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一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置及其使用方法
【專利摘要】一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置，其特征在于：它包括測(cè)試支桿(1)、左測(cè)量觸腳(2)、右測(cè)量觸腳(3)、測(cè)量?jī)x表(4)和平衡氣泡(5)，所述測(cè)試支桿(1)左右兩端分別固定裝有左測(cè)量觸腳(2)和右測(cè)量觸腳(3)；在測(cè)試支桿(1)上位于左測(cè)量觸腳(2)和右測(cè)量觸腳(3)正中間位置裝有測(cè)量?jī)x表(4),測(cè)量?jī)x表(4)的測(cè)針(401)可以上下滑動(dòng)，測(cè)針(401)滑動(dòng)位移值能夠通過(guò)測(cè)量?jī)x表(4)讀取，測(cè)量支桿(1)上靠近測(cè)量?jī)x表(4)的位置設(shè)有平衡氣泡(5)，平衡氣泡(5)能夠用來(lái)判斷測(cè)量支桿(1)與待測(cè)量線是否垂直或平行，所述測(cè)試儀表(4)安裝位置上下可調(diào)。本發(fā)明利用平衡氣泡判斷測(cè)試裝置與測(cè)試部位的相一致性，通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)可以計(jì)算得到盾構(gòu)隧道斷面的曲率，整個(gè)裝置建構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
【專利說(shuō)明】一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工程檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體講就是涉及一種用于盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著大型交通工程技術(shù)的發(fā)展，尤其是城市軌道交通工程的快速發(fā)展，隧道盾構(gòu)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，隧道盾構(gòu)是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法，它是將盾構(gòu)機(jī)械在地中推進(jìn)，通過(guò)盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時(shí)在開(kāi)挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開(kāi)挖，通過(guò)出土機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法。盾構(gòu)法施工是一個(gè)非常復(fù)雜的工程過(guò)程，它對(duì)周圍環(huán)境的影響與施工技術(shù)環(huán)節(jié)密切相關(guān)。盾構(gòu)法施工引起地層損失以及對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)的影響與施工的具體細(xì)節(jié)是分不開(kāi)的。因此，盾構(gòu)理論分析準(zhǔn)確把握盾構(gòu)施工的主要因素才能得出符合實(shí)際情況的結(jié)果。而盾構(gòu)隧道斷面的形狀尺寸是分析盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和安全狀態(tài)的主要依據(jù)。當(dāng)前現(xiàn)有的隧道結(jié)構(gòu)斷面性狀主要采用全站儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量精度受測(cè)量環(huán)境、測(cè)點(diǎn)布置和表面平整度等影響大，測(cè)點(diǎn)需要特殊設(shè)置，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施測(cè)試必須是測(cè)量專業(yè)人員。
