CN217179587U - 一种钢拱架应变计及应变片埋设保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢拱架应变计及应变片埋设保护装置，包括钢拱架、应变仪保护壳、应变计或应变片；应变计或应变片安装于钢拱架的翼板上，应变仪保护壳布设于应变计及应变片外侧；应变仪保护壳包括焊接板、顶板、左侧板、右侧板、后板；焊接板设置有焊接在钢拱架翼板及腹板上的焊接端，焊接板、顶板、左侧板、右侧板、后板中相邻两块连接板之间通过螺杆连接。本实用新型，避免了由于保护壳焊接提高钢拱架局部刚度而造成的测量失准的情况；采用工厂预制与现场组装相结合的方法，有效减少了焊接过程高温对应变计及应变片产生的影响；采用固线器与保护壳组合，有效保障了在应变仪器安装、线路埋设及混凝土喷射过程中仪器线路及数据测量的稳定性。

Description

一种钢拱架应变计及应变片埋设保护装置

技术领域

本实用新型涉及隧道工程钢拱架应变监测技术领域，具体设计一种钢拱架应变计及应变片埋设保护装置。

背景技术

进入21世纪以来，随着南水北调、西气东输等一系列特大型工程的推进，我国隧道工程逐渐朝着长距离、大埋深、高地应力方向发展。而大埋深高地应力隧道掘进过程中，开挖卸载及岩爆常引发围岩剥落、板裂、碎裂，进而引发隧道坍塌、TBM卡机等事故，严重威胁施工作人员及机械设备安全。“钢拱架+钢筋网+锚杆+喷射混凝土”支护体系仍然是预防隧道坍塌的主要途径。作为支护体系的核心，钢拱架的应变及应力的监测与隧道安全息息相关。钢拱架应变计及应变片引线纤细脆弱，在仪器安装、线路埋设及混凝土喷射过程中常发生断裂、拉扯等情况，影响监测的准确度及成功率；同时应变计及应变片十分灵敏，外加保护装置易于引起钢拱架局部刚度的变化，影响监测结果的科学性。因此，鉴于现有钢拱架应变计及应变片埋设方法无法保障监测的成功率及监测结果的科学性，迫切需要开发一种切实可行的钢拱架应变计及应变片埋设保护装置。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有技术存在的问题而进行的，提供了一种实用性高、适用范围广、有效提高应变计及应变片埋设成功率、可以保障监测结果科学性的钢拱架应变计及应变片埋设保护装置。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种钢拱架应变计及应变片埋设保护装置，其特征在于，包括钢拱架、应变仪保护壳、应变计或应变片；所述应变计或应变片安装于所述钢拱架的翼板上，所述应变仪保护壳布设于所述应变计及应变片外侧；所述应变仪保护壳包括焊接板、顶板、左侧板、右侧板、后板；所述焊接板设置有焊接在钢拱架翼板及腹板上的焊接端，所述焊接板、顶板、左侧板、右侧板、后板中相邻两块连接板之间通过螺杆连接。

进一步的，所述焊接板高度大于左侧板、右侧板及后板，应变计或应变片引线通过高差引出处，所述焊接板、顶板、左侧板、右侧板、后板上均预留相匹配的螺纹孔。

进一步地，所述顶板设置有两组预留安装固线器的螺纹孔，所述固线器(9)对应变计或应变片引线进行固定。

进一步地，所述应变计或应变片监测位置为内装式或外装式，内装式设置于钢拱架两翼板间；外装式设置于钢拱架外侧翼板上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型通过采用“焊接+螺纹连接”连接方式，应变仪保护壳仅存在一个平行于钢拱架横截面的焊接平面，避免了应变仪保护壳焊接增加钢拱架局部刚度而造成的监测失准的情况，保障了监测的科学性；

2.顶板上设置有两组固线器，可以在安装过程中将应变计及应变片引线进行固定，避免在后续引线及混凝土喷射过程中出现由于拉扯引线而发生线路断裂或者仪器失准的情况，提高了应变计及应变片埋设的成功率；

3.通过预制螺纹，实现了装置全体可拆卸，在喷射混凝土之前可以随时对保护壳进行拆卸以对设备进行维修；

4.保护壳全体可以在工厂中进行预制，材料普通，制作方便，价格低廉，现场易于操作，适用性广。

附图说明

图1是本实用新型中保护装置内装式示意图；

图2是本实用新型中保护装置外装式示意图；

图3是本实用新型实施例一保护装置内装式结构示意图；

图4是本实用新型实施例一保护装置内装式焊接板结构示意图；

图5是本实用新型实施例一保护装置内装式顶板结构示意图；

图6是本实用新型实施例一保护装置内装式右侧板结构示意图；

图7是本实用新型实施例一固线器结构示意图；

图8是本实用新型实施例一保护装置外装式结构示意图；

图9是本实用新型实施例一保护装置外装式焊接板结构示意图；

图10是本实用新型实施例一保护装置外装式顶板结构示意图；

图11是本实用新型实施例一保护装置外装式左侧板结构示意图；

图12是本实用新型实施例二保护装置内装式结构示意图；

图13是本实用新型实施例二保护装置外装式结构示意图

图中，各部件标号如下：

1.钢拱架、2.应变仪保护壳、3.应变计或应变片、4.焊接板、5.顶板、6.左侧板、7.右侧板、8.后板、9.固线器、10.螺纹孔；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

