一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置及其使用方法
【專利摘要】一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置，其特征在于：它包括測試支桿(1)、左測量觸腳(2)、右測量觸腳(3)、測量儀表(4)和平衡氣泡(5)，所述測試支桿(1)左右兩端分別固定裝有左測量觸腳(2)和右測量觸腳(3)；在測試支桿(1)上位于左測量觸腳(2)和右測量觸腳(3)正中間位置裝有測量儀表(4),測量儀表(4)的測針(401)可以上下滑動，測針(401)滑動位移值能夠通過測量儀表(4)讀取，測量支桿(1)上靠近測量儀表(4)的位置設有平衡氣泡(5)，平衡氣泡(5)能夠用來判斷測量支桿(1)與待測量線是否垂直或平行，所述測試儀表(4)安裝位置上下可調。本發明利用平衡氣泡判斷測試裝置與測試部位的相一致性，通過測試數據可以計算得到盾構隧道斷面的曲率，整個裝置建構簡單，操作方便。
【專利說明】一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于工程檢測【技術領域】，具體講就是涉及一種用于盾構隧道斷面曲率半徑測試的裝置。
【背景技術】
[0002]伴隨著大型交通工程技術的發展，尤其是城市軌道交通工程的快速發展，隧道盾構技術得到廣泛應用，隧道盾構是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將盾構機械在地中推進，通過盾構外殼和管片支承四周圍巖防止發生往隧道內的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預制混凝土管片，形成隧道結構的一種機械化施工方法。盾構法施工是一個非常復雜的工程過程，它對周圍環境的影響與施工技術環節密切相關。盾構法施工引起地層損失以及對相鄰結構的影響與施工的具體細節是分不開的。因此，盾構理論分析準確把握盾構施工的主要因素才能得出符合實際情況的結果。而盾構隧道斷面的形狀尺寸是分析盾構隧道結構的受力狀態和安全狀態的主要依據。當前現有的隧道結構斷面性狀主要采用全站儀進行測量，測量精度受測量環境、測點布置和表面平整度等影響大，測點需要特殊設置，現場實施測試必須是測量專業人員。
[0003]中國專利CN1318730A公開了一種精確測量任意凸凹曲面的曲率半徑和曲率的測量儀器，包括測量架，測腳和儀表，其測腳采用左、中、右三只測腳，中測腳通過套管裝在疊置在一起的連接架和測量架的中心孔內，并與儀表相連。儀表通過表座固定在套管和測量架上，中測腳可在套管內滑動，并由鎖緊螺母鎖緊，左右測腳的上端分別固定在相互嚙合雙聯齒輪上，雙聯齒輪通過通過齒輪軸裝在連接架上，連接架由測量架壓緊。該專利技術公開的是現代加工【技術領域】，其測量的是加工產品，需要測量的數據較多，而盾構隧道的斷面面積較大，能夠測量數據有限，導致現有測量裝置不適用于盾構隧道的斷面曲率的測量。
【發明內容】
[0004]本發明的目的:針對現有的測試裝置無法用于盾構隧道斷面的曲率測試的技術缺陷，提供一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置，整個裝置建構簡單，操作方便。
[0005]技術方案
[0006]為了實現上述技術目的，本發明設計一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置，其特征在于:它包括測試支桿、左測量觸腳、右測量觸腳、測量儀表和平衡氣泡，所述測試支桿左右兩端分別固定裝有左測量觸腳和右測量觸腳；在測試支桿上位于左測量觸腳和右測量觸腳正中間位置裝有測量儀表，測量儀表的測針可以上下滑動，測針滑動位移值能夠通過測量儀表讀取，測量支桿上靠近測量儀表的位置設有平衡氣泡，平衡氣泡能夠用來判斷測量支桿與待測量線是否垂直或平行，所述測試儀表安裝位置上下可調。
[0007]進一步，所述測試儀表為百分表，百分表安裝位置能夠上下調整。
[0008]進一步，所述左測量觸腳和右測量觸腳距離為700mm或100mm ;左右觸腳距離為700mm的裝置，可以測試曲率半徑在1.5m?5m范圍；左右觸腳距離為100mm的裝置，可以測試曲率半徑在3m?9m范圍。
