CN211116016U - 测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置，其应用在盾构隧道的管片内，所述纵向压力装置包括压力传感器和辅助垫，所述压力传感器和所述辅助垫均位于所述管片内，且所述压力传感器的一侧抵靠于所述辅助垫，所述压力传感器的另一侧面与所述管片的环面位于同一平面上。通过辅助垫与压力传感器的组合来调整整体的刚度，使得管片的环面上压力分布均匀，压力传感器对管片环间纵向力的测量更加准确可信，大大提高了测量盾隧道构管片环间纵向力的准确性。

Description

测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置。

背景技术

目前，测量盾构管片环间纵向力的方法如专利CN207728372U所示，一种盾构隧道管片环间压力测量装置中所提出的将压力传感器设置管片内，且受压面与环缝面平齐，将传感器导线引入集线盒，在管片浇筑养护后，打开集线盒，将导线接入采集仪器即可自动采集传感器测得的数据。

但是这种方法没有考虑压力传感器的刚度与混凝土刚度不同，在管片中设置有压力传感器的纵向部位与其他纵向部位将会产生的形变也会不同，从而将会导致环面上压力分布不均，传感器测得的压力与周围混凝土受到的压力不同，造成所测量盾构管片环间纵向力的准确性下降。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有存在的上述不足，本实用新型提供一种测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置，其应用在盾构隧道的管片内，所述纵向压力装置包括压力传感器和辅助垫，所述压力传感器和所述辅助垫均位于所述管片内，且所述压力传感器的一侧抵靠于所述辅助垫，所述压力传感器的另一侧面与所述管片的环面位于同一平面上。

进一步地，所述纵向压力装置还包括若干个连接组件，若干个所述连接组件的两端分别连接于所述压力传感器和所述辅助垫，且若干个所述连接组件间隔设置并环绕于所述压力传感器。

进一步地，所述连接组件包括有第一角铁、第二角铁和连接螺栓，所述第一角铁连接于所述压力传感器，所述第二角铁连接于所述辅助垫，所述连接螺栓连接于所述第一角铁和所述第二角铁。

进一步地，所述压力传感器和所述辅助垫的纵向变形量与所述管片中相同厚度的周围混凝土的纵向变形量相同。

进一步地，所述压力传感器和所述辅助垫的形状呈圆柱体，且所述压力传感器的直径和所述辅助垫的直径相同。

本实用新型的有益效果在于：通过辅助垫与压力传感器的组合来调整整体的刚度，使得管片的环面上压力分布均匀，压力传感器对管片环间纵向力的测量更加准确可信，大大提高了测量盾隧道构管片环间纵向力的准确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置的使用状态示意图。

图2为图1沿A-A方向的剖视结构示意图。

图3为图1沿B-B方向的剖视结构示意图。

图4为本实用新型实施例的测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置的结构示意图。

图5为本实用新型实施例的测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置的另一结构示意图。

附图标记说明：

压力传感器 1

辅助垫 2

连接组件 3

第一角铁 31

第二角铁 32

连接螺栓 33

管片 10

环面 101

盾构推进方向 S

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例公开了一种测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置，该测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置其应用在盾构隧道的管片10内，该测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置包括压力传感器1和辅助垫2，压力传感器1和辅助垫2均位于管片10内，且压力传感器1的一侧抵靠于辅助垫2，压力传感器1的另一侧面与管片10的环面101位于同一平面上。

通过辅助垫2与压力传感器1的组合来调整整体的刚度，管片10的环面101上压力分布均匀，这种情况下混凝土和纵向压力装置的受力相同并产生相同的形变，从而实现压力传感器1对管片10环间纵向力的测量更加准确可信，大大提高了测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置的准确性。

纵向压力装置还包括若干个连接组件3，若干个连接组件3的两端分别连接于压力传感器1和辅助垫2，且若干个连接组件3间隔设置并环绕于压力传感器1。压力传感器1与辅助垫2之间相互抵靠并通过若干个连接组件3相互连接，使得压力传感器1与辅助垫2之间连接更加牢固。在本实施例中，连接组件3的数量为四个，四个连接组件3分别位于压力传感器1的四个方位上。

