100 ist beispielsweise aus Betonbzw, Stahlbeton gefertigt. Der Tübbingkörper 101 bildet in der beispieihaftenAusführdngsforrn in Fig, 1 ein kreissegmentartiges, schalenförmiges Profil aus.The tubbing body 101 of the tubbing element 100 is made of concrete or reinforced concrete, for example. The tubbing body 101 forms a circular segment-like, shell-shaped profile in the exemplary embodiment of FIGS.
Das faseroptische Kabel 102 ist ein Lichtleiter. Das faseroptische Kabel 102 istan dem Tübbingkirper 101 dersrtfsxiert, dass keine relative VerschiebungZwischen dem faseroptische Kabel 102 und dem Tübbingkörper 101vörkommt, so dass eine Dehnungsänderung des Tübbingkörpers 101 auf dasfaseroptische Kabel 102 übertragen wird. Das faseroptische Kabel 102 verlauftim; Inneren des Tübbingkörpers 101. Beispielsweise kann während desHefsteiiens, beispielsweise während des Betongießens, des Tübbingkörpers101 das faseroptische Kabel 102 eingebracht: Werden.,: sp· dass nachAushärtung des Tübbingkörpers 101 daS faseroptische:; Kabel 102 m demTüböihgkörper 101 fixiert ist;The fiber optic cable 102 is a light guide. The fiber optic cable 102 is welded to the tubbing tower 101 so that there is no relative displacement between the fiber optic cable 102 and the tubbing body 101, so that a strain change of the tub body 101 is transmitted to the fiber optic cable 102. The fiber optic cable 102 runs in the; For example, during stapling, for example during concrete pouring, the tubbing body 101 may be inserted with the fiber optic cable 102: after the tubing body 101 has cured, the fiber optic: Cable 102 m theTüböihgkörper 101 is fixed;
Das Faseroptische Kabel 1:02 (in Fig. 1; als gestrichelte Linie:. dargestellt)erstreckt sich entlang: eifter vorbestimmten Me:s:sstreeke;4pl: (siehe Diagrammin Fig. 4) entlang des Tübbing kör pers H'iSSiSVierfahren kann idle lokale Dehnuftpahderung des: faseroptischen:: Kabels 102 an einerbestimmten· Stelle der Mpssstrecfee 40.1: bestlmmt;werdeft<': Diese lokaleDehnungsänderung des faseroptischen Kabels 102 ist Indikativ mit einerlokalen Dehnungsänderung an dieser Stelle des TübhlngkÖrpers 101, Vörbestimmte Kahelätahnitte sind vorbestimmten Tübbingkörperabschnittenzugeördnet. Somit Miln entlang der gesamten Messstrecke 401 eine lokaleDehnungsänderung des Tübbingkörpers 101 exakt bestimmt werden,The fiber optic cable 1:02 (in Fig. 1, shown as a dashed line) extends along: a predetermined Me: s: sstreeke; 4pl: (see diagram in Fig. 4) along the tubing body H'iSSiS traveling can be idle local strain extension of the fiber optic cable 102 at a particular location of the probe 40.1: This local strain change of the fiber optic cable 102 is indicative of a local strain change at that location of the body 101. The predetermined tooth sound center is directed to predetermined body segments. Thus, along the entire measuring path 401, a local expansion change of the body part 101 can be exactly determined,
Das faseroptische Kabel 102 ist an der Messeinrichtung 701 (siehe Fig. 7}angeschlossen, mittels welcher die Messung; Initiiert wird. ZurDehnungslnderungsmessuni wird Licht In das faseroptische Kabel 102 kanneingekoppelt: lind das: durchgehende bzw. rückgestrahlte Licht ausgewertet.Eine Auswerteinheit der Messeinrichtung 701 analysiert dabei z.B. dieBfillouinrückstreuung öder Rayleigh Rückstreuung, Ais Ergebnis erhält maneinen Dehnungsänderungswert für pdeo Oft des faseroptischen Kabels 102entlang der Messstrecke 401.The fiber optic cable 102 is connected to the measuring device 701 (see Fig. 7), by means of which the measurement is initiated. For the strain measurement, light is injected into the fiber optic cable 102: the transmitted or reflected light is evaluated.An evaluation unit of the measuring device 701 In this case, for example, it analyzes the back-scattering of the film or the Rayleigh backscatter. As a result, one obtains a strain-change value for pdeo Often the fiber optic cable 102 along the measurement path 401.
Je nach Anordnung des faseroptischen Kabels 102 an dem Tübbingkgrper 101,ikinnen Verformungen sowohl auf der Infienseite, d.h. entlang eines ersten©berflächenbereichs 106, als auch an def Außenseite, d. h, entlang eineszweiten Öberflächenbereichs: 1©7>: dWTübbmgkörpers 101 erfasst werden,:Somit kann eine räumlich hochauflösende Erfassung der Verformung vontu n ne itübb Ingen: bzw, Tübhingelemehten 100 an nichtzugänglichen Stellenbereitgestellt werden.Depending on the arrangement of the fiber optic cable 102 on the tubbing body 101, deformations on both the infile side, i. along a first surface area 106, as well as on the outside, d. h, along a second surface area: dWTbbmgkörpers 101 can be detected: Thus, a spatially high-resolution detection of the deformation can be provided by means of inferences 100 in inaccessible places.
In Fig, 1 verläuft das faseroptisch# Ksbei 102 entlang des erstenOberfiächenbefeiChs 106 und entlang des zweiten: ©berflächenberelchs 107des Tübbingkörpers: löl. Entsprechend kann die DehnuHgsanderung entlangder OberfSächehbefeiche 106, 107 mittels des faseroptischen Kabeis 101gemessen wefdeb,In FIG. 1, the fiber optic # Ks passes along the first surface attachment 106 and along the second surface region 107 of the body: at oil 102. Accordingly, the elongation change along the surface fines 106, 107 may be measured by means of the fiber optic cable 101,
Das faseroptische^ Kabel 102 kann: mit dem Tübbingkprper iöi fixiert werden,,indem das fasefoptische Kabel 102:: beispielsweise: punktuell mitArmierungseiseh imllübbihikörper 102 (mit z.B. febelbindern) verbunden werden oderi^ Kabel 102 linienweise aufbzw. in dieThe fiber optic cable 102 may be fixed to the tubbing bumper 10 by connecting the fiberoptic cable 102, for example: punctually with armoring tubing 102 (with, for example, fog ties), or extending cables 102 linearly. in the
Armierungseisen geklebt wird.Reinforcing iron is glued.
