一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置及检测系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置及检测系统，本发明专利技术涉及隧道质量检测装置及检测系统领域，一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，通过以下方案实现：包括顶板

【技术实现步骤摘要】
一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置及检测系统


[0001]本专利技术涉及隧道质量检测装置及检测系统领域，具体涉及一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置及检测系统
。

技术介绍

[0002]隧道衬砌的混凝土浇筑质量控制是隧道施工中非常重要的环节
。
传统的混凝土浇筑质量控制方法主要依靠施工人员的经验和感觉，存在操作主观性强
、
准确度低等问题
。
特别是在混凝土浇筑过程中，施工人员无法实时准确地了解混凝土的受力状态和浇筑质量，容易导致浇筑质量不稳定
、
缺陷和工程事故的发生
。
因此，需要一种能够实时监测混凝土应力变化并控制浇筑质量的方法来解决上述问题
。
[0003]随着自动化电子时代的发展进步，通过压力传感器和应变片检测隧道拱顶空洞的方法已经被普遍使用，但也由于压力传感器和应变片灵敏度比较高，受环境的影响比较大，检测结果会造成误差，甚至导致误判
。
虽然应变片在应用的过程中比压力传感器的可调整性强，也意味着不同的安装结构对应变片的检测性能影响很大，因此，在实际操作过程中，需要根据具体的检测客体，检测客体的结构
、
所要检测的精确度等因素对应变片的安装结构进行设置，以保证应变片的安装稳定性
、
灵敏度和精确度
。
[0004]有鉴于此，特提出本申请
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供涉及一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置及检测系统，利用铜块的化学性能稳定，硬度适中的特点将铜块作为应变片的载体，通过设置基座和顶块，使应变片与混凝土不直接接触
、
应变片设置在铜块的侧面并设置橡胶条将铜块保护起来，构成一个稳定的预制识别装置，解决现有技术中应变片受外界环境影响大，精确度不高的问题
。
[0006]本专利技术实施例提供一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，通过以下方案实现：包括顶板
、
基座
、
铜块和设置在铜块侧壁上的应变片，顶板和基座平行安装在铜块的两端，铜块设置在顶板和基座形成的空间的中心位置内，铜块外侧设置有若干橡胶条，每一根橡胶条一端连接顶板，且另一端连接基座，每一根橡胶条平行与铜块，应变片上设置有引线
。
[0007]优选地，橡胶条与铜块之间存在间隙
。
[0008]优选地，顶板和铜块之间设置有第一橡胶层，基座与铜块之间设置有第二橡胶层，第一橡胶层和第二橡胶层的厚度均为
d
，应变片的厚度为
d0，其中，
d0<d<2d0。
[0009]优选地，铜块为横截面均匀的立体块，应变片的横向长度大于或等于铜块的径向长度
。
[0010]优选地，应变片与铜块之间通过粘接和螺钉连接的方式叠加连接
。
[0011]优选地，橡胶条有四根，四根橡胶条在顶板或基座上的安装位置构成四边形，铜块
在顶板或基座上的安装位置处于四边形的中心
。
[0012]优选地，基座外侧底面上覆盖有胶层，胶层外侧覆盖有剥离纸
。
[0013]为了更好的达到上述目的，本专利技术实施例还提供一种基于应力检测隧道拱顶空洞的检测系统，包括上述识别装置，还包括：
[0014]校准装置，校准装置与铜块连接，在对隧道拱顶空洞检测前将已知应力施加到识别装置上，检验识别装置输出值与已知值的差异，从而进行校准；数据采集装置，数据采集装置通过引线与识别装置连接，收集识别装置识别到的应力值；数据传输装置，数据传输装置与数据采集装置连接，并将数据采集装置识别到的应力值进行传输；数据管理装置，数据管理装置与数据传输装置连接，且接收并处理应力值
。
报警装置，报警装置连接数据管理装置，在应力值达到预设阈值时，会启动报警功能；可视化界面，可视化界面连接数据管理装置，显示隧道拱顶应力值的变化情况，数据传输装置可同时传输多个所述识别装置的信息
。
[0015]优选地，校准装置上还连接有温度传感器，数据采集装置与识别装置连接，温度传感器与可视化界面连接，温度传感器与识别装置连接
。
[0016]优选地，数据管理装置上还连接有结构模型集成装置，结构模型集成装置连接可视化界面，结构模型集成装置将多个应力值与隧道结构模型进行关联，实现应力值分布的模拟和预测
。
[0017]本专利技术实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0018]1、