[0003]中國(guó)專利CN1318730A公開(kāi)了一種精確測(cè)量任意凸凹曲面的曲率半徑和曲率的測(cè)量?jī)x器，包括測(cè)量架，測(cè)腳和儀表，其測(cè)腳采用左、中、右三只測(cè)腳，中測(cè)腳通過(guò)套管裝在疊置在一起的連接架和測(cè)量架的中心孔內(nèi)，并與儀表相連。儀表通過(guò)表座固定在套管和測(cè)量架上，中測(cè)腳可在套管內(nèi)滑動(dòng)，并由鎖緊螺母鎖緊，左右測(cè)腳的上端分別固定在相互嚙合雙聯(lián)齒輪上，雙聯(lián)齒輪通過(guò)通過(guò)齒輪軸裝在連接架上，連接架由測(cè)量架壓緊。該專利技術(shù)公開(kāi)的是現(xiàn)代加工【技術(shù)領(lǐng)域】，其測(cè)量的是加工產(chǎn)品，需要測(cè)量的數(shù)據(jù)較多，而盾構(gòu)隧道的斷面面積較大，能夠測(cè)量數(shù)據(jù)有限，導(dǎo)致現(xiàn)有測(cè)量裝置不適用于盾構(gòu)隧道的斷面曲率的測(cè)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的:針對(duì)現(xiàn)有的測(cè)試裝置無(wú)法用于盾構(gòu)隧道斷面的曲率測(cè)試的技術(shù)缺陷，提供一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置，整個(gè)裝置建構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0005]技術(shù)方案
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置，其特征在于:它包括測(cè)試支桿、左測(cè)量觸腳、右測(cè)量觸腳、測(cè)量?jī)x表和平衡氣泡，所述測(cè)試支桿左右兩端分別固定裝有左測(cè)量觸腳和右測(cè)量觸腳；在測(cè)試支桿上位于左測(cè)量觸腳和右測(cè)量觸腳正中間位置裝有測(cè)量?jī)x表，測(cè)量?jī)x表的測(cè)針可以上下滑動(dòng)，測(cè)針滑動(dòng)位移值能夠通過(guò)測(cè)量?jī)x表讀取，測(cè)量支桿上靠近測(cè)量?jī)x表的位置設(shè)有平衡氣泡，平衡氣泡能夠用來(lái)判斷測(cè)量支桿與待測(cè)量線是否垂直或平行，所述測(cè)試儀表安裝位置上下可調(diào)。
[0007]進(jìn)一步，所述測(cè)試儀表為百分表，百分表安裝位置能夠上下調(diào)整。
[0008]進(jìn)一步，所述左測(cè)量觸腳和右測(cè)量觸腳距離為700mm或100mm ;左右觸腳距離為700mm的裝置，可以測(cè)試曲率半徑在1.5m?5m范圍；左右觸腳距離為100mm的裝置，可以測(cè)試曲率半徑在3m?9m范圍。
[0009]進(jìn)一步，所述平衡氣泡距離測(cè)量?jī)x表為50?100mm。
[0010]上述盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置的使用方法，其特征在于，它包括以下幾個(gè)步驟:
[0011](I)根據(jù)需要測(cè)量的盾構(gòu)隧道斷面直徑和凹凸測(cè)試面調(diào)整測(cè)試儀表的安裝高度，使其用于凹面或凸面曲率半徑測(cè)試；
[0012](2)利用校準(zhǔn)尺對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，讀取測(cè)試裝置的初始數(shù)據(jù)，包括測(cè)試儀表的初始讀數(shù)s0，以及量測(cè)左測(cè)量觸腳和右測(cè)量觸腳與測(cè)量?jī)x器的測(cè)針距離分別為11、12 ；
[0013](3)安放測(cè)試裝置，即通過(guò)調(diào)整測(cè)試支桿測(cè)腳和測(cè)腳與待測(cè)量盾構(gòu)隧道斷面上的測(cè)試線之間的位置使測(cè)試支桿上的平衡氣泡達(dá)到居中，從而確定測(cè)試裝置安放位置；
[0014](4)讀取測(cè)量?jī)x表的讀數(shù)Si，計(jì)算此時(shí)測(cè)量部位的測(cè)量值s = I sl-sO I ；
[0015](5)按照下式公式:
「一I/1./2 + /
[0016]r —-


cIs
[0017]計(jì)算盾構(gòu)隧道測(cè)試部位的曲率半徑r。
[0018]進(jìn)一步，所述步驟(2)中，利用水平校準(zhǔn)尺對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，即將測(cè)試儀器的測(cè)針、左測(cè)量觸腳和右測(cè)量觸腳對(duì)準(zhǔn)水平校準(zhǔn)尺的校準(zhǔn)面，記錄測(cè)量?jī)x器的測(cè)量讀數(shù)，連續(xù)校準(zhǔn)測(cè)量不少于3次，測(cè)量?jī)x器中讀數(shù)小于0.02_才達(dá)到校準(zhǔn)要求。
[0019]有益效果