Nach; dem Einlegen des faseroptischen Kabels 102 im Tübbingkörper 101 wirddie Lage des faseroptischen Kabels 102 im Tübbingkörper 101 kartiert, umeine Zuordnung der Messung (Strain;: (Dehnung) auf Kabelmeter (Messtrecke) I, siehe Fig. 4|; zu einem Ort im Tübbingkerper 101 (Strain auf Position x,y,z)zu ermöglichen. Die Kartierung kann unter Zuhilfenahme vonDistanzmarkierungen auf der Faser- bzw. Kabeioberseite erfolgen, Für genaueOrtszuordnungen kann die Lage des faseroptischen Kabels:: 102 auch mitgeoditischen Messmethoden erfasst werden.To; Upon insertion of the fiber optic cable 102 in the tubbing body 101, the position of the fiber optic cable 102 in the tub body 101 is mapped to correlate the measurement (Strain ;: (strain) to the cable meter (measurement path) I, see Fig. 4) to a location in the tubbing core 101 (Strain in position x, y, z) Mapping can be done using distance markings on the fiber or cable top side. For precise location assignments, the position of the fiber optic cable :: 102 can also be detected using geodithe measuring methods.
Das faseroptische Kabe! 102 in Fig. 1 weist; einen Anfangsbereich 103 (bzw.Kabeianfangi und einen gegenüber vom Anfangsbereich 10:3 HegendenEndbereieh 104 (bzw. Kabeienöe} auf, zwischen welchen sich die Messstreeke401 ausbildet. Der Anfangsbereich 103 und der Endbereich 10# sind in einemArisch iussberetch 105 des TubbingkÖrpers 101 angeordnet, wobei sich dasfaseroptische Kabel 102. aus dem Änschiussbefeieh 105 schiaufehartig entlangdes: Tübbingkörpers: 101 erstreckt.The fiber optic Kabe! 102 in Fig. 1; An initial region 103 (or kernel) and a final region 104 (or kabeienoee) opposite to the initial region 10: 3, between which the measurement branch 401 is formed. The initial region 103 and the end region 10 # are arranged in an acrylic overhang 105 of the tubbing body 101 The fiber optic cable 102. extends from the attachment boss 105 along the tubing body 101 in a sheer manner.
Der AnschiUssbefeichlOS'des Tübbingkörpers 101 kann beispielsweise auseiner Aussparung bestehen, in welcher der Kabeianfang und das Kabetendedes; faseroptischen KabelS: 102 angeordnet werden. An den Kabetahfang bzw,dem Kabeiende kann die Messeinrichtung 701 angeschiassen werden. Ternerkann an dem Kabelahfäng bzw. dem Kabetende ein weiteres faseroptischesKabel ahgeschiosseh; werden, welches ebenfalls in demselben Tübbingkörper101 Verlauft oder weiches:: entlang eines benachbarten Tübbingelementsyerfiyft:The attachment surface of the tubbing body 101 may, for example, consist of a recess in which the kable beginning and the Kabetendedes; fiber optic cable S: 102 can be arranged. The measuring device 701 can be connected to the Kabetahfang or the Kabeiende. Tern may another fiber optic cable ahgeschiosseh on the Kabelahfäng or the Kabetende; which also runs in the same tubbing body 101 or soft :: along an adjacent tubbing element:
Die optische Messeinrichtung 701 kann beispielsweise in dem Anschtussherftlch105 des Tübbingkörpers 102 angeördhet werden.The optical measuring device 701 can be, for example, in the Anschtussherftlch105 the Tübbingkörpers 102 angeördhet.
Das Tübbingeiement 102 kann ferner einen Temperatursensor 111 aufweisen,welcher an dem Tübbingkörper 101 zum Messen einer Temperatur desfübbingkörpers lÖl angeordnet ist. Der Temperatursensor 111 ist an dieoptische Messeinrichtung 701 anschiießbar. Da die Signale von verteiltenfaseroptischen Kabeln 102 nicht nur auf Dehnungen sondern auch aufTemperaturanderungen sensitiv sind, kann eine Temperaturkorrekturdurchieführt werden. Bei der Messung der Dehnungsänderung desfaseroptischen Kabels 102 kann mittels: Messens der Temperatur derDehnungsfaktor herausgerechnet werden, welcher ausschließlich durch dieTemperatur eingetragen wurde. Somit wird die Messgenauigkeit weiter erhöht,The tubbing member 102 may further include a temperature sensor 111 which is disposed on the tubbing body 101 for measuring a temperature of the body fat. The temperature sensor 111 can be connected to the optical measuring device 701. Since the signals from distributed fiber optic cables 102 are sensitive not only to strains but also to temperature changes, temperature correction can be performed. When measuring the strain change of the fiber optic cable 102, the expansion factor, which was entered solely by the temperature, can be calculated by means of: measuring the temperature. Thus, the measurement accuracy is further increased,
Die optische Messeinrichtung 701 weist ferner eine Speichervorrichtung auf,wobei die Speichereinrichtung konfiguriert ist, die Dehnungsänderung desifeseroptischen Kabels 102 über ein bestirnmtesZeitintervali zu speichern.Somit: können Dehnungsänderungen des Tübbingkörpers;: löl über einbestimmtes Zeitintervali ausgeiesen werden und der zeitliche Verlauf derDehnu ngsä nderung ge messen werden,The optical measuring device 701 further comprises a memory device, wherein the memory device is configured to store the strain change of the optical cable 102 over a predetermined time interval. Thus: strain changes of the body of the body can be output over a certain time interval and the time course of the strain change can be measured become,
Mg. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines gebogenen Tübbingelements100, während Pig. 3 ein weniger gebogenes Tübbingeiement 100 däfstelit.:FIG. 2 shows a schematic representation of a curved tubbing element 100 while Pig. 3 a less bent tubbing element 100 däfstelit .:
Durch die Messung von Dehnungen bzw. Dehnungsänderungen entlang desersten Oberflaebenbereichs 106 und des zweiten Oberflächenbereichs 107(d.h. der Ihheh- und Außenseite) des Tubbingkorpers 102, kann eineVerbiegung des Tübbingkörpers 102 festgestellt werden. Ferner kann einePosition: der ineutraien: Linie 201 errechnet werden.By measuring strains along the first surface region 106 and the second surface region 107 (i.e., the inner and outer surfaces) of the tubbing body 102, bending of the body 102 can be detected. Furthermore, a position: the ineutraien: line 201 can be calculated.
In der:Ftg.Z: dargestellten Verflachung des Tübbingkörpecs; 101 verlängert sichbiispieisweise der Abschnitt (a), Abschnitt (b) und (d) bleiben gleich undIn the figure: Ftg.Z: shown flattening of Tübbingkörpecs; For example, section (a) extends, section (b) and (d) remain the same and
Anschnitt (c) verkürzt sich. Entsprechende Dehriungsähderungen wirken aufdas faseroptische Kabel M2,.·Bleed (c) shortens. Corresponding deflections act on the fiber optic cable M2,.