[0009]進一步，所述平衡氣泡距離測量儀表為50?100mm。
[0010]上述盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置的使用方法，其特征在于，它包括以下幾個步驟:
[0011](I)根據需要測量的盾構隧道斷面直徑和凹凸測試面調整測試儀表的安裝高度，使其用于凹面或凸面曲率半徑測試；
[0012](2)利用校準尺對測試裝置進行校準，讀取測試裝置的初始數據，包括測試儀表的初始讀數s0，以及量測左測量觸腳和右測量觸腳與測量儀器的測針距離分別為11、12 ；
[0013](3)安放測試裝置，即通過調整測試支桿測腳和測腳與待測量盾構隧道斷面上的測試線之間的位置使測試支桿上的平衡氣泡達到居中，從而確定測試裝置安放位置；
[0014](4)讀取測量儀表的讀數Si，計算此時測量部位的測量值s = I sl-sO I ；
[0015](5)按照下式公式:
「一I/1./2 + /
[0016]r —-
cIs
[0017]計算盾構隧道測試部位的曲率半徑r。
[0018]進一步，所述步驟(2)中，利用水平校準尺對測試裝置進行校準，即將測試儀器的測針、左測量觸腳和右測量觸腳對準水平校準尺的校準面，記錄測量儀器的測量讀數，連續校準測量不少于3次，測量儀器中讀數小于0.02_才達到校準要求。
[0019]有益效果
[0020]本發明提供的盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置，利用平衡氣泡判斷測試裝置與測試部位的相一致性，通過測試數據可以計算得到盾構隧道斷面的曲率，整個裝置建構簡單，操作方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021 ] 附圖1是本發明的俯視圖。
[0022]附圖2是本發明的主視圖。
[0023]附圖3是本發明中步驟2中校準示意圖。
[0024]附圖4是本發明中步驟3中進行測試示意圖。
[0025]附圖5是本發明中曲率半徑計算原理示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例，對本發明做進一步說明。
[0027]實施例
[0028]如附圖1和2所示，一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置，其特征在于:它包括測試支桿1、左測量觸腳2、右測量觸腳3、測量儀表4和平衡氣泡5，所述測試支桿I左右兩端分別固定裝有左測量觸腳2和右測量觸腳3 ;在測試支桿I上位于左測量觸腳2和右測量觸腳3正中間位置裝有測量儀表4，測量儀表4的測針401可以上下滑動，測針401滑動位移值能夠通過測量儀表4讀取，測量支桿I上靠近測量儀表4的位置設有平衡氣泡5，平衡氣泡5能夠用來判斷測量支桿I與待測量線是否垂直或平行，所述測試儀表4安裝位置上下可調。
[0029]所述測試儀表4為百分表，百分表安裝位置能夠上下調整。
[0030]所述左測量觸腳2和右測量觸腳3距離為700mm或1000mm。左右觸腳距離為700mm的裝置，可以測試曲率半徑在1.5m?5π!范圍；左右觸腳距離為100mm的裝置，可以測試曲率半徑在3m?9m范圍。
[0031]所述平衡氣泡5距離測量儀表4為50?100mm。
[0032]上述盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置的使用方法，其特征在于，它包括以下幾個步驟:
[0033]第一步，根據需要測量的盾構隧道斷面直徑和凹凸測試面調整測試儀表的安裝高度，使其用于凹面或凸面曲率半徑測試；
[0034]第二步，如附圖3所示，利用校準尺對測試裝置進行校準，讀取測試裝置的初始數據，包括測試儀表4的初始讀數sO，以及量測左測量觸腳2和右測量觸腳3與測量儀器的測針401距離分別為11、12;
[0035]第三步，如附圖4所示，安放測試裝置，即通過調整測試支桿測腳2和測腳3與待測量盾構隧道斷面上的測試線之間的位置使測試支桿上的平衡氣泡5達到居中，從而確定測試裝置安放位置；