[0020]本發(fā)明提供的盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置，利用平衡氣泡判斷測(cè)試裝置與測(cè)試部位的相一致性，通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)可以計(jì)算得到盾構(gòu)隧道斷面的曲率，整個(gè)裝置建構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021 ] 附圖1是本發(fā)明的俯視圖。
[0022]附圖2是本發(fā)明的主視圖。
[0023]附圖3是本發(fā)明中步驟2中校準(zhǔn)示意圖。
[0024]附圖4是本發(fā)明中步驟3中進(jìn)行測(cè)試示意圖。
[0025]附圖5是本發(fā)明中曲率半徑計(jì)算原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]實(shí)施例
[0028]如附圖1和2所示，一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置，其特征在于:它包括測(cè)試支桿1、左測(cè)量觸腳2、右測(cè)量觸腳3、測(cè)量?jī)x表4和平衡氣泡5，所述測(cè)試支桿I左右兩端分別固定裝有左測(cè)量觸腳2和右測(cè)量觸腳3 ;在測(cè)試支桿I上位于左測(cè)量觸腳2和右測(cè)量觸腳3正中間位置裝有測(cè)量?jī)x表4，測(cè)量?jī)x表4的測(cè)針401可以上下滑動(dòng)，測(cè)針401滑動(dòng)位移值能夠通過(guò)測(cè)量?jī)x表4讀取，測(cè)量支桿I上靠近測(cè)量?jī)x表4的位置設(shè)有平衡氣泡5，平衡氣泡5能夠用來(lái)判斷測(cè)量支桿I與待測(cè)量線是否垂直或平行，所述測(cè)試儀表4安裝位置上下可調(diào)。
[0029]所述測(cè)試儀表4為百分表，百分表安裝位置能夠上下調(diào)整。
[0030]所述左測(cè)量觸腳2和右測(cè)量觸腳3距離為700mm或1000mm。左右觸腳距離為700mm的裝置，可以測(cè)試曲率半徑在1.5m?5π!范圍；左右觸腳距離為100mm的裝置，可以測(cè)試曲率半徑在3m?9m范圍。
[0031]所述平衡氣泡5距離測(cè)量?jī)x表4為50?100mm。
[0032]上述盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置的使用方法，其特征在于，它包括以下幾個(gè)步驟:
[0033]第一步，根據(jù)需要測(cè)量的盾構(gòu)隧道斷面直徑和凹凸測(cè)試面調(diào)整測(cè)試儀表的安裝高度，使其用于凹面或凸面曲率半徑測(cè)試；
[0034]第二步，如附圖3所示，利用校準(zhǔn)尺對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，讀取測(cè)試裝置的初始數(shù)據(jù)，包括測(cè)試儀表4的初始讀數(shù)sO，以及量測(cè)左測(cè)量觸腳2和右測(cè)量觸腳3與測(cè)量?jī)x器的測(cè)針401距離分別為11、12;
[0035]第三步，如附圖4所示，安放測(cè)試裝置，即通過(guò)調(diào)整測(cè)試支桿測(cè)腳2和測(cè)腳3與待測(cè)量盾構(gòu)隧道斷面上的測(cè)試線之間的位置使測(cè)試支桿上的平衡氣泡5達(dá)到居中，從而確定測(cè)試裝置安放位置；
[0036]第四步，讀取測(cè)量?jī)x表4的讀數(shù)Si，計(jì)算此時(shí)測(cè)量部位的測(cè)量值s = I sl-sO I ；
[0037]第五步，如附圖5所示，按照下式公式:
/1-/2 + /
[0038]r =-；-
[0039]計(jì)算盾構(gòu)隧道測(cè)試部位的曲率半徑r。
[0040]進(jìn)一步，所述第二步，利用水平校準(zhǔn)尺對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，即將測(cè)試儀器的測(cè)針401、左測(cè)量觸腳2和右測(cè)量觸腳3對(duì)準(zhǔn)水平校準(zhǔn)尺的校準(zhǔn)面，記錄測(cè)量?jī)x器的測(cè)量讀數(shù)，連續(xù)校準(zhǔn)測(cè)量不少于3次，測(cè)量?jī)x器中讀數(shù)小于0.02mm才達(dá)到校準(zhǔn)要求。
