專(zhuān)利名稱(chēng)：利用鋼弦式表面應(yīng)變傳感器量測(cè)隧道型鋼拱架應(yīng)力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隧道監(jiān)控量測(cè)方法，尤其是涉及一種利用鋼弦式表面應(yīng)變傳感器量測(cè)隧道型鋼拱架應(yīng)力的方法。背景技術(shù)：
背景技術(shù)：
中，隨著公路交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，公路隧道的數(shù)量和建設(shè)規(guī)模急劇擴(kuò)大，面臨的技術(shù)難題越來(lái)越多。在圍巖級(jí)別較差的隧道中，早期圍巖壓力增長(zhǎng)較快，需要及時(shí)提供強(qiáng)有力的支護(hù)，尤其對(duì)于砂、卵石、土夾層、大面積淋水地段以及圍巖大變形地段，必須采取強(qiáng)有力的初期支護(hù)，確保支護(hù)強(qiáng)度和剛度及時(shí)、有效。初期支護(hù)結(jié)構(gòu)中，型鋼拱架發(fā)揮著巨大的作用，對(duì)抑制圍巖變形可以起到至關(guān)重要的作用，因此，在施工過(guò)程中對(duì)型鋼拱架應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)的重要性就不言而喻了。目前，型鋼拱架應(yīng)力量測(cè)方法比較多，按照測(cè)試元件種類(lèi)來(lái)分，常用的有機(jī)械式和鋼弦式兩種。機(jī)械式常用的是千分表；鋼弦式常用的是鋼筋應(yīng)力傳感器。千分表法是將測(cè)桿底座和表座焊在鋼架內(nèi)緣上，測(cè)桿(鋼筋)焊于測(cè)桿底座上，千分表固定在表座上，觸頭頂在測(cè)桿上。這種方法量測(cè)型鋼鋼架應(yīng)力時(shí)，量測(cè)的是圓弧拱弦的變形，并不能代替圓弧拱的變形，因而存在一定的誤差；探頭的安裝比較煩瑣，且只能量測(cè)型鋼鋼架內(nèi)緣變形，無(wú)法量測(cè)外緣變形；而且具有機(jī)械式量測(cè)元件普遍的缺點(diǎn)，即不便于遠(yuǎn)距離量測(cè)。鋼筋應(yīng)力傳感器法將鋼筋應(yīng)力傳感器直接焊在型鋼鋼架內(nèi)緣上，來(lái)量測(cè)型鋼鋼架的變形，這種方法和千分表法的原理基本一致，也是用弦的變化來(lái)代替圓弧拱的變化，存在一定得誤差。量測(cè)型鋼拱架應(yīng)力時(shí)，因?yàn)殇摻顟?yīng)力傳感器一般采用強(qiáng)度高、優(yōu)質(zhì)的鋼材，焊接后對(duì)所測(cè)部位的型鋼拱架起到了加固作用，故所量測(cè)的變形值并不是型鋼拱架本身的受力變形值，而是型鋼拱架和鋼筋應(yīng)力傳感器共同受力產(chǎn)生的變形值。此外，噴射混凝土后鋼筋應(yīng)力傳感器被包裹在噴射混凝土中，測(cè)試結(jié)果會(huì)受到影響，尤其是噴射混凝土在凝固過(guò)程中水化熱產(chǎn)生的溫度效應(yīng)，使得測(cè)試數(shù)據(jù)偏高。因此，采用千分表和鋼筋應(yīng)力傳感器量測(cè)隧道型鋼拱架應(yīng)力時(shí)存在以上諸多不足。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種利用鋼弦式表面應(yīng)變傳感器量測(cè)隧道型鋼拱架應(yīng)力的方法，其能夠真實(shí)的反映型鋼拱架的應(yīng)力和應(yīng)變，測(cè)試方便，量測(cè)精度尚。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種利用鋼弦式表面應(yīng)變傳感器量測(cè)隧道型鋼拱架應(yīng)力的方法，其特征在于在隧道型鋼拱架的上、下緣分別安裝鋼弦式表面應(yīng)變傳感器，量測(cè)型鋼拱架受力后的應(yīng)變值，然后通過(guò)計(jì)算獲得隧道型鋼拱架應(yīng)力值。鋼弦式表面應(yīng)變傳感器安裝在隧道型鋼拱架上、下緣的表面，使兩者之間連接緊密，確保應(yīng)變傳感器和型鋼拱架變形一致。
鋼弦式表面應(yīng)變傳感器安裝完畢后，在表面覆蓋鐵皮盒進(jìn)行保護(hù)，再用錨固劑對(duì)鐵皮盒進(jìn)行密封和錨固。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下
