一种沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于沉管隧道工程、智能监测技术领域，尤其是涉及一种沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置。包括设在最终接头内部混凝土表面的S形光缆保护装置，所述光缆保护装置下方铺设封底垫板；所述光缆保护装置内设有光栅阵列应变感测光缆，使之能够同步受力变形；连接好的光栅阵列应变感测光缆连接波分时分复用的高速光纤光栅解调仪；在路面左右两侧分别布置有一个低频加速度传感器。本实用新型专利技术能够识别超载、动载幅度和临时停车等异常事件，并可评估局部不均匀沉降对于最终接头通车运行的影响。运行的影响。运行的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置


[0001]本技术属于沉管隧道工程、智能监测
，尤其是涉及一种沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置。

技术介绍

[0002]大型沉管隧道整体实施难度高，设计方案复杂，施工设备、工艺、方法要求高，且水下隐蔽工程不易直观发现风险。特别是作为核心环节的最终接头段管节，需要经过顶推、止水带止水、现场后浇筑施工等系列工艺才能实现与常规沉管管节联通，因此最终接头安全方面的风险突出，需要一套专门的结构安全监测系统来达到整体监控的需求。
[0003]当前，并没有沉管隧道最终接头安全监测的系统方案。现有的常规沉管隧道施工和运维监测方面的技术主要集中在沉管隧道常规管节接头变形监控、端封门变形变位监控、沉管浮运安装姿态监控三方面。第一类管节接头变形主要是通过在三维方向安装振弦式位移计或者光纤光栅位移计来实现变形监控；第二类端封门变形变位监控是针对施工安装期端封门的变形及应力进行监控，以实现施工安全；第三类浮运姿态监控主要是针对沉放过程中船舶和沉管的动态参数进行监控实现作业安全和作业精度管控。依靠现有三类技术无法实现以下功能：识别不均匀沉降导致沉管接头错台在车辆运行时的动态冲击，识别最终接头违规停车和车辆超载。

