[实用新型]一种海底隧道复合式衬砌的结构受力测试装置

说明书

本实用新型提供了一种海底隧道复合式衬砌的结构受力测试装置，包括受测的复合式衬砌结构、传感器组，所述传感器组包括土压力盒、渗压计、钢筋应力计、混凝土应变计；所述受测的复合式衬砌结构包括初期支护与设置于初期支护内侧的二次衬砌；所述土压力盒和渗压计设置于初期支护内，所述钢筋应力计设置于二次衬砌的环向主筋上，所述混凝土应变计设置于二次衬砌的混凝土中；所述传感器组设置于受测的复合式衬砌结构的拱顶、两侧拱肩、两侧拱腰和仰拱位置。本实用新型安装、读取数据操作简单，对现场施工的干扰小，不影响隧道施工进度，且价格合理，成本低，经济效益高；可实现对海底隧道复合式衬砌的结构受力特性进行长期实时地、准确地监测。

技术领域

本实用新型属于隧道施工监测技术，特别涉及一种海底隧道复合式衬砌的结构受力测试装置。

背景技术

随着我国基础设施建设有序推进，出现了大量的海底隧道工程。海底隧道承受较高的恒定水头作用，水压力在隧道受力体系中的地位非常重要，但现有规范没有给出明确的衬砌外水压力计算方法，因此，确定衬砌结构外水压力，以及衬砌结构内力对于海底隧道建设是至关重要的。

目前，海底隧道复合式衬砌受力的研究方法主要有：1.理论分析及数值计算方法，通过理论解析解或数值计算软件分析海底衬砌结构受力，但是实际工程情况非常复杂，为简化计算，以上两种方法需要作大量假设，可以得到基本规律，却很难得到准确的结果；2.应变片法，在结构表面粘贴应变片监测结构应变，进而通过计算得到应力，应变片具有分辨率高、误差小和价格低廉等优点，但是操作复杂繁琐，并且应变片易损坏，现场试验使用有较大困难；3.光纤传感器监测法，光纤传感器具有灵敏度高，数据传输损耗小，抗电磁干扰强的优点，但价格昂贵，经济效益低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，实用新型提供了一种海底隧道复合式衬砌的结构受力测试装置，能够实时、准确地衬砌结构所受水、土压力及关键部位内力，进而明晰衬砌的工作状态，能有效的指导现场施工，保证施工安全；仪器结构简单、稳定性好、数据可靠等优点，并且安装简单，对现场施工的干扰小，且价格合理，成本低，经济效益高。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供了一种海底隧道复合式衬砌的结构受力测试装置，包括受测的复合式衬砌结构、传感器组，所述传感器组包括土压力盒、渗压计、钢筋应力计、混凝土应变计；所述受测的复合式衬砌结构包括初期支护与设置于所述初期支护内侧的二次衬砌；所述土压力盒和渗压计设置于所述初期支护内，所述钢筋应力计设置于所述二次衬砌的环向主筋上，所述混凝土应变计设置于所述二次衬砌的混凝土中；所述传感器组设置于所述受测的复合式衬砌结构的拱顶、两侧拱肩、两侧拱腰和仰拱位置。

可选的，所述传感器组包括一个土压力盒、一个渗压计、两个钢筋应力计、两个混凝土应变计。

可选的，所述土压力盒为振弦式双膜压力盒，可监测所述初期支护与所述二次衬砌的接触压力；所述渗压计为振弦式孔隙水压力传感器，可监测所述初期支护外水压力；所述钢筋应力计为振弦式应力计，可监测所述二次衬砌的环向主筋应力；所述混凝土应变计为振弦式应变计，可监测所述二次衬砌的混凝土应变。

可选的，所述土压力盒埋设于所述初期支护内，所述土压力盒的感应面与所述初期支护内表面相平；所述渗压计安装于所述初期支护内，所述渗压计感应面超出所述初期支护外表面；所述钢筋应力计焊接在所述二次衬砌的内侧、外侧的所述环向主筋上，所述钢筋应力计感应方向与所述环向主筋受力方向一致；所述混凝土应变计绑扎于所述二次衬砌的钢筋笼内部的内侧和外侧，所述混凝土应变计感应方向与所述钢筋应力计的感应方向一致。

可选的，所述土压力盒埋设于所述初期支护内表面上的圆形空槽中，所述土压力盒前方设有一个装砂布袋，所述圆形空槽内土压力盒四周空隙填充有水泥砂浆。

可选的，所述渗压计埋设于所述初期支护上的贯穿孔中，所述渗压计前方设有一个装砂布袋，所述贯穿孔内所述渗压计四周空隙填充有水泥砂浆。