[發(fā)明專利]隧道襯砌與支撐結(jié)構(gòu)的接觸荷載測(cè)試裝置及測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110835510.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN113432769B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毋存糧;吳靖江;陳小羊;紀(jì)紅亮;晉偉;陳浩;張鵬;李精昆;劉坤;董新平;蔡迎春;馬清文;宋順卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)建筑第七工程局有限公司;鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L5/00
• 分類號(hào): G01L5/00
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 鄭園

本發(fā)明公開了一種隧道襯砌與支撐結(jié)構(gòu)的接觸荷載測(cè)試裝置及測(cè)試方法，測(cè)試裝置包括用于檢測(cè)隧道襯砌與支撐結(jié)構(gòu)之間荷載的檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置安裝在隧道襯砌與支撐結(jié)構(gòu)之間，所述檢測(cè)裝置包括荷載轉(zhuǎn)換單元和接觸狀態(tài)調(diào)整單元，所述荷載轉(zhuǎn)換單元位于接觸狀態(tài)調(diào)整單元的外部，荷載轉(zhuǎn)換單元分別與隧道襯砌、支撐結(jié)構(gòu)連接。本發(fā)明將接觸區(qū)域的面荷載通過(guò)梁、柱轉(zhuǎn)換為點(diǎn)荷載，通過(guò)對(duì)點(diǎn)荷載測(cè)試進(jìn)而獲得臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)所承受的總的接觸荷載，測(cè)試結(jié)果參考價(jià)值高；在臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)和隧道襯砌與測(cè)試裝置接觸部位有內(nèi)墊層和外墊層，并通過(guò)油壓的調(diào)整保證接觸效果，測(cè)試精度高；采用傳感器進(jìn)行荷載測(cè)試，便于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示、預(yù)警。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道工程施工監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種隧道襯砌與支撐結(jié)構(gòu)的接觸荷載測(cè)試裝置及測(cè)試方法。

背景技術(shù)

在盾構(gòu)隧道的某些特殊施工地段，例如聯(lián)絡(luò)通道施工時(shí)，需要對(duì)建設(shè)完成的管片進(jìn)行破拆，這就會(huì)改變?cè)幸r砌結(jié)構(gòu)的荷載傳遞路徑，使得與聯(lián)絡(luò)通道相接區(qū)域的盾構(gòu)區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)處于受力不利狀態(tài)，為保證隧道結(jié)構(gòu)安全，常在盾構(gòu)隧道內(nèi)施作臨時(shí)鋼支撐結(jié)構(gòu)。

臨時(shí)鋼支撐結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)與其承受的荷載大小有關(guān)，即盾構(gòu)隧道管片襯砌與臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)之間的接觸荷載。目前，接觸荷載測(cè)試多采取埋設(shè)壓力盒方法，例如對(duì)隧道初支-二襯接觸壓力測(cè)試時(shí)，在接觸部位埋設(shè)鋼弦式壓力盒，這就需要對(duì)測(cè)點(diǎn)表面錘擊平整，再用砂漿抹平；另外一種方法是在接觸部位埋設(shè)軸力計(jì)。既有方法存在以下問(wèn)題：（1）所測(cè)結(jié)果為接觸區(qū)域的局部接觸點(diǎn)的接觸荷載，不能獲得通過(guò)全部接觸界面所傳遞的總荷載大小；（2）傳感器的剛性外殼導(dǎo)致與隧道襯砌的接觸常難以獲得理想狀態(tài)，導(dǎo)致埋設(shè)困難，且實(shí)際埋設(shè)狀態(tài)可能影響測(cè)試結(jié)果精度；（3）難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)試；（4）埋設(shè)過(guò)程復(fù)雜，要求高。

因此，如何準(zhǔn)確獲得臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)承受的總體接觸荷載、保證測(cè)試精度、降低傳感器埋設(shè)難度是急需解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出一種隧道襯砌與支撐結(jié)構(gòu)的接觸荷載測(cè)試裝置及測(cè)試方法，解決了現(xiàn)有接觸荷載測(cè)試無(wú)法準(zhǔn)確獲取臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)承受的總體接觸荷載，測(cè)量精度低，傳感器埋設(shè)難度大的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種隧道襯砌與支撐結(jié)構(gòu)的接觸荷載測(cè)試裝置，包括若干個(gè)用于檢測(cè)隧道襯砌與支撐結(jié)構(gòu)之間荷載的檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置安裝在隧道襯砌與支撐結(jié)構(gòu)之間，所述檢測(cè)裝置包括荷載轉(zhuǎn)換單元和接觸狀態(tài)調(diào)整單元，所述荷載轉(zhuǎn)換單元分別與隧道襯砌、支撐結(jié)構(gòu)相接觸，荷載轉(zhuǎn)換單元內(nèi)設(shè)有接觸狀態(tài)調(diào)整單元，接觸狀態(tài)調(diào)整單元內(nèi)設(shè)有傳感器。

優(yōu)選地，所述荷載轉(zhuǎn)換單元包括外墊層、外承載梁、外承載柱、內(nèi)墊層、內(nèi)承載梁和內(nèi)承載柱，所述外墊層外側(cè)與隧道襯砌相匹配，所述外墊層內(nèi)側(cè)連接外承載梁，所述外承載梁與外承載柱連接，所述外承載柱與內(nèi)承載柱之間設(shè)有接觸狀態(tài)調(diào)整單元，所述內(nèi)承載柱連接內(nèi)承載梁，內(nèi)承載梁連接內(nèi)墊層，內(nèi)墊層與支撐結(jié)構(gòu)相匹配。

優(yōu)選地，所述接觸狀態(tài)調(diào)整單元包括內(nèi)油腔和外油腔，所述內(nèi)油腔與外油腔之間設(shè)置有測(cè)量荷載值的傳感器，所述外油腔連接外承載柱，所述內(nèi)油腔連接內(nèi)承載柱。

優(yōu)選地，所述傳感器連接用于顯示荷載值的顯示屏。

優(yōu)選地，所述內(nèi)油腔與外油腔均與輸油管路相連通，輸油管路連接油泵；所述輸油管路上設(shè)有油壓閥門。

優(yōu)選地，所述外油腔包括外油腔頂板和外油腔底板，所述外油腔頂板與外油腔底板兩側(cè)均連接有油腔側(cè)壁，所述油腔側(cè)壁、外油腔頂板與外油腔底板之間形成了用于儲(chǔ)存液壓油的外油腔，所述外油腔頂板連接傳感器，所述外油腔底板連接外承載柱；所述內(nèi)油腔包括內(nèi)油腔底板和內(nèi)油腔頂板，所述內(nèi)油腔底板與內(nèi)油腔頂板兩側(cè)均連接有油腔側(cè)壁，所述油腔側(cè)壁、內(nèi)油腔頂板和內(nèi)油腔底板之間形成了用于儲(chǔ)存液壓油的內(nèi)油腔，所述內(nèi)油腔底板連接傳感器，所述內(nèi)油腔頂板連接內(nèi)承載柱。

優(yōu)選地，所述外油腔頂板和內(nèi)油腔頂板的材質(zhì)為高聚物柔性材料。