CN204666204U - 一种盾构管片应力应变监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构管片应力应变监测装置，包括多组应力应变监测单元和多个分别与多组应力应变监测单元相接的TST3822静态应变测试系统；每组应力应变监测单元均包括两个分别布设在两个管片环上的应力应变监测单元，管片环由六个盾构管片拼成，六个盾构管片分别为一个封顶块、两个邻接块和三个标准块；每个应力应变监测单元均包括五个应力应变检测元件，五个应力应变检测元件分别布设在两个邻接块和三个标准块上；两组应力应变监测单元中的十个应力应变检测元件均与同一个TST3822静态应变测试系统相接。本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便完成盾构管片的应力应变监测过程，且监测结果准确。

Description

一种盾构管片应力应变监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种监测装置，尤其是涉及一种盾构管片应力应变监测装置。

背景技术

盾构机掘进主要包含刀盘旋转掘削土体、渣土排出、管片拼装、脱环及盾尾注浆等施工过程。盾构管片(也称盾构隧道衬砌管片)是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到盾构隧道的整体质量和安全，影响盾构隧道的防水性能及耐久性能。盾构隧道内的衬砌环为由多个盾构管片拼装而成的管片环。众所周知，盾构管片是构成管片环的所有分块的统称，包括标准块、邻接块和封顶块三类，其中封顶块的数量为一块，邻接块分布在封顶块的两侧且其数量为两块。因而，管片环分块数量的不同，实际上是指标准块的数量不同。

实际进行盾构施工时，主要是管片拼装、脱环、盾尾注浆等施工过程中，需对已安装的盾构管片进行应力应变监测。目前，对盾构管片进行应力应变监测时，没有一套统一、规范且具体的监测方法可遵循，实际监测时不可避免地存在监测点布设比较随意、监测过程不规范、监测效果较差等诸多问题，并且主要采用全站仪进行监测，需布设监测点数量大，劳动强度高，费时费力。因而，需设计一种结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的盾构管片应力应变监测装置，能简便完成盾构管片的应力应变监测过程，且监测结果准确。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种盾构管片应力应变监测装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便完成盾构管片的应力应变监测过程，且监测结果准确。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：包括多组应力应变监测单元和多个分别与多组所述应力应变监测单元相接的应变测试装置，所述应力应变监测单元的组数与所述应变测试装置的数量相同，多组所述应力应变监测单元沿需监测盾构隧道的纵向延伸方向由前至后进行布设；多个所述应变测试装置均为TST3822静态应变测试系统；每组所述应力应变监测单元均包括两个分别布设在需监测盾构隧道内两个管片环上的应力应变监测单元，所述管片环由六个盾构管片沿圆周方向拼接而成，六个所述盾构管片分别为一个封顶块、两个分别布设在封顶块左右两侧的邻接块和三个位于两个所述邻接块之间的标准块；

每个所述应力应变监测单元均包括五个分别布设在五个所述盾构管片上的应力应变检测元件，五个所述应力应变检测元件均布设在同一个所述管片环上，且五个所述应力应变检测元件包括两个分别布设在两个所述邻接块的内侧壁上的应力应变检测元件和三个分别布设在三个所述标准块的内侧壁上的应力应变检测元件；每组所述应力应变监测单元中均包括十个所述应力应变检测元件，十个所述应力应变检测元件均与同一个TST3822静态应变测试系统相接；所述应力应变检测元件为应变片或直角应变花；当所述应力应变检测元件为应变片时，每个所述应力应变检测元件均包括一个对所处盾构管片的纵向应力与纵向应变进行检测的第一应变片和一个对所处盾构管片的环向应力与环向应变进行检测的第二应变片；当所述应力应变检测元件为直角应变花时，所述直角应变花的两个敏感栅分别布设在所处盾构管片的纵向方向和环向方向上。

上述一种盾构管片应力应变监测装置，其特征是：所述应力应变检测元件布设在所述盾构管片的内侧壁中部。

上述一种盾构管片应力应变监测装置，其特征是：所述应力应变监测单元中的五个所述应力应变检测元件均布设在需监测盾构隧道的同一个隧道横断面上。

上述一种盾构管片应力应变监测装置，其特征是：还包括上位监控主机，多个所述TST3822静态应变测试系统均与上位监控主机相接。

上述一种盾构管片应力应变监测装置，其特征是：多个所述TST3822静态应变测试系统与上位监控主机之间均通过USB接口进行连接。

上述一种盾构管片应力应变监测装置，其特征是：所述第一应变片和第二应变片均为电阻应变片。

上述一种盾构管片应力应变监测装置，其特征是：所述应力应变检测元件贴装在所述盾构管片的内侧壁上。

上述一种盾构管片应力应变监测装置，其特征是：每个所述应力应变检测元件中的第一应变片和第二应变片与TST3822静态应变测试系统之间分别通过第一电缆和第二电缆进行连接，所述盾构管片上贴装有两个PCB板，所述第一应变片与第一电缆之间的接线点以及所述第二应变片与第二电缆之间的接线点分别布设在两个所述PCB板上；所述第一电缆和所述第二电缆均通过胶带贴装在所述盾构管片的内侧壁上。

