[發明專利]一種盾構隧道管片連接螺栓的受力測試方法

在審

• 申請號: 202010435694.7
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111678627A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 譚忠盛;唐偉;陳雪瑩;李宗林
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發明提供了一種盾構隧道管片連接螺栓的受力測試方法。包括：待測試的螺栓、應力計、導線和防水墊圈；應力計的一端套入待測試的所述螺栓的根部，在應力計的另一端設置防水墊圈，導線的一端與應力計中的電阻應變電橋連接，導線的另一端與應變數據處理終端連接；對螺栓施加朝向其根部方向的外力作用，應力計將螺栓的應變量轉換為電壓信號，通過導線將應力計輸出的電壓信號傳輸給應變數據處理終端，應變數據處理終端對所述電壓信號進行處理后，檢測出螺栓的受力數值。本發明實施例的方法采用的墊片式單向應力計構造簡單、體積小、自重輕、易安裝，提高了螺栓受力測試的效率，可實現對盾構隧道管片大六角頭連接螺栓的長期監測。

技術領域

本發明涉及盾構隧道管片受力測試技術領域，尤其涉及一種盾構隧道管片連接螺栓的受力測試方法。

背景技術

盾構隧道中管片連接螺栓是盾構掘進機在隧道掘進過程中用于連接緊固管片的一種特種緊固件，通過螺栓連接，可將幾片拱形管片連接成一環，從而支撐起整個隧道。施加于螺栓上的預緊力使管片接縫間防水密封墊形成接觸壓力而具有防水能力，同時螺栓還承受著接縫面上水土壓力或地震作用產生的拉應力，所以管片螺栓在很大程度上決定了隧道結構的剛度、變形以及防水性能，因此，對盾構隧道的管片螺栓進行受力測試非常必要。

現今管片連接螺栓受力測試主要采用以下兩種方法；1.在螺桿的表面貼應變片進行測試，但是該方法在螺栓緊固過程中，應變片與混凝土螺孔內壁接觸緊密，難以保證元器件的成活，測試效率低，成本較高。2.在螺桿中沿軸開槽，將應變片放入，可以有效保護應變傳感器，不受螺栓緊固的影響，但是該方法的應變片導線不易引出，螺桿開槽對螺栓的力學性能造成影響，受力測試結果不夠準確。此外，截止目前，行業內尚無直接測試大六角頭螺栓在管片連接時實際受力數值的方法。

發明內容

本發明的實施例提供了一種盾構隧道管片連接螺栓的受力測試方法，以克服現有技術的問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

一種盾構隧道管片連接螺栓的受力測試方法，包括：

將應力計(2)的一端套入待測試的所述螺栓(1)的根部，在所述應力計(2)的另一端設置防水墊圈(4)，所述導線(3)的一端與所述應力計(2)中的電阻應變電橋連接，所述導線(3)的另一端與應變數據處理終端連接；

對所述螺栓(1)施加朝向其根部方向的外力作用，所述應力計(2)將所述螺栓(1)的應變量轉換為電壓信號，通過所述導線(3)將所述應力計(2)輸出的電壓信號傳輸給所述應變數據處理終端，所述應變數據處理終端對所述電壓信號進行處理后，檢測出所述螺栓(1)的受力數值。

優選地，所述螺栓(1)為大六角頭螺栓(1)。

優選地，所述應力計(2)為墊片式單向應力計(2)。

優選地，所述應力計(2)包括低蠕變、自補償的傳感器和作為敏感元件的電阻應變電橋，所述傳感器包括高強度彈簧鋼或高彈性鋁合金，所述電阻應變電橋包括自補償粘貼式金屬電阻應變計，將所述傳感器和所述電阻應變電橋進行粘貼防護和組橋。

由上述本發明的實施例提供的技術方案可以看出，本發明實施例的方法，采用的墊片式單向應力計構造簡單、體積小、自重輕、易安裝，提高了螺栓受力測試的效率。墊片式單向應力計結構特征；連接螺栓受力測試方法，以及配套設備之間的聯動關系。可實現對盾構隧道管片大六角頭連接螺栓的長期監測，分析時空特性下的管片連接螺栓受力發展規律。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明