專利名稱：一種測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置及其測試方法
技術領域：
本發(fā)明屬于巖土工程現(xiàn)場監(jiān)測與施工技術控制的交叉領域，具體涉及一種襯砌管片接頭變形的測試裝置。
背景技術：
盾構隧道的設計模型有很多，但無論采用哪種模型，對襯砌管片接頭的考慮都是重中之重。由于隧道工程盾構中管片的受力狀態(tài)比較復雜，不同施工時刻其受力也是不同的，所以管片以及管片接頭的變形也是不同的。盾構工程中，主要影響管片內力及其變形的因素主要有土層參數(shù)、襯砌厚度和剛度折減系數(shù)等，這些影響因素會對管片的內力和位移產生較大的影響，準確的掌握這一動態(tài)變化對于工程安全和工程質量尤為重要。盾構襯砌管片接頭變形的測量是盾構工程中控制工程質量的重要手段，這種變形往往通過測縫計進行測量，目前，測縫計的種類有很多，比如光纖光柵測縫計、頻率式測縫計、電阻應變片式測縫計等，然而這些測縫計通常具有質量過大、量程太小、安裝不便、價格昂貴、精度低等缺點。另外對于一些預埋式測縫計其在預埋過程中由于受力的影響，使得所測部位的受力狀態(tài)有所改變，所測得的數(shù)據(jù)并不能真實的反應管片接頭的變形。由于這些缺陷的存在，有必要發(fā)明一種新的儀器、采用一種新的方法以彌補之前一些測試儀器和測試方法的的缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是提供一種便于安裝，適用性強，具有較高測量精度，應用范圍廣的測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置及其測試方法。一種測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置，在平行設置的兩層薄鋼板之間布置內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒，塑料管的一端與內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒連接，塑料管的另一端與滴定管的一端連接；塑料管上設置閥門。比較好的是本發(fā)明的薄鋼板為不銹鋼材質。比較好的是本發(fā)明的薄鋼板的直徑為16cm，厚度為2mm
比較好的是本發(fā)明的內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒的內徑為8cm，壁厚為5mm。比較好的是本發(fā)明的鋼絲彈簧的直徑為8. 5cm。比較好的是本發(fā)明的滴定管精度為1ml，最大量程200ml。基于本發(fā)明的測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置的測試方法，包括如下步驟 第一步將待測兩管片表面清理一下，保持其平整和潔凈，然后將兩片薄鋼板涂上粘合
膠水并固定在待測兩管片之間，使得薄鋼板與管片間接觸完好；第二步將閥門打開，由滴定管開口處向內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒的內部空間注滿水，同時調整滴定管位置，保證滴定管中水柱高度大約處于滴定管中部刻度線位置處，向滴定管中注入少量煤油以防止水分蒸發(fā)；記錄此時滴定管中水柱的高度的初始讀數(shù)L1,單位為 ml ；
第三步每隔一定時間τ讀取滴定管中水柱高度，分別記為L2、Iv"Ln，單位為ml，在時間n*T內，通過液面高度的升降計算出管片接頭變形量δ，單位為cm，
^ L — L1
S = -L。
π * 4* 4本發(fā)明采用上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點
1、本發(fā)明通過對于盾構襯砌管片接頭變形的測量，轉化為內襯鋼絲硬質橡膠筒內部空間水的體積的變化，繼而得到其變形量。2、本發(fā)明采用內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒，其鋼絲彈簧可以提高橡膠筒的伸縮性，以適應管片的伸縮變形，而避免出現(xiàn)單獨使用橡膠而導致的橡膠疲勞不回彈現(xiàn)象。3、本發(fā)明儀器的優(yōu)點是合理轉化對管片接頭變形方的測量方法，使得復雜的問題簡單化，便于安裝，適用性強，具有較高的精度。該測量儀器也可以拓展應用到兩剛性結構間的位移測量中。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。圖2為圖1中的A-A向仰視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明
如圖1、圖2所示，一種測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置，在平行設置的兩層薄鋼板1 之間布置內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒2，塑料管3的一端與內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒2連接，塑料管3的另一端與滴定管5的一端連接；塑料管3上設置閥門4。盾構襯砌管片接頭變形測量裝置主要由上下兩層薄鋼板1、內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒2、塑料管3、閥門4、滴定管5組成。其制作過程為