本發(fā)明能夠真實(shí)反映型鋼拱架應(yīng)力和應(yīng)變；鋼弦式表面應(yīng)變傳感器安裝方便快捷，施工難度??；特制的鐵皮盒不僅可以避免傳感器敏感部位與噴射混凝土直接接觸而遭到損壞，而且還可以避免傳感器和型鋼拱架共同變形時(shí)受到的噴射混凝土阻力，確保測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；長(zhǎng)距離測(cè)試方便、精度和靈敏度高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、電纜不受潮濕。具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為一種利用鋼弦式表面應(yīng)變傳感器量測(cè)隧道型鋼拱架應(yīng)力的方法，具體步驟為將鋼弦式表面應(yīng)變傳感器安裝在型鋼拱架的上、下緣表面，由于兩者之間連接緊密，從而傳感器和型鋼拱架的變形相一致；傳感器內(nèi)部采用波紋管或彈簧，而波紋管和彈簧靈敏度很高，則型鋼拱架產(chǎn)生的微小變形也能被傳感器量測(cè)；用鐵皮盒將表面應(yīng)變傳感器保護(hù)起來(lái)，避免噴射混凝土對(duì)量測(cè)結(jié)果的影響。實(shí)施例
在某一測(cè)點(diǎn)位置的上緣、下緣安裝一對(duì)傳感器，先將帶有標(biāo)定桿的支架焊接在型鋼拱架翼緣板上，待支架冷 卻后將表面應(yīng)變傳感器放在支架上進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試過(guò)程中不可過(guò)分用力，確保表面應(yīng)變傳感器的初始頻率準(zhǔn)確，初始頻率為應(yīng)變?yōu)榱銜r(shí)對(duì)應(yīng)的頻率。調(diào)試完畢后，用鐵皮盒將表面應(yīng)變傳感器保護(hù)起來(lái)，以防止噴射混凝土影響傳感器正常工作，而且還可以避免傳感器和鋼架共同變形時(shí)受到的噴射混凝土阻力，確保測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，最后用錨固劑將預(yù)制鐵皮盒密封、錨固。量測(cè)型鋼拱架受力后所發(fā)生的應(yīng)變值，然后通過(guò)計(jì)算獲得鋼架的應(yīng)力值。
權(quán)利要求
1.一種利用鋼弦式表面應(yīng)變傳感器量測(cè)隧道型鋼拱架應(yīng)力的方法，其特征在于在隧道型鋼拱架的上、下緣分別安裝鋼弦式表面應(yīng)變傳感器，量測(cè)型鋼拱架受力后的應(yīng)變值，然后通過(guò)計(jì)算獲得隧道型鋼拱架應(yīng)力值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鋼弦式表面應(yīng)變傳感器量測(cè)隧道型鋼拱架應(yīng)力的方法， 其特征在于鋼弦式表面應(yīng)變傳感器安裝在隧道型鋼拱架上、下緣的表面，使兩者之間連接緊密，確保應(yīng)變傳感器和型鋼拱架變形一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用鋼弦式表面應(yīng)變傳感器量測(cè)隧道型鋼拱架應(yīng)力的方法， 其特征在于鋼弦式表面應(yīng)變傳感器安裝完畢后，在鋼弦式表面應(yīng)變傳感器表面覆蓋鐵皮盒，再用錨固劑對(duì)鐵皮盒進(jìn)行密封和錨固。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用鋼弦式表面應(yīng)變傳感器量測(cè)隧道型鋼拱架應(yīng)力的方法，其能夠真實(shí)的反映型鋼拱架的應(yīng)力和應(yīng)變，測(cè)試方便，量測(cè)精度高。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為在隧道型鋼拱架的上、下緣分別安裝鋼弦式表面應(yīng)變傳感器，量測(cè)型鋼拱架受力后的應(yīng)變值，然后通過(guò)計(jì)算獲得隧道型鋼拱架應(yīng)力值。鋼弦式表面應(yīng)變傳感器安裝在隧道型鋼拱架上、下緣的表面，使兩者之間連接緊密。鋼弦式表面應(yīng)變傳感器安裝完畢后，在鋼弦式表面應(yīng)變傳感器表面覆蓋鐵皮盒，再用錨固劑對(duì)鐵皮盒進(jìn)行密封和錨固。
文檔編號(hào)G01L1/04GK102221426SQ20111007835
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者羅彥斌, 陳建勛 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)