[发明专利]小直径输水管道盾构管片的纵向受力监测系统及监测方法

权利要求书

1.小直径输水管道盾构管片的纵向受力监测系统，所述小直径输水管道的外径为3500-4000mm，其特征在于：包括设置在盾构管片（5）上的传感器（1）、依次与传感器（1）的信号输出端连接的信号采集系统（2）和远程控制系统（3）；沿输水管道轴线方向垂直间隔设置监测断面（4），在监测断面（4）上均匀设置传感器（1）；传感器（1）设置在盾构管片（5）内部，其应变传感方向与输水管道方向平行，传感器（1）的信号输出端与信号采集系统（2）的信号输入端电连接；信号采集系统（2）的信号输出端与远程控制系统（3）信号连接；所述传感器（1）包括应力计（11）、内设导线的导线盒（12）和将导线盒（12）固定在环形主筋上的固定架（13），所述应力计（11）固定在盾构管片（5）的环向主筋上，应力计（11）的信号输出端与导线电连接，导线另一端与信号采集系统（2）的信号输入端电连接；所述固定架（13）包括围设在导线盒（12）四周的矩形框架（131）和垂直固定在矩形框架（131）中部的Y型连接件（132），矩形框架（131）和Y型连接件（132）一体制成，Y型连接件（132）的尾端焊接固定在盾构管片（5）的主筋上。

2.根据权利要求1所述的小直径输水管道盾构管片的纵向受力监测系统，其特征在于：所述监测断面（4）的数量为5个，监测断面（4）的间隔距离为30-35m。

3.根据权利要求1所述的小直径输水管道盾构管片的纵向受力监测系统，其特征在于：所述导线盒（12）内的导线的预留长度为150-200mm。

4.根据权利要求1所述的小直径输水管道盾构管片的纵向受力监测系统，其特征在于：所述应力计（11）为振弦式表面应力计。

5.根据权利要求1所述的小直径输水管道盾构管片的纵向受力监测系统，其特征在于：所述信号采集系统（2）的信号输出端通过电缆或光纤与远程控制系统（3）的信号输入端信号连接，所述电缆为RS-485电缆。

6.根据权利要求1所述的小直径输水管道盾构管片的纵向受力监测系统，其特征在于：所述信号采集系统（2）的信号输出端通过GPRS与远程控制系统（3）信号连接。

7.权利要求1-6任意一项所述的小直径输水管道盾构管片的纵向受力监测系统的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A、传感器设置：在应力计（11）的信号输出端连接导线，盘入导线盒（12），与应力计（11）一同绑扎固定在管片的环形主筋上，应力计（11）的应变传感方向与输水管道方向平行；

步骤B、混凝土浇筑：进行混凝土浇筑，在传感器（1）的1m范围内，以人工分层振捣密实；

步骤C、监测断面的盾构管片设置：在预定的监测断面（4），安装设有传感器（1）的盾构管片（5），然后将导线盒（12）中的导线取出，另一端与信号采集系统（2）的信号输入端连接；现场的各信号采集系统（2）通过电缆连接组成现场网络；

步骤D、监测系统的连接：将现场网络与远程控制系统（3）信号连接，实现传感器（1）信号的实时输送和在线监测。

8.权利要求1-6任意一项所述的小直径输水管道盾构管片的纵向受力监测系统的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、传感器设置：沿输水管道方向间隔30-35m设置监测断面（4），每个监测断面（4）上均匀设置监测点，监测点的盾构管片（5）内部埋设传感器（1）；传感器（1）的信号输出端通过导线与信号采集系统（2）的信号输入端电连接，信号采集系统（2）的信号输出端与远程控制系统（3）信号连接；

步骤二、实时监测：传感器（1）将监测断面（4）的实时监测数据传输至信号采集系统（2），然后汇总至远程控制系统（3），进行数据的记录和分析整理。

9.根据权利要求8所述的小直径输水管道盾构管片的纵向受力监测系统的监测方法，其特征在于：步骤二中所述传感器（1）的最小采集时间间隔为100-200s。