Die Neutraiachse: Ml verläuft derart, dass bei: einer Verbiegung desTübbiogkbrpers 101 keine·. Peh:Rüh|sähderüd:g: der Neutralachse pättfindetr:wobef ein: Bereich des faseroptischen Kabels 102: entlang der Meutraiachse: 201angeördnetrist, Befindet: sich der Bereich: des faseroptischen Kabels 102entlang der Neutraliehse 201, so kann: dieser Bereich des faseroptischen:Kabels 102:: als Befere naher eich h er an gezogen: werden. Somit kann dieiMessfenadlgkeit erhöht werden, ln Fl:g„ 4:Wird: ein Diagramm dargestelJt, in Welchem eine: Dehnungsänderung:402: (Strain! entlang der: Messstrecke 401 (Länge [m]) dargesteilt ist. Einpositives Vorzeichen -f der Dehnungsänderung 402 gibt eine Dehnung aneinem Bereich der Messstrscke 401: an und: ein negatives Vorzeichen - derBshnungsänderung: 402 gibt eine Stauchung an einem: Bereich derMessstteeke 401 an, in FIQ. S ist in dem Diagramm die :Messstreck:e:401 des faseroptischen Kabels.:102.: aus Fig. 3 beispielhaft dargestpllL Der Abschnitt (a) dehnt sich, Abschnittfl) und (c) bleiben: gleich und Anschnitt (c) Verkürzt (staucht) sich.Entsprechende: Dehnungsänderungen Wirken auf das faseroptische Kabel 102und sind in dem Diagramm alsfig. 5 ablesbar.The axis of neutrality: Ml runs in such a way that when: a bending of the tibial biobreaker 101 no ·. Peh: Rüh | sähderüd: g: the neutral axis pättfindetr: wobef a: area of the fiber optic cable 102: along the Meutrai axis: 201netrated, Located: the area: the fiber optic cable 102 along the neutral axis 201, so can: this area of the fiber optic: cable 102 :: as an agent nearer eich he be pulled: be. Thus, the measurement window can be increased in Figure 4: where: a diagram is shown in which a strain change: 402: (strain along the: measurement distance 401 (length [m]) is shown A positive sign -f of the strain change 402 indicates an elongation at an area of the measuring paths 401: and: a negative sign - the change of bias: 402 indicates a compression at a: area of the measuring table 401, in FIQ. S in the diagram is the measuring distance: e: 401 of the optical fiber cable. : 102 .: from FIG. 3 shown by way of example Section (a) stretches, section fl) and (c) remain: equal and gate (c) Shortened (upsetting). Corresponding: Strain Changes Act on the fiber optic cable 102 and are in the US Pat Diagram asfig. 5 readable.
Fig, Szelgt eine schematische Darstellung einer Tülbbinganordnung: 00:0gemäß einer beispielhaften AUsführuogsfgrm der vorliegenden Erfindung:, :DleTübbinganordnung 600 weist eine Vielzahl miteinander befestigter erster undzweiter Tübbingelementen 610, 620 auf. Zur besseren Übersichtlichkeit sindnur jeweils eines der ersten Tübbingelemente 610 und eines der zweitenTübbingelemente 620 mit Bezugszeichen versehen. Zumindest ein erstesTübbingeiement 610 der Tübbinganordnung 600 ist gemäß dem oben beschriebenen Tdhbfngefement 100 bereitgesteilt. Pie Tübbingeiemente 610,620 der Tübbfnganorbnung 600 bilden beispielsweise eine Ringform aus. ieim kontinuierlichen Tunnelvortrieb werden von der Tunnelbohrmaschine zurVersteifung; und Ausschälung des Tunnels vorgefertigte erste und zweiteTübbingelemente 610, 620 verlegt. Mehrere Tübbingeiemente 610, 620ergeben dabei einen: kraftschlüssigen Ring» Per gesamte Tunnei setzt sich auseiner Vielzahl von derartigen; Ringanordnungen 600 zusammen, welche die^Stabilität des Tunnels garantieren;so!;le:n. Tur Beurteilung des;Äusiastungsgrades, insbesondere in geologischen, Störzonen,, ist die Erfassung:der Verformung von Tübbingeierrienten 610r 620 hilfreich.Fig. 1 is a schematic illustration of a bushing assembly: 00: 0 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention: DleTübbing assembly 600 includes a plurality of first and second tubbing members 610, 620 secured together. For better clarity, only one of the first tubbing elements 610 and one of the second tubbing elements 620 are provided with reference numerals. At least a first tubbing element 610 of the tubbing assembly 600 is provided in accordance with the above-described tubing 100. Pie tubbing elements 610, 620 of the tubule orifice 600, for example, form a ring shape. In continuous tunneling, the tunnel boring machine braces; and stripping the tunnel laid prefabricated first and second tubbing elements 610, 620. Several tubbing elements 610, 620 give it a: non-positive ring »Per entire tunnel is made of a variety of such; Ring arrangements 600 together, which guarantee the stability of the tunnel, so!; Le: n. Assessment of the degree of utilization, especially in geological, fault zones, is the detection: the deformation of Tuebbingeierrienten 610r 620 helpful.
Jedes der Tübbingelemente 610, 620 kann; ein entsprechendes faseroptischesKabel 102 aufweisen, An den: lehnlÄ den Tübbingelementen 610, 620 können entsprechende optische Stecker angeordnet sein, welche beikorrekter Positionierung der jeweiligen: Tübbingeiemente 610, 620 zueinanderautomatisch eine optische Kopplung zwischen den: entsprechendenfaseroptischen: Kabeln 102 der Tübbingelemente: 610, 620 ausbilden.Beispielsweise kann hierzu an den Schnittstellen der Tübbingelemente 610,620 Pos it ions marken, beispielsweise in das 'Beton materia i der entsprechendenTübbingeiemente 610, 620, angeordnet bzw. eingegossen werden, um eineexakte Positionierung der entsprechenden Tübbingeiemente: 610, 620zueinander sicherzustelien. Somit kann eine effektive Anordnung mehrererTübbingeiemehte 610, 620 geschaffen»werden, so dass automatisch optischeKopplungen zwischen den Tübbingelementen 610, 620 ohne aufwändigeJustageschritte gebildet werden können. F»g. 7 zeigt eine schematische: Darstellung einer Tübbängähordnung 600 undeiner weiteren Tühhinganordnung 700 gemäß einer beispielhaftenAusführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Tübbinganordnungen 600, 700 werden entlang: der ÄxlaSnchtyngrllB des Τοηπ:6:ίΐ hintereinanderbefestigt und schalen den: Tunnel somit aus.Each of the tubbing members 610, 620 may; Corresponding optical connectors may be disposed on the tubbing elements 610, 620, which automatically form an optical coupling between the: corresponding fiber optic: cables 102 of the tubbing elements: 610, 620, for correct positioning of the respective tubing elements 610, 620 For example, at the intersections of the tubbing members 610, 620, they may be positioned for example in the concrete material of the corresponding tubbing members 610, 620 to ensure proper positioning of the corresponding tubbing members 610, 620 to one another. Thus, an effective arrangement of a plurality of tubbing members 610, 620 can be provided so that optical couplings between the tubbing members 610, 620 can be automatically formed without elaborate adjustment steps. F "g. 7 is a schematic illustration of a tubing suture assembly 600 and another tubing assembly 700 according to an exemplary embodiment of the present invention. The segmental arrangements 600, 700 are mounted one behind the other along: the axis of the Τοηπ: 6: Ä and thus shell out the tunnel.