[0041]本發(fā)明基于盾構(gòu)隧道工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)盾構(gòu)隧道斷面形狀尺寸的測(cè)量，為分析、評(píng)價(jià)盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和安全狀態(tài)提供依據(jù)。本發(fā)明所提供的測(cè)量裝置，不僅用于盾構(gòu)隧道斷面形狀尺寸的測(cè)量，也可用于頂管工程結(jié)構(gòu)斷面或管片鋼模具曲率半徑測(cè)試，根據(jù)本方法確定的斷面形狀曲率半徑的測(cè)量，進(jìn)一步可以確定隧道斷面橢圓度、斷面收斂值、管片連接處張開(kāi)角度等，為已完成盾構(gòu)隧道的內(nèi)力計(jì)算和修復(fù)提供依據(jù)，也是成型盾構(gòu)隧道形狀驗(yàn)收的有效方法。只需簡(jiǎn)單測(cè)試幾個(gè)數(shù)值就可以得到盾構(gòu)隧道斷面的曲率，整個(gè)裝置建構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
【權(quán)利要求】
1.一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置，其特征在于:它包括測(cè)試支桿(I)、左測(cè)量觸腳(2)、右測(cè)量觸腳(3)、測(cè)量?jī)x表(4)和平衡氣泡(5)，所述測(cè)試支桿(I)左右兩端分別固定裝有左測(cè)量觸腳(2)和右測(cè)量觸腳(3)，在測(cè)試支桿(I)上位于左測(cè)量觸腳(2)和右測(cè)量觸腳⑶正中間位置裝有測(cè)量?jī)x表⑷，測(cè)量?jī)x表⑷的測(cè)針(401)可以上下滑動(dòng)，測(cè)針(401)滑動(dòng)位移值能夠通過(guò)測(cè)量?jī)x表(4)讀取，測(cè)量支桿(I)上靠近測(cè)量?jī)x表(4)的位置設(shè)有平衡氣泡(5)，平衡氣泡(5)能夠用來(lái)判斷測(cè)量支桿(I)與待測(cè)量線是否垂直或平行，所述測(cè)試儀表(4)安裝位置上下可調(diào)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置，其特征在于:所述測(cè)試儀表(4)為百分表，百分表安裝位置能夠上下調(diào)整。
3.如權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置，其特征在于:所述左測(cè)量觸腳⑵和右測(cè)量觸腳⑶距離為700mm或1000mm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置，其特征在于:所述平衡氣泡(5)距離測(cè)量?jī)x表(4)為50?100mm。
5.如上述權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置的使用方法，其特征在于，它包括以下幾個(gè)步驟: (1)根據(jù)需要測(cè)量的盾構(gòu)隧道斷面直徑和凹凸測(cè)試面調(diào)整測(cè)試儀表的安裝高度，使其用于凹面或凸面曲率半徑測(cè)試； (2)利用校準(zhǔn)尺對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，讀取測(cè)試裝置的初始數(shù)據(jù)，包括測(cè)試儀表(4)的初始讀數(shù)s0，以及量測(cè)左測(cè)量觸腳⑵和右測(cè)量觸腳⑶與測(cè)量?jī)x器的測(cè)針(401)距離分別為U、12 ； (3)安放測(cè)試裝置，即通過(guò)調(diào)整測(cè)試支桿測(cè)腳(2)和測(cè)腳(3)與待測(cè)量盾構(gòu)隧道斷面上的測(cè)試線之間的位置使測(cè)試支桿上的平衡氣泡(5)達(dá)到居中，從而確定測(cè)試裝置安放位置； (4)讀取測(cè)量?jī)x表(4)的讀數(shù)Si，計(jì)算此時(shí)測(cè)量部位的測(cè)量值S=sl-sO ； (5)按照下式公式:
/1-/2 + / r --
2s 計(jì)算盾構(gòu)隧道測(cè)試部位的曲率半徑r。
6.如權(quán)利要求5所述的一種盾構(gòu)隧道斷面曲率半徑測(cè)試裝置的使用方法，其特征在于:所述步驟(2)中，利用水平校準(zhǔn)尺對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，即將測(cè)試儀器的測(cè)針(401)、左測(cè)量觸腳(2)和右測(cè)量觸腳(3)對(duì)準(zhǔn)水平校準(zhǔn)尺的校準(zhǔn)面，記錄測(cè)量?jī)x器的測(cè)量讀數(shù)，連續(xù)校準(zhǔn)測(cè)量不少于3次，測(cè)量?jī)x器中讀數(shù)小于0.02_才達(dá)到校準(zhǔn)要求。
【文檔編號(hào)】G01B5/20GK104236430SQ201410380349
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】蔡來(lái)炳, 周紅波 申請(qǐng)人:上海建科工程咨詢有限公司