CN211116014U - 衬砌管片纵缝连接件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种衬砌管片纵缝连接件，包括分别用于嵌入到相邻管片的纵缝拼接面的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部设置有T型凹槽，所述第二连接部设置有T型接头，所述T型接头插入所述T型凹槽使得所述第一连接部与第二连接部相固定，所述T型接头包括宽部和连接到所述宽部的窄部，所述T型接头的窄部上设置有应力传感器，所述应力传感器的接线穿过管片上预留的通孔，露出到管片的内弧面以外。通过在第二连接部上设置应力传感器，并且应力传感器的接线从管片上预留的通孔引出至管片内弧面外，使得管片经浇筑后的衬砌管片纵缝连接件的应力也可以被监测。

Description

衬砌管片纵缝连接件

技术领域

本实用新型涉及一种衬砌管片纵缝连接件。

背景技术

目前，管片接头是盾构隧道装配式衬砌管片的重要组成部分，接头的性能、经济性直接决定整个衬砌结构的性能发挥和建设成本。目前国内盾构隧道衬砌基本全都使用螺栓作为连接件，包括短直螺栓、长直螺栓、弯螺栓、斜螺栓等。为了确保盾构隧道衬砌的安全性，有必要对管片的纵缝、连接件等进行应力监测。

有的现有技术通过盾构隧道模型试验模拟隧道管片之间的连接情况，例如文献1(公开号CN106017961A)就公开了一种模拟盾构隧道管片接头的试验模型：由一个起始模型节、多个中间模型节和一个末尾模型节拼接而成。所有模型节均包括内衬环、多块管片和应变传感器，的管片均匀粘贴在的内衬环的外圆面的一周，应变传感器位于内衬环与管片之间，两两管片之间纵向空隙形成纵缝，所有的管片构成片状面层，两两内衬环之间和两两管片之间环向空隙形成环缝。

文献1的方案设计的初衷是为了解决因“螺栓进行拼装，在管片环上布置应变传感器存在困难，而且缺乏对应变传感器的保护”的问题。但由于实验模型中不考虑螺栓对管片的作用，虽然能够对衬砌完成的时间点的受力情况进行预估判断，但难以对衬砌完成一段时间后的受力状态进行准确推定。

也有的现有技术对衬砌管片接缝错抬进行动态测量，例如文献2(公开号CN103673858A)一种用于盾构隧道衬砌管片接缝错抬的动态测量装置，包括用于连接电缆的电气接头端、用于数据处理的电子仓模块、两根内含波导丝的波导管、分别安装在两根波导管上并沿波导管滑移的两组滑块模块以及与两组滑块模块分别连接的两组测杆模块。使用时将固定在连接端头的测杆分别顶住衬砌管片接缝两侧，并依靠测杆端部滑轮沿着接缝滑行，利用磁致伸缩原理，中央处理单元动态的计算并存储两个位置磁铁分别与电子仓模块之间的距离，进而换算并输出两个位置磁铁每次位置变化的差值，即为接缝两侧衬砌管片径向上的高差。

也就是说，文献1的方案通过以磁感应的方式对盾构隧道纵缝及其管片发生的实质性位移来进行检测，以期盾构隧道衬砌的安全性进行评估。这种监测方式能够对已发生的管片位移造成的显性状态进行高精度的评估，但是，盾构隧道衬砌时，有时因为某些结构性因素的影响下(例如外围土质，管片、混凝土浇筑的均一性等)一些管片暂时未发生位移，却导致了管片环缝或者纵缝上的连接件承受了过大应力，随着时间的推移，一旦连接件老化、氧化不再能承受该应力，就会导致管片脱落等危险。通常，由于连接件已埋入管片中，管片组装后再要进行应力的监测已很难实现。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有的盾构隧道衬砌中，难以对管片的连接件进行直接应力测量的缺陷，提供一种可以方便的监测应力的衬砌管片纵缝连接件。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种衬砌管片纵缝连接件，包括分别用于嵌入到相邻管片的纵缝拼接面的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部设置有T型凹槽，所述第二连接部设置有T型接头，所述T型接头插入所述T型凹槽使得所述第一连接部与第二连接部相固定，其特点在于，所述T型接头包括宽部和连接到所述宽部的窄部，所述T型接头的窄部上设置有应力传感器，所述应力传感器的接线穿过管片上预留的通孔，露出到管片的内弧面以外。