Das erste faseroptische Kabel 102: bzw. 712 verläuft: beispielsweise entlangdem ersten Tübbingkörper 711 und: ist ferner an dem zweiten Tübbingkörper721 derart befestigt^ dass ferner eine zweite Dehnungsiänderung des zweitenTübbingkörpers 721 auf das erste^seroptische:ii<abeir2i2 übertragbar ist. Daserste· faseroptische: Kabel 712 erstreckt sich z.B. ferner entlang, derPessstrecke 401 entlang des zweiten Tübbingkörpers 721, Das erstefaseroptisches Kabel 712 kann entsprechend entlang: einer Vielzahl vonTübbingelementen 610, 620 verlaufen, so dass mittels eines erstenfaseroptischen Kabels 712 Dehnungsänderungen mehrerer Tübbingkörper 711, 721 entsprechender Tübbingelemente 61Ö, 62:0 gemessen werden kann,The first fiber optic cable 102: or 712 extends, for example, along the first tubbing body 711 and: is further attached to the second tub body 721 so that a second strain change of the second tubing body 721 is transferable to the first optical fiber: ii <abeir2i2. The first fiber optic cable 712 extends e.g. The first fiber optic cable 712 may accordingly extend along: a plurality of tubbing elements 610, 620 so that strain changes of a plurality of tubbing bodies 711, 721 of corresponding tubbing elements 61O, 62: 0 can be measured by means of a first fiber optic cable 712 .
Terner 'weist,, wie in Fig. 7 bafgestelit, das zweite Tübbingelement 620 einzweites faseroptisches Kabel 722 auf, welches an dem: zweiten Tübbingkörper72.1 derart befestigt ist, dass eine zweite De h n u n gs a ride rung des zweitenTübbingkörpers 721 auf das zweite faseroptische Kabei722 übertragbar ist,wobei das zweite faseroptische Kabel 722 sich entlang einer zweitenMessstrecke entlang; des zweiten Tübbingkörpers:: 620 erstreckt. Das zweitefaseroptische Kabel 722 ist an bis optische Messeinrichtung 701 oder eineweitere optische Messeinrichtung zum optischen Messen einer zweitenDehsuhgsänderuhg: des zweiten faseroptischen Kabels 722 entlang derzweiten Messstrecke anschiießbar. Die zweite Pehnungsänderung des zweitenfaseroptischeh Kabels;722 ist indikativ für die zweite Dehnungsänderung deszweiten Tü:bbingkör:pers:: 620,As is shown in FIG. 7, the second tubbing element 620 has a second fiber optic cable 722 which is fastened to the second tubing body 72. 1 in such a way that a second extension ring extends to the second fiber optic element 721 Kabei722 is transferable, wherein the second fiber optic cable 722 along a second measuring path along; of the second tubbing body :: 620. The second fiber optic cable 722 is attachable to the optical measuring device 701 or another optical measuring device for optically measuring a second differential amount of the second fiber optic cable 722 along the second measuring path. The second change in strain of the second fiber optic cable 722 is indicative of the second strain change of the second Tbb:
Wie in Fig, 7 dargesteiit, kann eine zentrale optische Messeinrichtung 701außerhalb der Tübbingelemente 610, 620 angeörönetsein und mittelsentsprechender Verbindungskabei 702, 703 an die faseroptische Kabel 712, 722 gekoppelt werden. An die Messeinrichtung 701 können beispielsweise eineAs shown in Fig. 7, a central optical measuring device 701 may be external to the tubbing members 610, 620 and coupled to the fiber optic cables 712, 722 by means of corresponding connection cables 702, 703. To the measuring device 701, for example, a
Vielzahl von faseroptischen Kabeln 71?, 722 von weiteren benachbartenTübbingelementen 610, 620 gekoppelt werden. An entsprechendenAnschiussbereichen 715, 725 der Tübbingelemente 610, 620 können diefaseroptischen Kabel 712, 722 an die Niesseinrichtung 70.1 gekoppelt werden.A plurality of fiber optic cables 71 ', 722 are coupled by further adjacent tubbing elements 610, 620. At corresponding contact regions 715, 725 of the tubbing elements 610, 620, the fiber optic cables 712, 722 can be coupled to the sneezing device 70.1.
Zur besseren Übersichtlichkeii; sind nur zwei der in Flg. 7 dargesteütenTühhingelemente und deren Komponenten mit Bezugszeichen versehen.For better clarity; are only two of the in Flg. Fig. 7 shows sticking elements and their components with reference numerals.
Die faseroptischen Kabel 712, 722 können mittels optischer Steckerverbindunglösbar miteinander öder an eine Messeinrichtung 701 koppeibar seinansteckbar ist.The fiber optic cables 712, 722 can be detachably connected to one another by means of an optical plug connection or can be connected to a measuring device 701.
