一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載裝置，包括加載彈簧管，套于張力螺栓外側(cè)，用于將外部施加的扭轉(zhuǎn)力傳遞給張力螺母；所述加載彈簧管內(nèi)側(cè)固定設(shè)有彈簧片，用于對(duì)載力齒傳遞扭轉(zhuǎn)力，并在超過(guò)其彈性模量時(shí)與載力齒分離；張力螺栓，包括相互配合張力螺母和張力螺桿，用于收斂測(cè)量張力加載；所述張力螺母外側(cè)固定有載力齒，用于接收彈簧片傳遞的扭轉(zhuǎn)力。本發(fā)明還公開(kāi)了一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載方法。本發(fā)明特有的恒定彈性模量高精密彈簧片，克服了由于不同測(cè)量人在讀刻度線時(shí)視角和觀念不同以及刻度線寬度影響等造成的測(cè)量誤差，并且只需要單一扭轉(zhuǎn)操作，大大方便了測(cè)量工作，效率得到顯著提高。
【專利說(shuō)明】一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載裝置及方法。
技術(shù)背景
[0002]監(jiān)控量測(cè)技術(shù)是現(xiàn)代隧道施工的重要組成部分，是信息化設(shè)計(jì)與指導(dǎo)施工的重要內(nèi)容。由于隧道工程的受力特點(diǎn)及其復(fù)雜性，通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)所得到的圍巖動(dòng)態(tài)信息，為判斷圍巖穩(wěn)定性，支護(hù)、襯砌可靠性，二次襯砌合理施做時(shí)間，以及修改施工方法、調(diào)整圍巖類別、變更支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)、調(diào)整預(yù)留變形量等修正設(shè)計(jì)提供原始依據(jù)。隧道周邊收斂和拱頂下沉值是隧道開(kāi)挖時(shí)圍巖動(dòng)態(tài)、圍巖條件、支護(hù)效果的綜合體現(xiàn)，其量測(cè)結(jié)果可用于判斷周邊圍巖的穩(wěn)定性、初期支護(hù)是否妥當(dāng)及襯砌、仰拱的灌注時(shí)間等，是監(jiān)控量測(cè)的重點(diǎn)。
[0003]用于隧道周邊收斂測(cè)量的儀器主要是收斂計(jì)，在用收斂計(jì)進(jìn)行兩次不同的收斂測(cè)量時(shí)，必須保證收斂計(jì)的張緊狀態(tài)相同，這樣才能保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。目前，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)的收斂計(jì)都是利用讀張拉刻度線確定張緊狀態(tài)，但是由于不同測(cè)量人在讀刻度線時(shí)視角和觀念不同以及刻度線寬度影響等，會(huì)使測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大的誤差，且讀刻度線操作極不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載裝置及方法，有效減少測(cè)量誤差，保證測(cè)量精度，提高監(jiān)控量測(cè)效率。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計(jì)采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載裝置，包括加載彈簧管，套于張力螺栓外側(cè)，用于將外部施加的扭轉(zhuǎn)力傳遞給張力螺母；
[0007]所述加載彈簧管內(nèi)側(cè)固定設(shè)有彈簧片，用于對(duì)載力齒傳遞扭轉(zhuǎn)力，并在超過(guò)其彈性模量時(shí)與載力齒分離；
[0008]張力螺栓，包括相互配合張力螺母和張力螺桿，用于收斂測(cè)量張力加載；
[0009]所述張力螺母外側(cè)固定有載力齒，用于接收彈簧片傳遞的扭轉(zhuǎn)力。
[0010]加載彈簧管套在張力螺栓外側(cè)并在兩端卡住但可以自由扭轉(zhuǎn)，管內(nèi)側(cè)壁設(shè)有高精密彈簧片與張力螺母外設(shè)載力齒嚙合。
[0011]所述加載彈簧管為不銹鋼材料，管內(nèi)側(cè)壁帶有恒定彈性模量高精密彈簧片，加載時(shí)彈簧片發(fā)生彈性變形，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的恒定力矩時(shí)，彈簧片變形量達(dá)到最大值，加載彈簧管不再加力；反向扭轉(zhuǎn)時(shí)彈簧片變形量的最大值遠(yuǎn)大于加載時(shí)彈簧片變形量的最大值。