连接组件3包括有第一角铁31、第二角铁32和连接螺栓33，第一角铁31连接于压力传感器1，第二角铁32连接于辅助垫2，连接螺栓33连接于第一角铁31和第二角铁32。通过连接螺栓33将第一角铁31和第二角铁32相连接，从而实现了压力传感器1与辅助垫2的连接，连接拆卸都非常方便，且结构简单，加工制作非常方便。

压力传感器1和辅助垫2的形状呈圆柱体，且压力传感器1的直径和辅助垫2的直径相同。压力传感器1与辅助垫2之间的端面将会平面抵靠，抵靠接触面大，结构更加稳定。在压力传感器1与辅助垫2的直径面相抵靠之后通过连接螺栓33进行固定。

压力传感器1和辅助垫2的纵向变形量与管片10中相同厚度的周围混凝土的纵向变形量相同。管片10两侧的环面101将会受到两侧相邻管片10的纵向压力，使得管片10会产生纵向变形量，辅助垫2和压力传感器1均沿管片10的纵向方向依次设置在管片10内，通过压力传感器1和辅助垫2的纵向变形量与管片10中相同厚度的周围混凝土的纵向变形量相同，从而实现管片10两侧的环面101在受到压力时，管片10上混凝土和纵向压力装置的受力相同并产生相同的形变，从而实现压力传感器1对管片10环间纵向力的测量更加准确可信，大大提高了测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置的准确性。

为了实现压力传感器1和辅助垫2的纵向变形量与管片10中相同厚度的周围混凝土的纵向变形量相同，需要对辅助垫2的材料强度和厚度进行计算。首先，需要测量压力传感器1的厚度d₁，通过试验在压力传感器1的受压面施加均布力，得到压力传感器1的应力应变曲线和弹性模量E_s。

在确定辅助垫2为某一均质材料制作而成，通过试验在辅助垫2的受压面施加均布力，得到辅助垫2所用材料的弹性模量E_x，通过如下公式就能够计算出辅助垫2所需要的厚度，辅助垫2的厚度和辅助垫2所用材料的弹性模量需满足下式：

其中，d₁为压力传感器1厚度；E_c为管片10中所用混凝土的弹性模量；E_s为试验所得压力传感器1的弹性模量；E_x为辅助垫2所用材料的弹性模量。

上述公式的分析方法：假设管片10两侧环面101受均布力，并且管片10两侧环面101变形相同，这种情况下管片10的混凝土和纵向压力装置的压力传感器1受力相同，欲造成这种条件，需使压力传感器1和辅助垫2总的纵向变形与周围混凝土的纵向变形一致，设环面101混凝土面积为A，压力传感器1面积为A₁，均布荷载为σ，根据材料力学，有：

进而得：

当然，辅助垫2的厚度和材料强度是根据上述公式得到确定的。根据上述公式，辅助垫2可先选择材料(即先确定辅助垫2的弹性模量E_x)，再定厚度d_x；也可先定厚度d_x，再选材料(即后确定辅助垫2的弹性模量E_x)。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置，其应用在盾构隧道的管片内，其特征在于，所述纵向压力装置包括压力传感器和辅助垫，所述压力传感器和所述辅助垫均位于所述管片内，且所述压力传感器的一侧抵靠于所述辅助垫，所述压力传感器的另一侧面与所述管片的环面位于同一平面上。

2.如权利要求1所述的测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置，其特征在于，所述纵向压力装置还包括若干个连接组件，若干个所述连接组件的两端分别连接于所述压力传感器和所述辅助垫，且若干个所述连接组件间隔设置并环绕于所述压力传感器。

3.如权利要求2所述的测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置，其特征在于，所述连接组件包括有第一角铁、第二角铁和连接螺栓，所述第一角铁连接于所述压力传感器，所述第二角铁连接于所述辅助垫，所述连接螺栓连接于所述第一角铁和所述第二角铁。

4.如权利要求1所述的测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置，其特征在于，所述压力传感器和所述辅助垫的纵向变形量与所述管片中相同厚度的周围混凝土的纵向变形量相同。

5.如权利要求1所述的测量盾构隧道管片环间纵向压力的纵向压力装置，其特征在于，所述压力传感器和所述辅助垫的形状呈圆柱体，且所述压力传感器的直径和所述辅助垫的直径相同。

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