Ferner kann .beispielsweise in einem Anschiussbereich 715, 725 eines:TÖbbihgelements ölö, 620 ein Ankoppelstecker angeordnet werden, welchermit dem faseroptischen Kabel 712, 722 gekoppelt ist, wobei derAnkoppefsteeker zu Abkopplung einer portablen Messeinrichtung konfiguriertist. Wird ein Tunnel mit einer Vielzahl von Tübbingelementen hergestellt, kannzu Überprüfungs- oder Ärfeungszwecken jedes Tübbingelement 610, 620einzeln und Individuell: gemessen werden, indem an dern Ankoppelstecker dieportable Messeinrichtung lösbar angeschlossen wird,Further, for example, in a docking area 715, 725 of a knock-over element 620, a coupling plug coupled to the fiber optic cable 712, 722 may be arranged, the docking station being configured to decouple a portable meter. When fabricating a tunnel having a plurality of tubbing members, each tubbing member 610, 620 may be singulated and individually measured for inspection or aiding purposes by releasably attaching the portable meter to the docking plug,
Ferner kann eine Einkoppeieihrichtung in einem Anschiussbereich 715, 725eines Tübbingelements 610, 620 angeordnet oder temporar angeschlossenwerden, wobei die EinkoppeleinriChtuhg mit dem faseroptischen 712, 722Kabel zum Ein koppeln von; Licht in das faseroptische Kabel 712, 722 gekoppeltist. Die EinkoppeleinRChtüng kann dadurch mit einer vorgegebenenUchtintensität Licht in dasfaseroptische Kabel 712, 722 einspeisen.Further, an on-head direction may be located or temporarily connected in a docking area 715, 725 of a tubbing member 610, 620, the docking unit having the fiber optic 712, 722 cable for coupling to; Light is coupled into the fiber optic cable 712, 722. The injection unit may thereby feed light into the fiber optic cable 712, 722 at a predetermined intensity.
Ferner kann ein faseroptische Kabel 712, 722: entlang der Axialrichtung 113des Tunnels über eine Vielzahl von hintereinander an geordneterTübbinganordnung 600, 7ÖQ: verlaufen, Sokann beispielsweise amFurther, a fiber optic cable 712, 722: may extend along the axial direction 113 of the tunnel over a plurality of successive ordered tubbing assemblies 600, 7QQ,
Tunneianfang an einer ersten Tübbinganordnung 600 eineifnkbpjiefeinrfcötlini angeschiossen werden, welche das Licht in dasentsprechendef Äsereptische kabei: 712, 722 einspeist. Am Tunnelende kannbeispielsweise an der letzten Tübbinganordnung 700 die Messeinrichtung 701angeschlossen werden:,At the beginning of the tunnel, a first tubbing assembly 600 is inserted, which feeds the light into the corresponding optic cable: 712, 722. At the tunnel end, for example, the measuring device 701 can be connected to the last tubbing arrangement 700,
Ferner das entsprechende faseroptische Kabel 712, 722 entlang einer erstenRichtün:| entlang der Tübbinganordnüngen 660, 760 iron einem Tunnelanfangbis zu einem Tunneiende entian|: der Axiafrichtung 112 verlaufen. AmTunnetende kann elne Schieife: des entsprechende faseroptische Kabel 712, 722 ausgebildet werden, so dass das entsprechendelaseroptische Kabel 712,722 entlang einer zweiten Riebtung entlang der Tübbinganordnüngen 600, 700 von dem Tunneiende bis zu dem Tunneianfang entlang der Axialrichtung113 verlaufen::. So kann am Tunnelanfang in einem Tübbingeiement 710, 720die Esnkoppeieinnchtung und die: Messeinrichtung 701 angeordnet werden undsomit von einer Stelle die gesamte Dehnungsmessung für den gesamtenTunnel durchgefyhrt werden. Das entsprechende faseroptische Kabel 712, 722kann zwischen den TQbbinganordnungen 600, 700 unterbrochen sein undmitte! optischen Steckverbindungen optisch gekoppelt werden.Further, the corresponding fiber optic cable 712, 722 along a first direction along the tubule arrangements 660, 760 iron at a tunnel beginning to a tunnel end entian |: the Axiafrichtung 112 run. At the tunnel end, a loop of the corresponding fiber optic cable 712, 722 may be formed such that the respective optical fiber cable 712, 722 extends along the second screen along the tubing arrays 600, 700 from the tunnel end to the tunnel along the axial direction 113. Thus, at the beginning of the tunnel in a tubbing element 710, 720, the telescope inspection device and the measuring device 701 can be arranged and thus the entire strain measurement for the entire tunnel can be carried out from one point. The corresponding fiber optic cable 712, 722 may be interrupted between the TQbbing arrangements 600, 700 and mid! optical connectors are optically coupled.
Zudem kann beispielsweise in der Tunneimitte an einer Tübbinganordnung600, 700 eine portable Messeinrichtung an das faseroptische Kabel 712, 722angeschiossen werden. Bei: einer Zerstörung des faseroptischen Kabels 712,722 in der Tunneimitte kann beispielsweise der jeweilige Bereich von derZerstörungsstelie bis zu dem Tunnelende dennoch gemessen werden.In addition, for example, in the tunnel center on a tubbing arrangement 600, 700, a portable measuring device can be attached to the fiber optic cable 712, 722. For example, if the fiber optic cable 712, 722 is destroyed in the tunnel center, the particular area from the destruction site to the tunnel end may still be measured.
Ferner kann ein Signalsplitter angeordnet werden, welche einen Teil des Lichtsweiterleitet und eitlen: anderen Teil reflektiert. Somit kann an derEinspeisestelle ebenfalls eine: Messeinrichtung angeordnet werden, um dasreflektierte Licht zu messen. Zudem ist es möglich entlang eines längerenTunnels Licht Verstärker anzuordnen, um die Signaiintensität zu erhöhen.Further, a signal splitter may be arranged which propagates a portion of the light and repeats: another portion. Thus, at the feed point, a measuring device can also be arranged to measure the reflected light. In addition, it is possible to arrange light amplifiers along a longer tunnel to increase the signal intensity.
Fig. 8 zeigt eine schematische Parateilung eines: verformten Tübbingeiements100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Das Tübbingelement 100 wird eine einer bestimmten Stelle entlang des erstenOberflächenbereich 106 Lokal betastet und; überdehnt (siehe: Stelle c'). fig, 9 zeigt bin Diagramm einer Dehnungsänderung entlang einer Messstrecke401:deS::Tübbiö:gfete:fn;e:nts I00 aus Fig, 8. In; dem Diagramm wird exakt dielokal beiastete Stelle ^ ersichtlich. Es ist somit mit der vorliegenden Erfindungmöglich, töfcä! ghclereS: Dehnungsverhalten zu erkennen.8 shows a schematic parceling of a deformed tubbing element 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. The tubule element 100 is finger-touched at a specific location along the first surface region 106 and; overstretched (see: point c '). 9 shows a diagram of a change in strain along a measuring path 401: deS :: Tübbiö: gfete: fn; e: nts I00 from FIG. 8. In; The diagram shows exactly the locally locked position. It is thus possible with the present invention, töfcä! ghclereS: to detect stretching behavior.