较佳的，所述应力传感器包括有若干个串联和/或并联的应变片，若干个所述应变片在所述窄部的延伸方向上排列。

较佳的，所述窄部上设置有沿着所述窄部的延伸方向形成的切槽，若干个所述应变片在所述切槽的两侧沿着所述窄部的延伸方向排列，所述应变片均连接到所述接线，

所述接线设置到所述切槽内，并且从所述切槽远离所述宽部的一端引出。

较佳的，所述切槽内灌注有粘性材料。

较佳的，所述第二连接部还包括有端部，所述端部一体成型的连接到所述T型接头的所述窄部的末端，与所述T型接头一同形成工字型形状。

较佳的，所述切槽延伸至所述端部上。

较佳的，所述应力传感器外包裹有环氧树脂。

较佳的，所述管片上预留的所述通孔内设置有塑料管。

本实用新型的积极进步效果在于：通过在第二连接部上设置应力传感器，并且应力传感器的接线从管片上预留的通孔引出至管片内弧面外，使得管片经浇筑后的衬砌管片纵缝连接件的应力也可以被监测。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的衬砌管片纵缝连接件的结构示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的第二连接部的结构示意图。

图3为本实用新型较佳实施例的应变片排列时的结构示意图。

图4为本实用新型较佳实施例的第二连接部安装至管片时的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

图1为本实施例的衬砌管片纵缝连接件的结构示意图，图2为本实施例的第二连接部的结构示意图，图3为本实施例的应变片排列时的结构示意图，图4为本实施例的第二连接部安装至管片时的结构示意图。如图1～4所示，本实施例涉及的衬砌管片纵缝连接件100包括分别用于嵌入到相邻管片的纵缝拼接面的第一连接部10和第二连接部20，第一连接部10设置有T型凹槽，第二连接部20设置有T型接头，T型接头插入T型凹槽使得第一连接部10与第二连接部20相固定(如图1所示)。

T型接头包括宽部21和连接到宽部21的窄部22，T型接头的窄部22上设置有应力传感器30，应力传感器30的接线32穿过管片上预留的通孔，露出到管片的内弧面以外。此处，T型接头指的是截面成T型或者蘑菇头形状的接头，其宽部适合卡接到第一连接部10上与宽部21形状匹配的T型凹槽。

具体的，如图1、4所示，第二连接部20嵌入管片50内，应力传感器30的接线32穿过管片50上预留的通孔60，露出到管片50的内弧面51以外。管片50上预留的通孔60内设置有塑料管。一般来说第一连接部10和第二连接部20在卡合后，用来承受管片衬砌时的荷载。在管片50浇筑时，预留一根空心的塑料管，塑料管一端延伸至衬砌管片纵缝连接件100所在的位置，另一端延伸到管片50的内弧面51一侧。之后，将应力传感器30的接线32穿过该塑料管。

这样一来，管片50浇筑成型后，就会在塑料管的位置形成通孔60。这样一来，即使在施工完成之后也可以将应力传感器30连接到监测设备对衬砌管片纵缝连接件100的应力进行测量。图4中仅示出第二连接部20嵌入管片50的情况，实际情况中，第一连接部21也会相应的嵌入到另一管片，但出于说明的目的，图中并未显示该另一管片。

此外，应力传感器30包括有若干个串联和/或并联的应变片31，若干个应变片31在窄部22的延伸方向上排列。窄部22上设置有沿着窄部22的延伸方向形成的切槽24，若干个应变片31在切槽24的两侧沿着窄部22的延伸方向排列，应变片31均连接到接线32，接线32设置到切槽24内，并且从切槽24远离宽部21的一端引出。

