[发明专利]一种隧道中隔墙风压监测及危险预警方法

说明书

本发明属于风压监测技术领域，针对现有的隧道中隔墙风压监测方法存在的误差大，不能反映中隔墙的真实受力情况的上述问题，提供一种隧道中隔墙风压监测及危险预警方法。步骤一，风压监测断面的选取；步骤二，风压监测系统的安装与布置；步骤三，信号采集仪及传感器底座控制参数的设置、监测周期的设置；步骤四，风压数据的采集与上传；步骤五，数据的方程拟合与叠加；步骤六，整体受力计算；步骤七，中隔墙的稳定性验算及危险预警。本发明解决了在人员无法靠近的开放环境下，进行高频率、高精度、多方位风压监测的问题，并对监测系统所获取的数据提出一种可靠性高的危险预警方法。

技术领域

本发明属于风压监测技术领域，具体涉及一种隧道中隔墙风压监测及危险预警方法。

背景技术

山岭隧道中，为了减少施工量，常采用单洞双线的形式设计，中间由一道墙体隔开，称之为中隔墙，中隔墙高度约6-8米。列车在隧道中高速行驶时，产生的风压在中隔墙上的分布具有非常的不均匀性。不同列车长度、不同车头形状在隧道中隔墙的不同高度，不同方向的压力也各不相同，特别在车头部位，由于“子弹头”形状的流线型车头形状，使之产生的高速气流斜向吹向中隔墙，对中隔墙造成了强烈的侧向压力，影响其稳定性，所以分析高速列车通过时，中隔墙上的风压分布情况，对保证墙体稳定性具有非常重要的意义。

由于列车运营的原因，高速列车隧道内每次进入前的程序繁琐，作业时间有限，且都必须在晚上列车停运后，这给风压监测工作带来了很多不利的条件。早期的设备由于采样频率低，设备固定方式的影响，在采集的过程只能做到单一位置、单一方向的数据收集，不能有效的反应中隔墙上的受力特征，在数据处理过程中，没有一种系统、科学的方法，总以监测点位置的最大压力来反应整面墙受到的最大压力，与中隔墙的真实受力情况有很大的差距，以至于在中隔墙稳定性验算、附属构件的受力计算过程中误差较大。原始的监测方法显然已不能满足隧道内这种复杂环境下的风压监测。

发明内容

针对现有的隧道中隔墙风压监测方法存在的误差大，不能反映中隔墙的真实受力情况的上述问题，本发明提供一种隧道中隔墙风压监测及危险预警方法，能够多方位、高频率、开放式的远程对隧道中隔墙上不同方向、不同位置的风压进行监测和危险预警。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种隧道中隔墙风压监测方法，包括以下步骤：

步骤一，设置风压监测点：①在隧道出入口部位分别沿中隔墙两侧对称布置i个监测点；②对于隧道中存在的曲面转角区域，则在曲面部位两侧各布设j个监测点；③在隧道内部平直段区域分别沿中隔墙两侧对称布置k个监测点，平直段监测点位置尽量布置在隧道中间区域；以上测点数P满足：P＝2(i+j+k)其中，i、j、k分别代表出入口、曲面段、平直段单侧测点的数量；

步骤二，根据步骤一确定的监测点位置，安装风压监测设备；所述风压监测设备包括：传感器底座，传输线缆，风压传感器，信号采集仪、传感器底座控制模块、红外探测器及测速雷达，所述传感器底座包括竖向驱动装置和旋转构件，所述传感器底座竖直固定于中隔墙，安装部位应满足竖向驱动装置和旋转构件的移动不受影响，传感器安装至旋转构件，测速雷达安装在传感器底座旁，红外探测器安装至列车距离传感器100米距离处；

步骤三，信号采集仪控制参数的设置：采集频率f，通过初始数据的采集来确定，即风压波动时程图能够形成完整的波形图即可；

每次采集的时长T需满足T≥(x₁+x₂+x₃+x₄)/v_车，其中x₁为列车长度，x₂为传感器沿列车方向的布置长度，x₃为红外距离探测器距离传感器的距离，x₄为风压在车尾的影响长度，v_车为列车运行的时速；取x₃、x₄皆为100米计算；