Fig, 10 Zeigt ein Tübbihgelement Γ00 mit einem Referenzbereich 1001 bzw.einer Referenzstrecke des faseroptischen Kabels 102 gemäß einerbeispielhaften Äusführuhgsförm der vorliegenden Erfindung, Derieferenebereich 1001 ist kr a ftϋbertragungsfrei an dem: Tühblngkofper 101angeordnet,: so dass eine Referenzdehnung des faseroptischen Kabels 102messbar ist. Dies kann z.B> realisiert werden, indem das faseroptische Kabel102 in einem Abschnitt im Tübbingkörper 101 lose in einem Leerrohr lOOZgeführt ist.Fig. 10 shows a tubing member Γ00 having a reference region 1001 and a reference path, respectively, of the fiber optic cable 102 according to an exemplary embodiment of the present invention. The delivery region 1001 is arranged without transfer on the: Tühblng kofper 101: such that a reference strain of the fiber optic cable 102 is measurable. This can be > can be realized by the fiber optic cable 102 in a section in Tübbingkörper 101 loosely in an empty tube LOOZ is performed.
Bei einer kraftübertragüngsfreieh Kopplung des faseroptischen Kabels 102 ahdem Tübbingkörper 101 wird keine Kraft zwischen diesem Bereich desfaseroptischen Kabels 102 und dem Tübbingkörper 101 übertragen. Somitwerden ebenfalls keine Dehnungen übertragen. In diesem Referenzbereich1001 des faseroptischen Kabels werden Dehnungsänderung ausschließlichdurch äußere Einflüsse, wie beispielsweise durch TemperaturschWahkungen,verursacht, Die gemessene Referenzdehhuhg kann den Messwerten derDehnungsänderung der angrenzenden Bereiche: des faseroptischen Kabels 102zu Grunde gelegt werden:. Mittels des Referenzwerts der Referenzdehnungkann somit ein Messergebnis der angrenzenden Bereiche des faseroptischenKabels 102 bereinigt werden, m dass eine Dehhühgsänderung des faseroptische Kabels 102 berechnet werden können, welche ausschließlichdurch eine Oehnungsänderuhg deftÄ 101 und nicht durch JUiere Bnflusse verursacht wurden,In a kraftübertragüngsfreieh coupling of the fiber optic cable 102 ahdem Tübbingkörper 101 no force between this region of the fiber optic cable 102 and the Tübbingkörper 101 is transmitted. Thus, no strains are also transmitted. In this reference region 1001 of the fiber optic cable, strain change is caused solely by external influences, such as temperature fluctuations. The measured reference strain can be based on the measured values of the strain change of the adjacent regions: of the fiber optic cable 102. Thus, by means of the reference value of the reference strain, a measurement result of the adjacent regions of the fiber optic cable 102 can be corrected so that a change in the displacement of the fiber optic cable 102 caused solely by a strain change 101 not caused by moisture, can be calculated;
Der Referenzbereich lööl bzw. die Referenzstfecke: des faseroptischen Kabels102 kann ferner mit einer vorbestirhmten Dehnung:: an dem Tnbbinpörper 101angeordnet: sein. Indem die Referenzstrecke desfaseroptischen Kabels 102mit einer vorbestimmten Dehnung an dem Tubblngkörber löl: angebrclnelIst,kann somit ein bestimmtes Tübbingelement löO identifiziert Werden.Beispielsweise können eine Vielzahl von Tübblngelementeh 10Q hergestelltwerden, wobei jedes einzelne eine individuelle vöriestitnmte Dehnung desfaseroptischen Kabels: 102 in dem Referenzbereich 1001 bzw. dersReferenzstrecke aufweist. Somit kann jedes: der vielen Tübbingelemente 100zugeordnet und kataioglslerfc werden,The reference area 10 or the reference corner: of the fiber-optic cable 102 may further be arranged with a predetermined elongation :: at the tnbbin body 101. Thus, by specifying a particular tubbing element 10OO, for example, a plurality of tubulation elements 10Q can be made, each providing individualized distension of the fiber optic cable: 102 in the reference region 1001, respectively of the reference section. Thus, each of: the many tubbing elements 100 can be assigned and kataioglslerfc,
Flgi. il zeigt eine schematische Darstellung eines faseroptischen Kabels 102gemäß: einer beispielhaften Ausführungsförrm Das faseroptische Kabel :102weist einen Kernbereich 1100 und einen· Sehutzmahtef iTöf, welcher denKernbereich noo umhüllt, auf, Der: Schutzmiahtel 1101 rWeiäbeihestrukturierte Oberfläche auf, weiche mit dem Tubbingkörper löl kraftschlüssiggekoppelt ist, indem Kernbereich 1100: VeriaUft:bzw, Verläufen insbesondereim Kern 1004 die: Faser bzw, die Fasern; deslfaseroptischen: Kabels· 102, Indem Kernbereich 1100 kann um den Kern 10:4/ ein:14ehtef 1104 angeordnetsein, welcher Wiederum: von einer BeschiChtUng: 1:10:2; Umhüilt sein kann.:FlgI. FIG. 12 is a schematic illustration of a fiber optic cable 102 according to an exemplary embodiment. The fiber optic cable 102 comprises a core portion 1100 and a viscous member that envelops the core portion noo. The protector 1101 has a textured surface that is non-positively coupled to the tubbing body. in the core region 1100: VeriUft: resp., in particular in the core 1004, the: fibers or the fibers; fiberoptic: cable · 102, The core region 1100 may be disposed around the core 10: 4 / a: 14ehtef 1104, which in turn: of a coating: 1: 10: 2; To be able to be:
Fig, 1:2 zeigt ein: In der Zeichenebene abgefpItäS Tübbingelement 100,welches in Messsegmente 1201 gemäß eingeteilt ist.FIG. 1: 2 shows: in the plane of the drawing, the tubbing element 100, which is divided into measurement segments 1201 according to FIG.
Das faseroptische Kabel 102 verläuft entlang des ersten Oberflächenbereichs106 Und des zweiten Oberflächenbereichs 107 in einer Schlaufe, wobei Endendes faseroptischen Kabels 102 in dem Änschlussbereich 105 münden.The fiber optic cable 102 extends along the first surface region 106 and the second surface region 107 in a loop, with ends of the fiber optic cable 102 terminating in the confinement region 105.
