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1、(10)申请公布号 CN 102278126 A (43)申请公布日 2011.12.14 C N 1 0 2 2 7 8 1 2 6 A *CN102278126A* (21)申请号 201110111568.7 (22)申请日 2011.04.29 E21D 11/08(2006.01) G01L 1/24(2006.01) (71)申请人中铁第四勘察设计院集团有限公司 地址 430080 湖北省武汉市武昌区杨园和平 大道745号铁四院技术中心 (72)发明人肖明清 韩向阳 石太伟 薛光桥 刘浩 裴利华 宁茂权 (74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 代理人黄行军 。
2、(54) 发明名称 一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法 (57) 摘要 本发明涉及一种盾构隧道管片连接螺栓受力 测试方法，包括如下步骤：1)在螺栓(3)上沿轴向 开槽(6)；2)在槽(6)内预埋应变传感器元件(4) 和连接应变传感器元件(4)的导线(5)；3)采用 密封胶(10)将应变传感器元件(4)和导线(5)封 装在槽(6)内，并将导线(5)从螺栓朝外的头部引 出；4)将螺栓(3)安装在盾构隧道相邻两管片之 间，并连接紧固，导线(5)接入测试仪器。该方法 通过在螺栓上拉槽封装导线和传感器的方法实现 对螺栓的应力测试，元件不受螺栓紧固的影响，元 件成活率高，测试效果好，解决了长期以来盾构隧。
3、 道螺栓受力测试的技术难题。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 CN 102278130 A 1/1页 2 1.一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法，包括如下步骤： 1)在螺栓(3)上沿轴向开槽(6)； 2)在槽(6)内预埋应变传感器元件(4)和连接应变传感器元件(4)的导线(5)； 3)采用密封胶(10)将应变传感器元件(4)和导线(5)封装在槽(6)内，并将导线(5) 从螺栓朝外的头部引出； 4)将螺栓(3)安装在盾构隧道相邻两管片之间，并将相邻两管片连接紧固，导线(5)接 入测试仪器。 2。
4、.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法，其特征在于，所 述螺栓为单头螺栓，在步骤1)中，还包括在螺栓头部帽上(8)对应槽(6)的位置开设导线 引出孔；在步骤3)中，所述导线的引出是指将导线从螺栓头部帽(8)上的导线引出孔(7) 引出；在步骤4)中，所述相邻两管片的连接是用单头螺栓倾斜或横向地穿过盾构隧道相邻 两管片之中的一个管片的连接孔，与预埋在另一个管片中的螺帽连接紧固。 3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法，其特征在于，所 述螺栓为双头螺栓；在步骤1)中，所述沿轴向所开槽(6)连通双头螺栓的任意一头；在步 骤3)中，所述导线的引出是指将导线(5)。
5、从双头螺栓开槽的头部引出；在步骤4)中，所述 相邻两管片的连接是用双头螺栓穿过盾构隧道相邻两管片之间的连接孔，两头用螺母(9) 连接紧固。 4.根据权利要求1-3中至少一项所述的一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法，其 特征在于，所述应变传感器元件(4)选用体积较小的光栅光纤应变传感器。 权 利 要 求 书CN 102278126 A CN 102278130 A 1/3页 3 一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法 技术领域 0001 本发明涉及螺栓受力测试方法，尤其涉及一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方 法，适用于盾构隧道管片连接螺栓的力学状态测试， 背景技术 0002 近年来国内盾构隧道得。
6、到了迅猛发展，包括地铁、公路、市政、铁路、输水、输气等 行业。国内业界在盾构隧道的试验及理论研究上也投入了大量的资金，开展了大量的科研 课题，譬如在盾构隧道力学测试和监控方面，也取得了骄人的成绩。但是目前在盾构隧道状 态监测方面，还仅仅局限在钢筋和混凝土的应力及隧道收敛位移的测试上，对于在盾构隧 道结构体系中起关键作用的螺栓，其应力状态测试和监控还很少涉足，是行业内的一个技 术空白。其主要原因是：螺栓为后安装构件，螺栓安装后与螺栓孔是紧密接触的，传统方法 是在螺栓表面贴应变片进行测试。但该方法在螺栓紧固过程中，螺栓的表面需要与混凝土 螺孔内壁接触，难以保证应变片的成活，应变片的导线也无法正常引。
7、出。特别对目前广泛使 用的斜螺栓来说更是如此，因为斜螺栓的螺杆和螺帽作为整体进行后安装，螺杆紧固时其 表面会与混凝土螺孔内壁产生较大的摩擦，不能保证传感器元件的成活。 发明内容 0003 本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种盾构隧道管片连接 螺栓受力测试方法，以解决以下关键技术问题： 0004 1、应变传感器必须得到有效的保护，不与混凝土螺孔直接接触。 0005 2、必须保证传感器导线正常引出，不受螺栓紧固影响，并保证紧固过程中导线的 成活率。 0006 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种盾构隧道管片连接螺栓受力测 试方法，包括如下步骤： 0007 1)在螺栓3上沿。