具体的，在本实施例中，窄部22的正反两个端面均设置有切槽24(另一个切槽在图3中因遮挡未示出)。应力传感器30包括两组分别安装在上述两个端面的应变片31。应变片均为3×2mm的箔片形状。

如图3所示，一组应变片31被设置到切槽24的两侧。同侧的应变片31串联而异侧的应变片31并联。多个应变片的串并联关系可以由具体测量时的需求进行设置。

由于应变片31是沿着窄部22的延伸方向排列，多个应变片同时进行测量可以对窄部22的形变进行更为精确的采样。当第二连接部20受力时，其窄部形变的幅度根据应力的大小和形变位置到边缘的距离不同，切槽24的设置可以使得其两侧的形变幅度趋近，使得测量得到的数据精度提升。同时，由于窄部22连接到管片后，管片的内弧面半径方向上的应力对安全性上考虑来说更为重要，切槽24的设置也可以弱化其他方向应力对测量的影响。

另一方面，应变片31可以方便的与埋设于切槽24的接线32连接，接线32不易在安装时受损。

此外，第二连接部20还包括有端部23，端部23一体成型的连接到T型接头的窄部22的末端，与T型接头一同形成工字型形状，切槽24延伸至端部23上。切槽24内灌注有粘性材料。应力传感器30外包裹有环氧树脂。

具体的，应变片31在贴合至窄部22之前，可以先对窄部22的端面进行处理，使其打磨形成光滑的平面或者凹槽。应变片31可以通过粘接材料粘接至窄部22，然后再以塑封或者其他紧固方式将其包裹环氧树脂。这样在管片浇筑时就不会对应力传感器30造成损坏并且也提高了应力传感器30的耐久性。

T型接头的末端设置端部23后，形成了工字型的形状。这样一来，端部23与窄部22之间就形成了一个弯折的阶梯形状(也可以称为“L”形)。当窄部22受力后，其形变更容易集中到该弯折的位置，使得应力测量更加方便。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种衬砌管片纵缝连接件，包括分别用于嵌入到相邻管片的纵缝拼接面的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部设置有T型凹槽，所述第二连接部设置有T型接头，所述T型接头插入所述T型凹槽使得所述第一连接部与第二连接部相固定，其特征在于，

所述T型接头包括宽部和连接到所述宽部的窄部，

所述T型接头的窄部上设置有应力传感器，所述应力传感器的接线穿过管片上预留的通孔，露出到管片的内弧面以外。

2.如权利要求1所述的衬砌管片纵缝连接件，其特征在于，

所述应力传感器包括有若干个串联和/或并联的应变片，若干个所述应变片在所述窄部的延伸方向上排列。

3.如权利要求2所述的衬砌管片纵缝连接件，其特征在于，

所述窄部上设置有沿着所述窄部的延伸方向形成的切槽，若干个所述应变片在所述切槽的两侧沿着所述窄部的延伸方向排列，所述应变片均连接到所述接线，

所述接线设置到所述切槽内，并且从所述切槽远离所述宽部的一端引出。

4.如权利要求3所述的衬砌管片纵缝连接件，其特征在于，

所述切槽内灌注有粘性材料。

5.如权利要求4所述的衬砌管片纵缝连接件，其特征在于，

所述第二连接部还包括有端部，所述端部一体成型的连接到所述T型接头的所述窄部的末端，与所述T型接头一同形成工字型形状。

6.如权利要求5所述的衬砌管片纵缝连接件，其特征在于，

所述切槽延伸至所述端部上。

7.如权利要求6所述的衬砌管片纵缝连接件，其特征在于，

所述应力传感器外包裹有环氧树脂。

8.如权利要求7所述的衬砌管片纵缝连接件，其特征在于，

所述管片上预留的所述通孔内设置有塑料管。

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