一种沉管隧道接头张开量监测装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109797782A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201811048664.XE02D29/073(2006.01)(22)申请日2018.09.10(66)本国优先权数据201710850175.52017.09.21CN(71)申请人南昌市政公用工程项目管理有限公司地址330025江西省南昌市西湖区沿江南大道1299号力高滨江国际花园申请人东南大学(72)发明人邓建新朱江华郭俊余小强姜国栋张国柱童立元刘松玉徐向春(51)Int.Cl.E02D33/00(2006.01)E02D29/16(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种沉管隧道接头张开量监测装置及方法(57)摘要本发明公开了一种沉管隧道接头张开量监测装置及方法，是在隧道接头左、右两侧的混凝土管节内分别设置一定深度的预留孔洞，在其中一侧的孔洞内安装一根不锈钢杆，在另外一侧的孔洞内安装三根不锈钢杆，利用三个无线位移传感器将两侧的钢杆进行对接，钢杆与位移传感器之间通过钢丝进行连接，通过三个位移传感器的位移监测数据，既能推断管节的整体移动状态，又能推算管节接头的张开量。CN109797782ACN109797782A权利要求书1/2页1.一种沉管隧道接头张开量监测装置，其特征在于：包括杆件和连接于杆件之间的位移传感器，在相邻沉管的接头处具有开口相对的第一预留孔洞和第二预留孔洞，第一预留孔洞内固定安装第一杆件，第二预留孔洞内固定安装第二杆件。2.根据权利要求1所述的沉管隧道接头张开量监测装置，其特征在于：所述第一杆件是底端与第一预留孔洞底壁固定连接且自由端伸出第一预留孔洞的一根杆件，所述第二杆件是底端与第二预留孔洞固定连接且自由端伸出第二预留孔洞的的三根杆件，三根杆件的底端呈正三角形分布，所述第一杆件在正三角形上的投影位于其形心上，所述第一杆件的自由端与第二杆件的自由端相互交错。3.根据权利要求2所述的沉管隧道接头张开量监测装置，其特征在于：所述杆件是不锈钢杆件，第二杆件与第一杆件之间连接钢丝，所述位移传感器串联于钢丝上。4.根据权利要求3所述的沉管隧道接头张开量监测装置，其特征在于：所述位移传感器是无线位移传感器。5.根据权利要求3所述的沉管隧道接头张开量监测装置，其特征在于：所述杆件的底端固定连接在可调平钢支座上，所述可调平钢支座与杆件相垂直，所述杆件与沉管的轴线相平行。6.一种沉管隧道接头张开量监测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，布置沉管隧道接头张开量监测装置，该装置由四根不锈钢杆、钢底座、钢丝和三个无线位移传感器组成，其中，不锈钢杆分别安装固定在接头两侧的预留孔洞内，一侧布置一根不锈钢杆，另一侧布置三根不锈钢杆，利用钢丝将两侧的不锈钢杆与无线位移传感器进行连接；步骤2，三根不锈钢杆呈等边三角形布置，另一侧的不锈钢杆正对三角形的形心；采取上部一根下部两根的相对位置布置，下部两根所在平面与水平面平行；三根杆的距离为位移计与相连钢丝的总长；步骤3，预留孔洞的孔底安装钢底座，钢底座与钢杆之间通过螺纹连接，钢支座具有调平功能；预留孔洞的深度应不小于GINA止水带的最大压缩量；步骤4，在管节侧面至少四点布置监测装置，综合判别接头的相对位置关系；监测装置位置的选取是在回避接头部的剪力键以及预应力钢束的同时，反映整个接头部的相对位置变化。7.根据权利要求6所述的沉管隧道接头张开量监测方法，其特征在于：所述监测装置简化为点ABCD组成的三棱锥模型，AB、AC、AD表示三根位移计及其相连钢丝；其BC、BD、CD形成等边三角形，且BCD这个平面始终与接头有三根钢杆的侧面相平行；随着接头两侧面相对位置不断变化，AB,AC,AD的长度发生变化，A点的位置，BCD的倾向倾角不断发生变化，但形状不发生变化；将A、B、C、D四点放入空间直角坐标系中，BCD在x0y平面上，设B（0,-1,0）C（,0,0）D（0,1,0）A（x,y,z）,设AC长为a，AD长为b，AB长为c，根据A点到B、C、D三点的距离建立方程解得：2CN109797782A权利要求书2/2页同时z的值还代表了点A到达BCD面的距离；通过传感器读数计算A、B、C、D四点的相对位置，得到接头两侧沉管的运动状态；几种情况的数据处理：接头两侧水平向位移三根位移传感器表现为均等比增大或减小，增量相同为△X1位移传感器与相连钢丝总长为X，三根不锈钢杆间距为X，接头两侧水平向位移为△X，位移计变化量为△X1：接头两侧竖直向相对错动三根位移传感器表现为1号位移传感器增大，其余两根减小，或1号位移传感器减小其余两根增大，1号位移传感器增量为△X2位移传感器与相连钢丝总长为X，三根不锈钢杆间距为X，接头两侧竖直向相