技术实现思路

[0004]本技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置。
[0005]为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置，包括设在最终接头内部混凝土表面的S形光缆保护装置，光缆保护装置下方铺设封底垫板；所述光缆保护装置内设有光栅阵列应变感测光缆，使之能够同步受力变形；连接好的光栅阵列应变感测光缆连接波分时分复用的高速光纤光栅解调仪；在路面左右两侧分别布置有一个低频加速度传感器。
[0007]进一步的，所述光缆保护装置为条形的U型碳纤维块，除靠近最终接头位置的U型碳纤维块与行车方向垂直外，其余位置的U型碳纤维块的长度方向与行车方向的夹角大于90
°
。
[0008]进一步的，所述U型碳纤维块中心处设有装配光栅阵列应变感测光缆用的弧形槽体，相邻的U型碳纤维块之间通过弧形拐角保护槽进行连接。
[0009]进一步的，所述低频加速度传感器为竖向拾振器A和竖向拾振器B。
[0010]进一步的，所述光栅阵列应变感测光缆使用拉丝塔工艺连续刻蚀Bragg光栅阵列并铠装处理得到，光栅分布间距为0.5m。
[0011]进一步的，所述U型碳纤维块宽度为3cm、高度为1.5cm。
[0012]进一步的，所述弧形槽体的内径为12mm、整体高度为12mm。
[0013]更进一步的，所述弧形拐角保护槽为转角半径为15cm的弧形双头接头，包括85和95两种规格。
[0014]本技术具有的优点和积极效果是：
[0015]本技术的沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置，通过以下设置识别超载、动载幅度和临时停车等异常事件，并可评估局部不均匀沉降对于最终接头通车运行的影响：
[0016]1、在最终接头内部设光缆保护装置，所述光缆保护装置内通过双组分抗压强度不低于60MPa的结构胶粘贴有光栅阵列应变感测光缆，所有光缆保护装置在路面形成S形阵列分布，从而能够感测整个路面的应变幅值和应变的阶段性变化，识别超载、动载幅度和临时停车等异常事件。
[0017]2、为了对光缆进行保护和装配连接，光缆保护装置为长条形的U型碳纤维块，U型碳纤维块中心处设有装配光栅阵列应变感测光缆用的弧形槽体，相邻的U型碳纤维块之间通过弧形拐角保护槽进行连接，U型碳纤维块下方铺设封底垫板；
[0018]3、在路面左右两侧分别布置有一个低频加速度传感器，这是为了测量车辆通过时，垂直于车辆运行方向产生的冲击振动。
[0019]附图说明：
[0020]图1是沉管隧道最终接头动载、超载和停车识别装置的示意图；
[0021]图2是光缆保护装置的截面示意图。
[0022]其中：1、U型碳纤维块；2、光栅阵列应变感测光缆；3、结构胶；4、封底垫板；5、竖向拾振器A；6、竖向拾振器B；7、管节接头；8、常见两轴四轮车辆荷载作用分布点；9、95弧形拐角保护槽；10、85弧形拐角保护槽。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图；对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本技术保护的范围。
[0024]如图1
‑
2所示，本技术提供了一种沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置，包括设在最终接头内部的光缆保护装置，所述光缆保护装置为放置在混凝土表面的多个长条形U型碳纤维块1；除靠近最终接头位置的U型碳纤维块1与行车方向垂直外，其余位置的U型碳纤维块1的长度方向与行车方向的夹角大于90
°
；U型碳纤维块1中心处设有装配光栅阵列应变感测光缆2用的弧形槽体，相邻的U型碳纤维块1之间通过弧形拐角保护槽进行连接，从而所有U型碳纤维块1形成S形阵列分布；U型碳纤维块1下方铺设厚度为2mm的封底垫板4；
[0025]所述U型碳纤维块1的弧形槽体内粘贴有光栅阵列应变感测光缆2，使之能够同步受力变形；光栅阵列应变感测光缆2使用双组分抗压强度不低于60MPa的结构胶3进行粘贴；在铺装好光栅阵列应变感测光缆2的路面上铺设有沥青混凝土；临近管节接头7约200mm的位置粘贴有垂直于最终接头轴向的光栅阵列应变感测光缆2；
[0026]优选的，所述光栅阵列应变感测光缆2使用拉丝塔工艺连续刻蚀Bragg光栅阵列并
铠装处理得到，光栅分布间距为0.5m，使其具备较强的强度和抗冲击性；
[0027]所述光栅阵列应变感测光缆与大于50Hz的波分时分复用的高速光纤光栅解调仪连接以测试安装质量；
[0028]在路面左右两侧分别布置有一个低频加速度传感器，具体为：竖向拾振器A5和竖向拾振器B6；这两个传感器分别布置在靠近最终接头的常规管节止水带附近，这是为了测量车辆通过时，垂直于车辆运行方向产生的冲击振动；
[0029]优选的，所述U型碳纤维块1宽度为3cm、高度为1.5cm，长度需要根据路面宽度情况和几何关系计算出；所述弧形槽体的内径为12mm、整体高度为12mm；优选的，所述弧形拐角保护槽为转角半径为15cm的弧形双头接头，包括85和95两种规格。
[0030]如图1所示，沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置的监测方法包括如下步骤：
[0031]S1、在最终接头内部的混凝土表面放置多个长条形的U型碳纤维块1，除靠近最终接头位置的U型碳纤维块1与行车方向垂直外，其余位置的U型碳纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置，其特征在于：包括设在最终接头内部混凝土表面的S形光缆保护装置，光缆保护装置下方铺设封底垫板；所述光缆保护装置内设有光栅阵列应变感测光缆；连接好的光栅阵列应变感测光缆连接波分时分复用的高速光纤光栅解调仪；在路面左右两侧分别布置有一个低频加速度传感器。2.如权利要求1所述的沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置，其特征在于：所述光缆保护装置为条形的U型碳纤维块，除靠近最终接头位置的U型碳纤维块与行车方向垂直外，其余位置的U型碳纤维块的长度方向与行车方向的夹角大于90
°
。3.如权利要求2所述的沉管隧道最终接头的动载、超载和停车识别装置，其特征在于：所述U型碳纤维块中心处设有装配光栅阵列应变感测光缆用的弧形槽体，相邻的U型碳纤维块之间通过弧形拐角保护槽进行连接。4.如权利要求1所述的沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦博，蔡军，刘思国，李占鑫，纪宇阳，刘钊，樊士广，苏昕，张嘉泰，王红飞，时闽生，
申请(专利权)人：中交天津港湾工程研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：