Alternativ können zwei getrennte faseroptische Kabel eingesetzt werden,wobei eines entlang des; ersten Oberf 1 äc h enbereichs 106 und das andereentlang des zweiten Öberflächenbereichs: 107 verlaufen. Mit der Einteilung desTübbingkörpers 101 in eine Vielzahl von Messsegmenten 1201, kann eineDiskretisierung des kontinuierlichen Dehnungsverlaufs analog zur numerischenDiskretisierung mittels;Finiter Elemente durchgeführt werden. Die Feinheit derDiskretisierung ist dabei von der Ortsauflösung des Messsystems abhängig. Mitden erhaltenen Messdaten kann die Lage der Neutralen Dehnungsachse bzw,Neutralachse 201 bestimmt werden.Alternatively, two separate fiber optic cables may be used, one along the; first surface region 106 and the other along the second surface area: 107. With the division of the tuber body 101 into a plurality of measurement segments 1201, a discretization of the continuous strain profile analogous to the numerical discretization can be performed by means of finite elements. The fineness of the discretization is dependent on the spatial resolution of the measuring system. The position of the neutral strain axis or neutral axis 201 can be determined with the obtained measurement data.
Pig. 13 und Füg, 14 zeigen schematische Darstellungen eines; nichtgekrümmten und eines gekrümmten Messsegments 1201 aus Flg. 12,Pig. 13 and 14 are schematic illustrations of one; not curved and a curved measuring segment 1201 from Flg. 12
Die Krümmung κ bzw. der Krümmungsradius r eines Messsegments; 1201 kanndabei aus den Dehnungsmessungen: der Abschnitte des faseroptischen Kabels102 in den jeweiligen Öbertiachenbereichen 106, 107 (bzw. sl, s2) ermittelt werden:The curvature κ or the radius of curvature r of a measuring segment; 1201 can thereby be determined from the strain measurements of the sections of the fiber optic cable 102 in the respective overlying areas 106, 107 (or sl, s2):
Dadurch; kann ferner die Lage der Neutralachse 201 bestimmt werden. DurchnumeräscheTntegration der Dehnungswerte bzw;. der Dehnungsänderung kannauf die; Biegeverformung des gesamten Tübbingeiements 100 rückgeschlossenwerden.Thereby; Furthermore, the position of the neutral axis 201 can be determined. Numerical integration of the elongation values resp. the strain change can be applied to the; Biegeverformung the entire tubbing element 100 rückschlusswerden.
Flg* 15 zeigt einen Tübbingkörper 101 mit einem mäanderförmigen Verlaufdes faseroptischen Kabels 102 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.Mit einem mianderförmigen Verlauf des faseroptischen Kabels 102 kann eineengmaschige Abdeckung: mit dem faseroptischen Kabel 102 entlang; desTübbingkörpers 101 erreicht werden, ohne dass Überschneidungen oderQuetschstelfen des faseroptischen: Kabels 102 notwendig sind.FIG. 15 shows a tubbing body 101 having a meandering path of the fiber optic cable 102 in accordance with an exemplary embodiment. With a miander-shaped profile of the fiber optic cable 102, a tight mesh may be provided with the fiber optic cable 102 along; of the body 101 can be achieved without the need for overlapping or pinching the fiber optic cable 102.
Fig«: 16 bis Fig, 18 zeigen schematische Darstellungen eines Tübbingkörpersi:öl: mit einem Verlauf des faseroptischen Kabels 102, bei welchem sichjeweils drei Abschnitte I, Π, III des faseroptischen Kabels 102 oderverschiedener faseroptischer Kabel in einem Kfeezungspunkt 1601 Kreuzen,Insbesondere besteht in einem Kreuzungspunkt 1601 zwischen dienKabelabschnitten I, II, III jeweils ein Winkel von ungefähr «-60 Grad. In denFig, 16 bis Fig. 18 sind mehrere Kreuzungspunkte 1601 dargestellt, Wobei zurbesseren Übersicht lediglich zwei Kreuzungspunkte 1601 mit Bezugszeiehenversehensind:·Figures 16 to 18 show schematic representations of a tubing body: with a profile of the fiber optic cable 102 in which each of three sections I, III, III of the fiber optic cable 102 or various fiber optic cables cross at a point of articulation 1601 At an intersection point 1601 between the cable sections I, II, III an angle of approximately -60 degrees. Several crossing points 1601 are shown in Figs. 16-18. For the sake of clarity, only two crossing points 1601 are shown with reference numerals:
Die Kabeiabschntttei I, II, in in dem Kreuzungspunkten 1601 liegen dabei inDickenrichtußg;, d.h. zum Beispiel entlang der Radiairicbtung 114 bzw. entlangder Dicke des ^Obbingkörpers 102, übereinander. Die Kabeiabsehmtte I, II, IIIkönnen sich dabei berühren oder beabstandet sein. Weisen alle dreiKabeiabsehmtte I, II, III im Kfeuzungspunkt unterschiedliche Richtungen auf,kann man aus den jeweiligen eindimensionalen Messungen derDehhunpänderung entlang der Faserabschnitte I, II, III eine flächenhafteDehnung berechnen,The cuttings section I, II, in at the crossing point 1601 lie in thicknesswise direction; For example, along the Radiairicbtung 114 and along the thickness of ^ Obbingkörpers 102, one above the other. The Kabeiabsehmtte I, II, III may be touching or spaced. If all the three components I, II, III have different directions in the point of inflection, it is possible to calculate an areal expansion from the respective one-dimensional measurements of the height change along the fiber sections I, II, III,
Mit dem VeriegsnpmuSter des faseroptischen Kabels 102 In Fig. 16 könnenmit ei hem einzigen faseroptischen Kabels 102 alle erforderlichen Messdatenerfasst werden Können,With the fiber optic cable 102 in Fig. 16, all the required measurement data can be captured with a single fiber optic cable 102,
In Fig:, 17 und Fig, 18 werden um die Kreuzungspunkte 1601 fernerDehnüngSeilipseh 1701 darqestellt. Im Nuilzustand, d.h. in einemdehnungSfreien Zustand des Tubbingkörpers 101, können dieDehnungsellipsen 1701 als Kreise dargesteilt werden(Fig. 17). Durch dieMessung der Dehnungen entlang der drei Kreuzungsrichtungen(Längsrichtungen am Kreuzungspunkt 1601) der drei Kabeiabsehmtte I, Η, IIIkönnen die Hauptdehnungen sowie deren Orientierung berechnet werden. Bei einem Winkei von zwischen den Dehnungsmessungen bzw.In Figs. 17 and 18, around the crossing points 1601 are further expanded thin parts 1701. In the Nuilzustand, i. in an expansion-free state of the tubbing body 101, the expansion ellipses 1701 can be shown as circles (Fig. 17). By measuring the strains along the three crossing directions (longitudinal directions at the point of intersection 1601) of the three kicks, I, Η, III, the major strains and their orientation can be calculated. At a Winkei of between the strain measurements or
Kabelabschnitten I, II, III ergeben sich die Hauptdehnungen und die{Orientierung der Dehnungsellipsen 1701. in Fig, .18 werden die Dehnungsellipsen 1701 in einem Tübbingkörper 101 ineinem Ve tf o r mu n g szusta n d, das heißt unter Einwirkung einerDehnungsänderung dargestellt. Die Dehnungseiiipsen 1701 werden abgeleitetaus den eindimensionalen faseroptischen Dehnungsmessungen entlang derhängsnehtung der entsprechenden drei Kabeiabschnitte I, II, III,Cable sections I, II, III result in the main expansions and the {orientation of the elongation ellipses 1701. In FIG. 18, the expansion ellipses 1701 in a tubbing body 101 are shown in an open loop, that is to say under the effect of a change in elongation. Stretching cycles 1701 are derived from the one-dimensional fiber optic strain measurements along the appendage of the corresponding three ski sections I, II, III,
Mit der Verwendung des faseroptischen Kabels 102 gemäß der vorliegendenErfindung können insbesondere lokaien Verformungsspitzen bestimmt werden.Insbesondere kann mit dem Veriegungsmuster des faseroptischen Kabels 102insbesondere aus Fig. 16 bis Flg. 18 und der Auswertung der Dehnungswerteflächenhalte Dehnungen und die Biegevefformung des Tübbingkörpers 102bestimmt werden.In particular, with the use of the fiber optic cable 102 according to the present invention, local deformation peaks can be determined. In particular, with the deflection pattern of the fiber optic cable 102, particularly from Figs. 18 and the evaluation of the elongation value surface holding strains and the Biegevefformung the Tübbingkörpers 102 are determined.