本专利技术实施例提供的一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，核心在于提供一个预制识别装置，利用铜块的化学性能稳定，硬度适中的特点将铜块作为应变片的载体，即将铜块作为拱顶混凝土结构的一部分，在混凝土浇筑过程中，铜块处于受到混凝土挤压的状态，通过应变片检测铜块的应力情况，间接反映出混凝土的浇筑状态和质量，设置顶板，使铜块顶部不与混凝土接触，上述结构构成了一个相对与混凝土独立的铜块和应力片组合构件，减少了混凝土对铜块和应力片性能的影响，同时也方便校准，提高了识别装置的精确度和调节的灵活性
。
将应变片设置在铜块的侧壁上，可以检测隧道拱顶多方向的应力，还可以方便后期的安装
、
维护和校准，橡胶条的设置可以减少应变片在竖直和水平多个方向上不受影响，保证识别装置的稳定性，上述结构构成了一个完整的预制体识别装置，在使用时可以将预制体直接安装在隧道拱顶上，方便现场施工和使用，同时，上述结构简单，实用性强，同时克服了现有技术中应变片识别检测误差大，不精确的问题
。
[0019]2、
将橡胶条和铜块之间设置间隙，形成不接触形式的保护，保证在使用时，应变片除了与铜块接触外不与其他固体物质接触，此结构给应变片提供了一个不被干扰的空间，此时橡胶条不仅可以保护铜块和应变片，而且不会影响应变片的灵敏性，橡胶条也不会对铜块产生干扰，同时也方便单独对铜块或者应变片进行校准
。
[0020]3、
本专利技术实施例提供的一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，设置第一橡胶层和第二胶层，使
d0<d<2d0的目的是为了减少温度的变化影响识别装置的精确度，当只是温度变化引起隧道拱顶产生应力时，由于应力片的敏感度比较高，为了减少温度的变化产生，此时只是第一橡胶层和第二橡胶层受力产生形变，还不会达到传递给铜块的程度，自然应力片也不会收到影响，当应力传递给铜块时，此时即隧道拱顶产生了空洞，识别装置将对空洞进行精确的识别，当然，这里的第一橡胶层和第二胶层的厚度不能过大或者过小，当第一橡胶层和第二胶层的厚度过大，会影响识别装置的灵敏性，即使隧道拱顶产生了空洞，应
力也不会传递给铜块，当第一橡胶层和第二胶层的厚度过小时，不足以避免温度产生的误差，当在
d0<d<2d0范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，包括顶板
(1)、
基座
(2)、
铜块
(3)
和设置在铜块
(3)
侧壁上的应变片
(4)
，所述顶板
(1)
和基座
(2)
平行安装在所述铜块
(3)
的两端，所述铜块
(3)
设置在所述顶板
(1)
和基座
(2)
形成的空间的中心位置内，所述铜块
(3)
外侧设置有若干橡胶条
(5)
，每一根所述橡胶条
(5)
一端连接顶板
(1)
，且另一端连接所述基座
(2)
，每一根所述橡胶条
(5)
平行于所述铜块
(3)
，所述应变片
(4)
上设置有引线
(6)。2.
根据权利要求1所述的一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，其特征在于，所述橡胶条
(5)
与铜块
(3)
之间存在间隙
。3.
根据权利要求2所述的一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，其特征在于，所述顶板
(1)
和所述铜块
(3)
之间设置有第一橡胶层
(7)
，所述基座
(2)
与铜块
(3)
之间设置有第二橡胶层
(8)
，所述第一橡胶层
(7)
和第二橡胶层
(8)
的厚度均为
d
，所述应变片
(4)
的厚度为
d0，其中，
d0<d<2d0。4.
根据权利要求3所述的一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，其特征在于，所述铜块
(3)
为横截面均匀的立体块，所述应变片
(4)
的横向长度大于或等于所述铜块
(3)
的径向长度
。5.
根据权利要求1所述的一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，其特征在于，所述应变片
(4)
与所述铜块
(3)
之间通过粘接和螺钉连接的方式叠加连接
。6.
根据权利要求1所述的一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，其特征在于，所述橡胶条
(5)
有四根，四根所述橡胶条
(5)
在顶板
(1)
或基座
(2)
上的安装位置构成四边形，所述铜块
(3)
在顶板
(1)
或基座
(2)
上的安装位置处于所述四边形的中心
。7.
根据权利要求1所述的一种基于应力检测隧道拱顶空洞的识别装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：奉建军，丁文云，周斌，温晓凯，李贵民，郭永发，袁浩，任育珍，赵峰，曾荔，林元铖，赵胜杰，李强，华谦，
申请(专利权)人：中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：