8、轴向开槽6； 0008 2)在槽6内预埋应变传感器元件4和连接应变传感器元件的导线5； 0009 3)采用密封胶10将应变传感器元件4和导线5封装在槽6内，并将导线5从螺栓 朝外的头部引出； 0010 4)将螺栓3安装在盾构隧道相邻两管片之间，并将相邻两管片连接紧固，导线(5) 接入测试仪器。 0011 在上述方案中，所述螺栓可以为单头螺栓，在这种情况下，可以采用如下步骤： 0012 1)在螺栓3上沿轴向开槽6，在螺栓头部帽8上对应槽6的位置开设导线引出孔 7； 0013 2)在槽6内预埋应变传感器元件4和连接应变传感器元件的导线5； 0014 3)采用密封胶10将应变传感器元件4和导线5封装。
9、在槽6内，并将导线5从螺栓 头部帽8上的导线引出孔7引出； 说 明 书CN 102278126 A CN 102278130 A 2/3页 4 0015 4)将单头螺栓倾斜或横向地穿过盾构隧道相邻两管片之中的一个管片的连接孔， 与预埋在另一个管片中的螺帽连接紧固，将相邻两管片的连接紧固，导线5接入测试仪器。 0016 在上述方案中，所述螺栓还可以为双头螺栓，在这种情况下，可以采用如下步骤： 0017 1)在双头螺栓上沿轴向开槽6，所开槽6连通双头螺栓的任意一头； 0018 2)在槽6内预埋应变传感器元件4和连接应变传感器元件的导线5； 0019 3)采用密封胶10将应变传感器元件4和导线5封装。
10、在槽6内，并将导线5从双头 螺栓开槽的头部引出； 0020 4)将双头螺栓穿过盾构隧道相邻两管片之间的连接孔，两头用螺母9连接紧固， 相邻两管片的连接紧固，导线5接入测试仪器。 0021 所述双头螺栓可以为弯螺栓，也可以为直螺栓。 0022 所述应变传感器元件4可选用体积较小的光栅光纤应变传感器。 0023 本发明采用沿螺栓纵向开槽，将传感器元件埋设在槽内，用密封胶封装，导线也顺 着槽引出的方案，保证传感器不与混凝土螺孔内壁接触，也保证了导线的安全与螺栓的防 水效果。 0024 对于单头斜螺栓来说，本发明在螺栓头部帽上对应槽6的位置，开设导线引出孔 7，保证了导线不受螺栓紧固的影响。 0025。
11、 本发明主要针对的是盾构隧道螺栓力学测试方法，适用于盾构隧道连接螺栓的力 学状态测试，特别适用于采用斜螺栓的盾构隧道连接螺栓的力学状态测试。该方法通过在 螺栓上拉槽封装导线和传感器的方法实现对螺栓的应力测试，元件不受螺栓紧固的影响， 元件成活率高，测试效果好，解决了长期以来盾构隧道螺栓受力测试的技术难题。 附图说明 0026 图1为盾构隧道管片单头斜螺栓连接图； 0027 图2为盾构隧道管片双头弯螺栓连接图； 0028 图3为单头斜螺栓测试方法示意图； 0029 图4为双头弯螺栓测试方法示意图； 0030 图5为图3中A-A剖面图； 0031 图6为图3和图4中B-B剖面图； 0032 图7为。
12、图4中C-C剖面图。 0033 在图中，1为预制钢筋混凝土管片，2为管片接缝，3为螺栓，4为应变传感器元件，5 为导线，6为槽，7为导线引出孔，8为螺栓头部帽，9为螺母，10为封装胶。 具体实施方式 0034 以下结合附图通过实施例对本发明的特征及相关特征做进一步详细说明，以便于 同行业技术人员的理解： 0035 实施例：本实施例涉及一种盾构隧道管片连接螺栓受力测试方法，包括如下步 骤： 0036 1)在螺栓3上沿轴向开槽6；如果是单头斜螺栓，还需要在螺栓头部帽8上对应于 槽6的位置开一个导线引出孔7，参见图3；如果是双头直螺栓或双头弯螺栓，则需要在双头 说 明 书CN 102278126 A。
13、 CN 102278130 A 3/3页 5 螺栓上沿轴向开槽6，所开槽6连通双头螺栓的任意一头，参见图4。 0037 2)在槽6内预埋应变传感器元件4和用于连接应变传感器元件的导线5，并用密 封胶10封装。 0038 3)将导线5从螺栓的槽中引出；如果是单头斜螺栓，需将导线5从螺栓头部帽8的 导线引出孔7引出，参见图3；如果是双头直螺栓或双头弯螺栓，则需要将导线5从双头螺 栓开槽的头部引出，参见图4。 0039 4)将螺栓3安装在盾构隧道相邻两管片之间，并连接紧固，导线5接入测试仪器。 如果是单头斜螺栓，参见图1，直接在进行上述操作后进行螺栓3安装紧固，即将单头螺栓 倾斜或横向地穿过盾构隧道。
14、相邻两预制钢筋混凝土管片之中的一个管片的连接孔，与预埋 在另一个管片中的螺帽连接紧固，用导线5将应变传感器元件接入测试仪器；如果是双头 弯螺栓或双头直螺栓，参见图2，直接将双头螺栓穿过盾构隧道相邻两管片之间的连接孔， 两头用螺母9连接紧固，最后用导线5将应变传感器元件接入测试仪器。 0040 本发明主要是通过采用光纤光栅传感器进行测试，利用光纤光栅传感器的纤细特 征，在螺栓内开槽预埋，然后封装，螺栓在安装后与螺孔混凝土结构内壁不会产生接触，保 证了螺栓上传感器和导线的成活率。 说 明 书CN 102278126 A CN 102278130 A 1/3页 6 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102278126 A CN 102278130 A 2/3页 7 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102278126 A CN 102278130 A 3/3页 8 图6 图7 说 明 书 附 图CN 102278126 A 。