1)、圓形薄鋼板1采用不銹鋼材料，其直徑為16cm，厚度為2mm;內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒2的內徑為8cm，壁厚為5mm，鋼絲彈簧的直徑為8. 5cm，滴定管5精度為1ml，最大量程 200ml。將薄鋼板1與內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒2用防水密封膠粘合到一起，將帶有閥門4的塑料管3通過內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒2達到內部空間，并保持孔道通暢，將接觸面用防水密封膠粘合好，同時塑料管3的另一端粘合到滴定管5底部，管片接頭變形測量裝置完成。2)、在盾構襯砌管片施工過程中，隨著管片的鋪設，先將相鄰兩管片的待測部位平整并清理干凈，再將管片接頭變形測量儀器的上下兩片薄鋼板涂上粘合膠水，輕輕放置于待測管片合適的部位，將薄鋼板與管片粘合牢固。
3)、待薄鋼板與管片粘合牢固以后，打開塑料管上的閥門，從滴定管端口處向內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒的內部空間注滿水，此時調整滴定管位置，使得滴定管中水柱高度大約處于滴定管中部刻度線位置處，等到滴定管內水柱液面穩(wěn)定后再向其中加入少量煤油，以防止水分的蒸發(fā)，記錄此時滴定管水柱高度的初始讀數(shù)L1 (單位ml)。4)、每隔一定時間T讀取滴定管內水柱高度，分別記為L2, L3…Ln (單位:ml)。則在忽略橡膠筒側向變形的情況下，在時間n*T內，管片接頭變形量δ (單位cm)為
權利要求
1.一種測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置，其特征在于在平行設置的兩層薄鋼板(1) 之間布置內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒(2)，塑料管(3)的一端與內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒(2)連接，塑料管(3)的另一端與滴定管(5)的一端連接；塑料管(3)上設置閥門(4)。
2.根據(jù)權利要求1所述的測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置，其特征在于上述薄鋼板 (1)為不銹鋼材質。
3.根據(jù)權利要求1所述的測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置，其特征在于上述薄鋼板 (1)的直徑為16cm，厚度為2mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置，其特征在于上述內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒(2)的內徑為8cm，壁厚為5mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置，其特征在于上述鋼絲彈簧的直徑為8. 5cm。
6.根據(jù)權利要求1所述的測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置，其特征在于上述滴定管精度為1ml，最大量程200ml。
7.基于權利要求1所述的測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置的測試方法，其特征在于包括如下步驟第一步將待測兩管片表面清理一下，保持其平整和潔凈，然后將兩片薄鋼板(1)涂上粘合膠水并固定在待測兩管片之間，使得薄鋼板(1)與管片間接觸完好；第二步將閥門(4)打開，由滴定管(5)開口處向內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒(2)的內部空間注滿水，同時調整滴定管(5)位置，保證滴定管(5)中水柱高度大約處于滴定管中部刻度線位置處，向滴定管(5)中注入少量煤油以防止水分蒸發(fā)；記錄此時滴定管中水柱的高度的初始讀數(shù)L1,單位為ml ；第三步每隔一定時間T讀取滴定管中水柱高度，分別記為L2、Iv"Ln，單位為ml，在時間n*T內，通過液面高度的升降計算出管片接頭變形量δ，單位為cm，
全文摘要
一種測試盾構襯砌管片接頭變形的裝置及其測試方法，屬于巖土工程現(xiàn)場監(jiān)測與施工技術控制的交叉領域，具體涉及一種襯砌管片接頭變形的測試裝置。本發(fā)明在平行設置的兩層薄鋼板之間布置內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒，塑料管的一端與內嵌鋼絲彈簧的橡膠筒連接，塑料管的另一端與滴定管的一端連接；塑料管上設置閥門。本發(fā)明實現(xiàn)了便于安裝，適用性強，具有較高測量精度，應用范圍廣的目的。
文檔編號G01B13/24GK102297666SQ201110132718
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權日2011年5月23日
發(fā)明者佟宏偉, 呂子鑫, 張福海, 李玉龍, 楊立國, 洪望曦, 高玉峰 申請人:河海大學