[0036]第四步，讀取測量儀表4的讀數Si，計算此時測量部位的測量值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]計算盾構隧道測試部位的曲率半徑r。
[0040]進一步，所述第二步，利用水平校準尺對測試裝置進行校準，即將測試儀器的測針401、左測量觸腳2和右測量觸腳3對準水平校準尺的校準面，記錄測量儀器的測量讀數，連續校準測量不少于3次，測量儀器中讀數小于0.02mm才達到校準要求。
[0041]本發明基于盾構隧道工程建設經驗，對盾構隧道斷面形狀尺寸的測量，為分析、評價盾構隧道結構受力狀態和安全狀態提供依據。本發明所提供的測量裝置，不僅用于盾構隧道斷面形狀尺寸的測量，也可用于頂管工程結構斷面或管片鋼模具曲率半徑測試，根據本方法確定的斷面形狀曲率半徑的測量，進一步可以確定隧道斷面橢圓度、斷面收斂值、管片連接處張開角度等，為已完成盾構隧道的內力計算和修復提供依據，也是成型盾構隧道形狀驗收的有效方法。只需簡單測試幾個數值就可以得到盾構隧道斷面的曲率，整個裝置建構簡單，操作方便。
【權利要求】
1.一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置，其特征在于:它包括測試支桿(I)、左測量觸腳(2)、右測量觸腳(3)、測量儀表(4)和平衡氣泡(5)，所述測試支桿(I)左右兩端分別固定裝有左測量觸腳(2)和右測量觸腳(3)，在測試支桿(I)上位于左測量觸腳(2)和右測量觸腳⑶正中間位置裝有測量儀表⑷，測量儀表⑷的測針(401)可以上下滑動，測針(401)滑動位移值能夠通過測量儀表(4)讀取，測量支桿(I)上靠近測量儀表(4)的位置設有平衡氣泡(5)，平衡氣泡(5)能夠用來判斷測量支桿(I)與待測量線是否垂直或平行，所述測試儀表(4)安裝位置上下可調。
2.如權利要求1所述的一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置，其特征在于:所述測試儀表(4)為百分表，百分表安裝位置能夠上下調整。
3.如權利要求1所述的一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置，其特征在于:所述左測量觸腳⑵和右測量觸腳⑶距離為700mm或1000mm。
4.如權利要求1所述的一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置，其特征在于:所述平衡氣泡(5)距離測量儀表(4)為50?100mm。
5.如上述權利要求1至4中任一項所述的一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置的使用方法，其特征在于，它包括以下幾個步驟: (1)根據需要測量的盾構隧道斷面直徑和凹凸測試面調整測試儀表的安裝高度，使其用于凹面或凸面曲率半徑測試； (2)利用校準尺對測試裝置進行校準，讀取測試裝置的初始數據，包括測試儀表(4)的初始讀數s0，以及量測左測量觸腳⑵和右測量觸腳⑶與測量儀器的測針(401)距離分別為U、12 ； (3)安放測試裝置，即通過調整測試支桿測腳(2)和測腳(3)與待測量盾構隧道斷面上的測試線之間的位置使測試支桿上的平衡氣泡(5)達到居中，從而確定測試裝置安放位置； (4)讀取測量儀表(4)的讀數Si，計算此時測量部位的測量值S=sl-sO ； (5)按照下式公式:
/1-/2 + / r --
2s 計算盾構隧道測試部位的曲率半徑r。
6.如權利要求5所述的一種盾構隧道斷面曲率半徑測試裝置的使用方法，其特征在于:所述步驟(2)中，利用水平校準尺對測試裝置進行校準，即將測試儀器的測針(401)、左測量觸腳(2)和右測量觸腳(3)對準水平校準尺的校準面，記錄測量儀器的測量讀數，連續校準測量不少于3次，測量儀器中讀數小于0.02_才達到校準要求。
【文檔編號】G01B5/20GK104236430SQ201410380349
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月4日 優先權日:2014年8月4日
【發明者】蔡來炳, 周紅波 申請人:上海建科工程咨詢有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