上述一种盾构管片应力应变监测装置，其特征是：所述直角应变花的两个敏感栅与TST3822静态应变测试系统之间分别通过第三电缆和第四电缆进行连接，所述盾构管片上贴装有两个PCB板，两个所述敏感栅与第三电缆和第四电缆之间的接线点分别布设在两个所述PCB板上；所述第三电缆和所述第四电缆均通过胶带贴装在所述盾构管片的内侧壁上。

上述一种盾构管片应力应变监测装置，其特征是：所述应力应变监测单元的组数不大于32组。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且接线方便。

2、使用操作简便且劳动强度低、省工省时，采用TST3822静态应变测试系统能对两组应力应变监测单元中的十个应力应变检测元件所检测数据进行测量，TST3822静态应变测试系统2能同时测量应变、位移、压力等物理量，使用操作简便，测试结果准确且显示直观。并且，通过上位监控主机最多能同步测试320个测点的应力应变数据，实现方便且使用效果好，并能对测试结果同步进行保存，以便后期查询。

3、应力应变监测单元中包括五个应力应变检测元件，并且五个应力应变检测元件布设位置合理，分别布设在同一个管片环的两个邻接块和三个标准块上，因而能对管片环上各盾构管片的应力应变进行监测，为盾构施工提供可靠的参考依据。

4、使用效果好且实用价值高，各管片环上监测点布设数量多，并且能同步对多个测点进行应力应变监测，监测结果准确且实现方便。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能简便完成盾构管片的应力应变监测过程，且监测结果准确。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型应力应变监测单元中五个应力应变检测元件的布设位置示意图。

附图标记说明:

1—应力应变监测单元；    1-1—应力应变检测元件；

2—TST3822静态应变测试系统；                3-1—封顶块；

3-2—邻接块；            3-3—标准块；      4—上位监控主机。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型包括多组应力应变监测单元1和多个分别与多组所述应力应变监测单元1相接的应变测试装置，所述应力应变监测单元1的组数与所述应变测试装置的数量相同，多组所述应力应变监测单元1沿需监测盾构隧道的纵向延伸方向由前至后进行布设；多个所述应变测试装置均为TST3822静态应变测试系统2。每组所述应力应变监测单元1均包括两个分别布设在需监测盾构隧道内两个管片环上的应力应变监测单元1，所述管片环由六个盾构管片沿圆周方向拼接而成，六个所述盾构管片分别为一个封顶块3-1、两个分别布设在封顶块3-1左右两侧的邻接块3-2和三个位于两个所述邻接块3-2之间的标准块3-3。

每个所述应力应变监测单元1均包括五个分别布设在五个所述盾构管片上的应力应变检测元件1-1，五个所述应力应变检测元件1-1均布设在同一个所述管片环上，且五个所述应力应变检测元件1-1包括两个分别布设在两个所述邻接块3-2的内侧壁上的应力应变检测元件1-1和三个分别布设在三个所述标准块3-3的内侧壁上的应力应变检测元件1-1。每组所述应力应变监测单元1中均包括十个所述应力应变检测元件1-1，十个所述应力应变检测元件1-1均与同一个TST3822静态应变测试系统2相接。所述应力应变检测元件1-1为应变片或直角应变花；当所述应力应变检测元件1-1为应变片时，每个所述应力应变检测元件1-1均包括一个对所处盾构管片的纵向应力与纵向应变进行检测的第一应变片和一个对所处盾构管片的环向应力与环向应变进行检测的第二应变片；当所述应力应变检测元件1-1为直角应变花时，所述直角应变花的两个敏感栅分别布设在所处盾构管片的纵向方向和环向方向上。

本实施例中，所述应力应变检测元件1-1布设在所述盾构管片的内侧壁中部。

并且，所述应力应变监测单元1中的五个所述应力应变检测元件1-1均布设在需监测盾构隧道的同一个隧道横断面上。

同时，本实用新型还包括上位监控主机4，多个所述TST3822静态应变测试系统2均与上位监控主机4相接。

本实施例中，多个所述TST3822静态应变测试系统2与上位监控主机4之间均通过USB接口进行连接。

本实施例中，所述应力应变检测元件1-1贴装在所述盾构管片的内侧壁上。

本实施例中，所述应力应变检测元件1-1为应变片。并且，所述第一应变片和第二应变片均为电阻应变片。每个所述应力应变检测元件1-1中的第一应变片和第二应变片与TST3822静态应变测试系统2之间分别通过第一电缆和第二电缆进行连接，所述盾构管片上贴装有两个PCB板，所述第一应变片与第一电缆之间的接线点以及所述第二应变片与第二电缆之间的接线点分别布设在两个所述PCB板上；所述第一电缆和所述第二电缆均通过胶带贴装在所述盾构管片的内侧壁上。