如图1-2所示，一种钢拱架应变计及应变片埋设保护装置，包括钢拱架1、安装于钢拱架翼板上的应变计或应变片3、安装在应变计或应变片外端的应变仪保护壳2，所述钢拱架应变仪保护壳2按照监测需要可以选择内装式或外装式。其中图1为内装式，图2为外装式，内装式设置于钢拱架两翼板间；外装式设置于钢拱架外侧翼板上。

如图3所示为内装式保护装置，所述应变仪保护壳包含焊接板4、顶板5、右侧板7、后板8几个部分，其左侧板由钢拱架腹板代替。焊接板4通过焊接方式固定在钢拱架翼板及腹板上；如图4-7所示，焊接板4其顶部和右侧设有螺纹孔10，顶板5与焊接板4、后板8以及右侧板连接处设有弯折固定端，右侧板7与焊接板和后板8连接处设有弯折固定端，两组固线器9设置在顶板5上，固定端预留有螺纹孔10，相邻板块通过螺纹孔进行连接固定。最大限度地降低了应变仪保护壳4的安装对钢拱架1局部刚度的影响，提高应变监测的科学性。

图8所示为外装式保护装置，所述应变仪保护壳包含焊接板4、顶板5、左侧板6、右侧板7、后板8几个部分，焊接板4高度略大于左侧板6、右侧板7及后板8，焊接板4侧边及底边预留有焊接端，焊接板4通过焊接方式固定在钢拱架翼板上。如图9-11所示，焊接板4其顶部和左右侧均设有螺纹孔10，顶板5其与焊接板4、后板8、左侧板6以及右侧板7连接处设有弯折固定端，左侧板7与焊接板和后板8连接处设有弯折固定端，两组固线器9设置在顶板5上，固定端预留有螺纹孔10，相邻板块通过螺纹孔进行连接固定。

如图5、图7及图10所示，顶板5上预设有两组固线器9，在安装顶板5之前，可以将应变计与应变片引线进行集成并固定在顶板上，可以避免在后期仪器安装、线路埋设及喷射混凝土时由于线路拉扯而发生的引线断裂或仪器失准等情况。

如图3至图11所示，各板块预留孔均采用预制螺纹孔10的形式，方便后期在钢拱架狭小空间内实现装置的快速安装。

实施例二：

如图12-13所示，应变仪保护壳2板块间除如实施例一中采用板块弯折技术设置连接端外，也可以将预留有螺纹孔的角钢焊接在板块对应位置处完成板块连接。即如图12所示，顶板5的四角处分别焊接四个角钢，顶板5通过四个角钢与焊接板4及后板8螺栓连接，右侧板7底部分别设置两个角钢与焊接板4和后板8螺栓连接；如图13所示，顶板5的四角处分别固结四个角钢，顶板5通过四个角钢与焊接板4及后板8螺栓连接，左侧板6和右侧板7底部分别设置两个角钢与焊接板4和后板8螺栓连接。其余部分操作及原理均与实施例一相同。

在使用过程中，应当按照以下步骤进行：

①用砂纸将钢拱架埋设位置处铁锈进行打磨，裸露出钢材表面；

②将焊接板焊接在钢拱架翼板及腹板上；

③将应变计及应变片依次安装在钢拱架翼板上；

④将应变计及应变片引线利用固线器固定在顶板上，注意需要留出一定长度引线做为缓冲；

⑤将顶板利用螺纹孔安装于焊接板上，而后依次安装左右侧板；

⑥将引线由后板底部引出固定，而后将后板安装在对应位置处。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种钢拱架应变计及应变片埋设保护装置，其特征在于，包括钢拱架(1)、应变仪保护壳(2)、应变计或应变片(3)；所述应变计或应变片(3)安装于所述钢拱架(1)的翼板上，所述应变仪保护壳(2)布设于所述应变计及应变片(3)外侧；所述应变仪保护壳包括焊接板(4)、顶板(5)、左侧板(6)、右侧板(7)、后板(8)；所述焊接板(4)设置有焊接在钢拱架翼板及腹板上的焊接端，所述焊接板(4)、顶板(5)、左侧板(6)、右侧板(7)、后板(8)中相邻两块连接板之间通过螺杆连接。

2.根据权利要求1所述的一种钢拱架应变计及应变片埋设保护装置，其特征在于：所述焊接板(4)高度大于左侧板(6)、右侧板(7)及后板(8)，应变计或应变片(3)引线通过高差引出处，所述焊接板(4)、顶板(5)、左侧板(6)、右侧板(7)、后板(8)上均预留相匹配的螺纹孔(10)。

3.根据权利要求1所述的一种钢拱架应变计及应变片埋设保护装置，其特征在于：所述顶板(5)设置有两组预留安装固线器(9)的螺纹孔，所述固线器(9)对应变计或应变片(3)引线进行固定。

4.根据权利要求1所述的一种钢拱架应变计及应变片埋设保护装置，其特征在于：所述应变计或应变片(3)监测位置为内装式或外装式，内装式设置于钢拱架两翼板间；外装式设置于钢拱架外侧翼板上。

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