Ergänzend iäi darauf hinzüWeisen, dass "umfassend- keine anderen Eiemente:oder Schritte aosseteließt und "eine11 oder "ein" keine Vielzahl äussch ließt,Ferner sei darauf hinge wiesen, dass Merkmale oder'Seh ritte, die mit Verweisauf eines der obigen Äusführungsbeispiiie beschrieben;; Wörden ist, auch InKombination mit anderen Merkmalen öder Schritten ählerär obenbeschriebener Aüsführuhgsbeispiele verwendet werden1 können. Bezugszeichenin den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, please note that " comprehensive " does not include any other elements or steps and " a11 or " " It should also be noted that features or indications described with reference to one of the above embodiments; Words can also be used in combination with other features or steps of the above-described embodiments. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.
Bezuaszeichertfistsr 100 Tübbingelement 700 weitere Tübhingäneränung 101 töibbingkörper 701 Messeihnchtbhg 102: faseroptisches Käbej 702 VerbihbüOgskibel 103 Ärtlangsbereich: 7Ö3 weiteres Verbindungskahei 104 iodbereicb 105 Änschiussbereicb 711 erster Tübbingkörper IQi erster Öberfiächenbereich 712 erstes Faseroptisches Kabel 107 zweiter Oberflächenbereich 715 erster Anschlussbereich lOi erster Randbereich 100 zweiter Randbereich 721 zweiter Tübbingkörper 110 Steckerverblndüng 722 zweites faseroptisches Kabel 111 Temperatursehsor 725 zweiter Anschiussbereich 112 Umfangsrichtung;: 113 Äxiairichturtg 801 lokaler Dehnungsbereich 114 Radialrichtung 115 Einkoppeieinrichtbng 1001 Referenzbereich 1002 Leerrohr 201 Neutraiacbse 1100 Kernbereich 401 Messstrecke 1101 Schutzmantel 402 Dehnungsänderung 1102 Beschichtung 1103 Mantel 600 Tübbinganordnung 1104 Kern 610 erstes Tübbingelement 1201 Messsegment 620 zweites Tübbingelement 1601 Kreuzungspunkt 1701 Dehnungseilipse 5Bezuaszeichzeichertfistsr 100 tubbing element 700 further Tubänänerung 101 töibbingkörper 701 Messejhnchtbhg 102: fiber optic Käbej 702 VerbihbüOgskibel 103 Ärtlangsbereich: 7Ö3 other Verbindungshehei 104 iodbereicb 105 Änschiussbereicb 711 first Tübbingkörper IQi first Öberfiächenbereich 712 first fiber optic cable 107 second surface area 715 first connection area lOi first edge area 100 second edge area 721 second Tubing body 110 Connector panel 722 Second fiber optic cable 111 Temperature sensor 725 Second connection area 112 Circumferential direction: 113 Axial direction 801 Local expansion area 114 Radial direction 115 Coupling device 1001 Reference area 1002 Empty tube 201 Neutraiacbase 1100 Core area 401 Measuring section 1101 Protective jacket 402 Strain change 1102 Coating 1103 Shell 600 Tubing arrangement 1104 Core 610 First tubbing element 1201 measuring segment 620 second segmental element 1601 crossing point 1701 expansion rope 5
Claims (8)
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|---|---|---|---|
| ATA50727/2014A AT516158B1 (en) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | Tubbing element with strain measurement |
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| ATA50727/2014A AT516158B1 (en) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | Tubbing element with strain measurement |
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| AT516158B1 AT516158B1 (en) | 2016-03-15 |
| AT516158A4 true AT516158A4 (en) | 2016-03-15 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002062119A (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sho Bond Constr Co Ltd | Sheet-shaped distortion sensor and method for verifying progress of damage in concrete structure |
| JP2003247814A (en) * | 2002-02-22 | 2003-09-05 | Tohoku Regional Bureau Ministry Of Land Infrastructure & Transport | Method of measuring deformation of tunnel |
| KR100755469B1 (en) * | 2006-05-01 | 2007-09-04 | (주)지엠지 | Method and apparatus for measuring tunel transformation |
| JP2008175562A (en) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Central Nippon Expressway Co Ltd | Strain measuring system |
| CN103604384A (en) * | 2013-11-14 | 2014-02-26 | 南京大学 | Distributed fiber monitoring method and system for strains and stresses of ship lock structure |
-
2014
- 2014-10-10 AT ATA50727/2014A patent/AT516158B1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002062119A (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sho Bond Constr Co Ltd | Sheet-shaped distortion sensor and method for verifying progress of damage in concrete structure |
| JP2003247814A (en) * | 2002-02-22 | 2003-09-05 | Tohoku Regional Bureau Ministry Of Land Infrastructure & Transport | Method of measuring deformation of tunnel |
| KR100755469B1 (en) * | 2006-05-01 | 2007-09-04 | (주)지엠지 | Method and apparatus for measuring tunel transformation |
| JP2008175562A (en) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Central Nippon Expressway Co Ltd | Strain measuring system |
| CN103604384A (en) * | 2013-11-14 | 2014-02-26 | 南京大学 | Distributed fiber monitoring method and system for strains and stresses of ship lock structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT516158B1 (en) | 2016-03-15 |
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