实际使用时，所述应力应变检测元件1-1也可以为直角应变花。并且，当所述应力应变检测元件1-1为直角应变花时，所述直角应变花的两个敏感栅与TST3822静态应变测试系统2之间分别通过第三电缆和第四电缆进行连接，所述盾构管片上贴装有两个PCB板，两个所述敏感栅与第三电缆和第四电缆之间的接线点分别布设在两个所述PCB板上；所述第三电缆和所述第四电缆均通过胶带贴装在所述盾构管片的内侧壁上。

本实施例中，所述应力应变监测单元1的组数不大于32组。

实际使用过程中，通过一个TST3822静态应变测试系统2能对两组所述应力应变监测单元1中的十个所述应力应变检测元件1-1所检测数据进行测量，也就是说，一个TST3822静态应变测试系统2能同步测试十个测点的应力应变数据。所述TST3822静态应变测试系统2能同时测量应变、位移、压力等物理量，使用操作简便，测试结果准确且显示直观。并且，通过上位监控主机4最多能同步测试320个测点的应力应变数据，实现方便且使用效果好，并能对测试结果同步进行保存，以便后期查询。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：包括多组应力应变监测单元(1)和多个分别与多组所述应力应变监测单元(1)相接的应变测试装置，所述应力应变监测单元(1)的组数与所述应变测试装置的数量相同，多组所述应力应变监测单元(1)沿需监测盾构隧道的纵向延伸方向由前至后进行布设；多个所述应变测试装置均为TST3822静态应变测试系统(2)；每组所述应力应变监测单元(1)均包括两个分别布设在需监测盾构隧道内两个管片环上的应力应变监测单元(1)，所述管片环由六个盾构管片沿圆周方向拼接而成，六个所述盾构管片分别为一个封顶块(3-1)、两个分别布设在封顶块(3-1)左右两侧的邻接块(3-2)和三个位于两个所述邻接块(3-2)之间的标准块(3-3)；

每个所述应力应变监测单元(1)均包括五个分别布设在五个所述盾构管片上的应力应变检测元件(1-1)，五个所述应力应变检测元件(1-1)均布设在同一个所述管片环上，且五个所述应力应变检测元件(1-1)包括两个分别布设在两个所述邻接块(3-2)的内侧壁上的应力应变检测元件(1-1)和三个分别布设在三个所述标准块(3-3)的内侧壁上的应力应变检测元件(1-1)；每组所述应力应变监测单元(1)中均包括十个所述应力应变检测元件(1-1)，十个所述应力应变检测元件(1-1)均与同一个TST3822静态应变测试系统(2)相接；所述应力应变检测元件(1-1)为应变片或直角应变花；当所述应力应变检测元件(1-1)为应变片时，每个所述应力应变检测元件(1-1)均包括一个对所处盾构管片的纵向应力与纵向应变进行检测的第一应变片和一个对所处盾构管片的环向应力与环向应变进行检测的第二应变片；当所述应力应变检测元件(1-1)为直角应变花时，所述直角应变花的两个敏感栅分别布设在所处盾构管片的纵向方向和环向方向上。

2.按照权利要求1所述的一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：所述应力应变检测元件(1-1)布设在所述盾构管片的内侧壁中部。

3.按照权利要求1或2所述的一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：所述应力应变监测单元(1)中的五个所述应力应变检测元件(1-1)均布设在需监测盾构隧道的同一个隧道横断面上。

4.按照权利要求1或2所述的一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：还包括上位监控主机(4)，多个所述TST3822静态应变测试系统(2)均与上位监控主机(4)相接。

5.按照权利要求4所述的一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：多个所述TST3822静态应变测试系统(2)与上位监控主机(4)之间均通过USB接口进行连接。

6.按照权利要求1或2所述的一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：所述第一应变片和第二应变片均为电阻应变片。

7.按照权利要求1或2所述的一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：所述应力应变检测元件(1-1)贴装在所述盾构管片的内侧壁上。

8.按照权利要求7所述的一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：每个所述应力应变检测元件(1-1)中的第一应变片和第二应变片与TST3822静态应变测试系统(2)之间分别通过第一电缆和第二电缆进行连接，所述盾构管片上贴装有两个PCB板，所述第一应变片与第一电缆之间的接线点以及所述第二应变片与第二电缆之间的接线点分别布设在两个所述PCB板上；所述第一电缆和所述第二电缆均通过胶带贴装在所述盾构管片的内侧壁上。

9.按照权利要求7所述的一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：所述直角应变花的两个敏感栅与TST3822静态应变测试系统(2)之间分别通过第三电缆和第四电缆进行连接，所述盾构管片上贴装有两个PCB板，两个所述敏感栅与第三电缆和第四电缆之间的接线点分别布设在两个所述PCB板上；所述第三电缆和所述第四电缆均通过胶带贴装在所述盾构管片的内侧壁上。

10.按照权利要求1或2所述的一种盾构管片应力应变监测装置，其特征在于：所述应力应变监测单元(1)的组数不大于32组。