[实用新型]一种岛壁大直径薄壁钢圆筒综合监测系统

说明书

本实用新型公开了一种岛壁大直径薄壁钢圆筒综合监测系统，包括：筒身变形多段式自动监测系统、筒身变形手动监测系统、筒壁应力监测系统、土压力和水压力监测系统；所述筒身变形多段式自动监测系统、筒身变形手动监测系统和筒壁应力监测系统布置在钢圆筒内壁，土压力和水压力监测系统布置在钢圆筒外壁。本实用新型可以全面获岛壁各部分钢圆筒的受力变形信息，分析钢圆筒结构在人工岛各个施工工序下的受力，变形发生发展情况，从而控制施工进度，优化施工工艺，保证岛壁结构的安全、稳定。

技术领域

本实用新型涉及监测方法技术领域，具体涉及一种岛壁大直径薄壁钢圆筒综合监测系统。

背景技术

大直径薄壁钢圆筒，高度35～40m，直径25m～35m，筒壁厚度约20mm，作为海中快速成岛技术的岛壁结构，成功应用于港珠澳大桥人工岛和深中通道人工岛。大直径薄壁钢圆筒位于岛壁位置，其外侧临海，内侧为岛体施工面，两侧通过副格弧形板与其他钢圆筒相连，筒身受力工况差异较大；为了保证成岛过程中岛壁结构的安全稳定性，需要对薄壁钢圆筒结构进行监测。目前，对于钢圆筒的变形监测领域仍属空白。

实用新型内容

为了全面掌握大直径薄壁钢圆筒的受力变形状态，保证岛壁结构的安全稳定，本实用新型提供一种岛壁大直径薄壁钢圆筒综合监测系统，以全面获取钢圆筒各部分的受力变形信息。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种岛壁大直径薄壁钢圆筒综合监测系统，包括：

筒身变形多段式自动监测系统、筒身变形手动监测系统、筒壁应力监测系统、土压力和水压力监测系统；所述筒身变形多段式自动监测系统、筒身变形手动监测系统和筒壁应力监测系统布置在钢圆筒内壁，土压力和水压力监测系统布置在钢圆筒外壁；

所述筒身变形多段式自动监测系统，采用倾角仪传感器，在钢圆筒内壁上沿钢圆筒筒身轴向间隔布置传感器固定构件，每个传感器固定构件中分别安装一个倾角仪传感器；倾角仪传感器的线缆穿过钢圆筒内壁上的横肋上的通孔竖直向上引至筒顶，置于仪器箱中；所述倾角仪传感器及其缆线采用保护构件进行保护，保护构件采用槽钢，槽钢的底部以斜脚封闭，槽钢两侧焊接有角钢，通过角钢焊接在钢圆筒筒壁上，槽钢沿传感器固定构件的轴向安装轨迹布置，将所有传感器固定构件以及从传感器固定构件中引出的倾角仪传感器线缆封闭在其内；

所述筒身变形手动监测系统，采用测斜管，沿钢圆筒轴向在钢圆筒内壁上的横肋上开设有用于安装测斜管的通孔，所述测斜管贯穿安装在横肋上的通孔中，测斜管底端至钢圆筒底部的下加强板上边沿，测斜管顶端至钢圆筒顶部的上加强板下边沿，在测斜管底端安装管靴，管靴焊接在钢圆筒筒壁上，自管靴顶部沿测斜管向上间隔在钢圆筒内壁上交替焊接保护管与螺柱；测斜管由多节测斜管单管通过管箍拼接，所述保护管套装在测斜管的管箍连接处，在螺柱上安装卡扣并通过螺母使卡扣扣住测斜管，卡扣与测斜管接触处垫有橡胶垫；

所述筒壁应力监测系统，采用静态应变计，在钢圆筒下沉面以上的筒壁上至少布置一个环向应变计和一个竖向应变计，下沉面以下的筒壁上至少布置一个环向应变计和多个竖向应变计，多个竖向应变计等间距布置，环向应变计布置于横肋上方竖向应变计一侧位置；所述应变计安装在应变计基座上，并安装保护盒进行保护，保护盒内填充泡沫胶；应变计的线缆理顺并向上引至筒顶，置于仪器箱中；应变计线缆采用槽钢作为保护构件进行保护，槽钢两侧焊接有角钢，通过角钢焊接在钢圆筒筒壁上，相应的，在钢圆筒内壁上的横肋上开设有对应的通孔，使应变计线缆能够贯穿横肋向上引出；

所述土压力和水压力监测系统，采用土压力盒与渗压计，土压力盒与渗压计安装于钢圆筒下沉面以下的外壁区域上，土压力盒和渗压计的线缆通过槽钢进行保护，沿槽钢竖直向上引至筒顶，置于仪器箱中。

在上述技术方案中，所述传感器固定构件由钢管和焊接在钢管两侧的两片角钢构成，钢管底端由铁片封闭并在铁片中心开设通孔，钢管内径比倾角仪传感器外径大5mm，铁片中心的通孔的直径比倾角仪传感器底部固定螺母直径大，安装时将角钢边缘焊接在钢圆筒筒壁上。