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隧道健康监测系统-拱顶沉降和收敛监测

作者:小编2022-06-08 09:13:11

1设备及参数

拱顶沉降和收敛监测采用激光测距仪,激光测距仪具有测量速度快、测量精度高、产品体积小,使用方便等特点,可运用于隧道拱顶沉降及收敛、桥墩沉降监测,具体参数指标如下所示。

隧道健康监测系统-拱顶沉降和收敛监测(图1)

B点处布置监测仪器,测出AB间距和BC间距,通过前后数据分析可以得到拱腰收敛量和拱顶的沉降。

例如AB间距初测值为L,二次测得值为LAB,则收敛量△L=L-LAB

拱顶沉降采用等比法,以激光测距仪为例,原理为:


隧道健康监测系统-拱顶沉降和收敛监测(图2)

拱顶沉降、收敛监测断面图

通过在拱顶布设一水平板,拱腰处布设二个激光位移传感器,通过激光测距仪测定传感器安装位置与平板的初始距离AB;通过全站仪测出平板距BD水平线的初始垂直距离AC


隧道健康监测系统-拱顶沉降和收敛监测(图3)

二个传感器位置关系

当拱顶下沉时,通过测量出三角形此刻斜边BF的长度,由等比法可知:


隧道健康监测系统-拱顶沉降和收敛监测(图4)

 拱顶沉降计算示意图

5.2.3安装工艺

1)对仪器设备进行检验,是否能正常使用,严禁安装不能正常使用的仪器;

2)通过量测确定激光测距仪的安装位置;

3)确定好安装位置后,固定激光测距仪的安装支架,并注意拱腰位置处的激光测距仪支架与激光测距仪需保持在同一水平;

4)调整激光测距仪的角度,保证一束打到拱顶,一束打到拱腰位置;

5)在拱顶固定顶板安装支架,需保证拱顶的支架保持轴线与地面垂直;

6)连接信号线缆和电路线缆,并对仪器设备进行测试和调试。

5.2.4测点布置

每个监测断面布置2个激光测距仪,一个指向拱腰,一个指向拱顶。

隧道健康监测系统-拱顶沉降和收敛监测(图5)

拱顶沉降及收敛测点布置示意图

5.3环境温湿度监测

5.3.1设备及参数

环境温湿度传感器采用温湿度传感器,该仪器广泛运用于桥隧坡等自动化监测中的温湿度监测,具有操作灵活,使用方便,能够根据客户实际需求增加相应的功能;内置通道保护模块,可避免由于用户误操作时损坏本仪器;单芯片传感器,含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器;兼容性强,采用标准RS485通信接口,可与大部分采用RS485接口的设备及系统集成等优点,具体如表所示。

 环境温湿度监测传感器技术参数

监测项

设备名称

技术指标

环境温湿度监测

温湿度传感器

范围:-40℃-125℃

工作电压:DC 12V

精度:±0.4℃

湿度:0-100%RH

精度:±3.0%RH

环境温湿度传感器输出信号均为数字信号,可通过数据采集系统进行采集,数据采集系统的具体参数如下表所示。

 数据采集系统技术指标

监测项

设备名称

技术指标

环境温湿度监测

数据采集系统

通道数:4816通道

5.3.2工作原理

温度传感器:利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。

湿敏元件:是最简单的湿度传感器,湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。

5.3.3安装工艺

1)安装温湿度传感器的时候一定要选择一个适合安装的位置:安装传感器的最佳位置一般要拥有该环境需要测量的典型温度和湿度。并且温湿度传感器的周围要有足够的空间保证空气的流通。

2)禁止把温湿度传感器直接安装在发热、制冷的物体上,也最好不要把传感器直接安装在蒸汽、有雾环境中,这样都会造成传感器的损坏。

3)温湿度传感器安装位置一般应该控制在隧道侧壁上,这样对于安装、调试、维护工作的更加方便,并注意连线。

5.3.4测点布置

测点布置相对集中的位置布置测点。布置在隧道侧壁上,每个断面布置一个测点。

隧道健康监测系统-拱顶沉降和收敛监测(图6)


环境温湿度测点布置示意图


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