[0012]所述張力螺栓為不銹鋼材料，螺紋質(zhì)量高，包括張力螺母和張力螺桿，張力螺母外設(shè)載力齒，管內(nèi)為高質(zhì)量螺紋。
[0013]本發(fā)明還提供了一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載方法，包括以下幾
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少:[0014]I)進(jìn)行收斂測(cè)量張力加載時(shí)，向張緊收斂尺方向扭轉(zhuǎn)加載彈簧管，彈簧片與載力齒嚙合從而帶動(dòng)張力螺母向張緊收斂尺方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)彈簧片產(chǎn)生彈性變形。
[0015]2)隨著向張緊收斂尺方向扭轉(zhuǎn)力矩增大，彈簧片彈性變形量越來(lái)越大，但未達(dá)到最大變形量之前一直與載力齒哨合，所以一直帶動(dòng)張力螺母旋轉(zhuǎn)。
[0016]3)當(dāng)扭轉(zhuǎn)力矩達(dá)到設(shè)定的最大力矩時(shí)，彈簧片彈性變形量也達(dá)到了最大值，此時(shí)與載力齒脫離，張力螺母不再旋轉(zhuǎn)，張力加載完成。
[0017]4)收斂測(cè)量結(jié)束時(shí)，反向扭轉(zhuǎn)加載彈簧管，將收斂計(jì)卸載，完成操作。
[0018]本發(fā)明的有益效果是，
[0019]I)本發(fā)明特有的恒定彈性模量高精密彈簧片，進(jìn)行收斂測(cè)量張力加載時(shí)，克服了由于不同測(cè)量人在讀刻度線時(shí)視角和觀念不同以及刻度線寬度影響等造成的測(cè)量誤差。
[0020]2)本發(fā)明在進(jìn)行收斂測(cè)量張力加載時(shí)，只需要單一扭轉(zhuǎn)操作，大大方便了測(cè)量工作，效率得到顯著提高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明張力加載時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為加載彈簧管和張力螺母截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中，1、加載彈簧管；2、張力螺母；3、張力螺桿；4、高精密彈簧片；5、載力齒?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0026]如圖1-3所示，一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載裝置，其主要包括加載彈簧管1、張力螺母2、張力螺桿3、高精密彈簧片4、載力齒5。張力螺母2與張力螺桿3共同組成張力螺栓，所述加載彈簧管I內(nèi)側(cè)固定設(shè)有高精密彈簧片4，用于對(duì)載力齒5傳遞扭轉(zhuǎn)力，并在超過(guò)其彈性模量時(shí)與載力齒5分離；張力螺栓，包括相互配合張力螺母2和張力螺桿3，用于收斂測(cè)量張力加載；所述張力螺母2外側(cè)固定有載力齒5，用于接收高精密彈簧片4傳遞的扭轉(zhuǎn)力。
[0027]本實(shí)施例的工作步驟如下:
[0028]I)進(jìn)行收斂測(cè)量張力加載時(shí)，向張緊收斂尺方向扭轉(zhuǎn)加載彈簧管1，高精密彈簧片4與載力齒5嚙合從而帶動(dòng)張力螺母2向張緊收斂尺方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)高精密彈簧片4產(chǎn)生彈性變形。
[0029]2)隨著向張緊收斂尺方向扭轉(zhuǎn)力矩增大，高精密彈簧片4彈性變形量越來(lái)越大，但未達(dá)到最大變形量之前一直與載力齒5哨合,所以一直帶動(dòng)張力螺母2旋轉(zhuǎn)。
[0030]3)當(dāng)扭轉(zhuǎn)力矩達(dá)到設(shè)定的最大力矩時(shí)，高精密彈簧片4彈性變形量也達(dá)到了最大值，此時(shí)與載力齒5脫離，張力螺母2不再旋轉(zhuǎn)，張力加載完成。
[0031]4)收斂測(cè)量結(jié)束時(shí)，反向扭轉(zhuǎn)加載彈簧管1，將收斂計(jì)卸載，完成操作。
【權(quán)利要求】
1.一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載裝置，其特征是，包括加載彈簧管，套于張力螺栓外側(cè)，用于將外部施加的扭轉(zhuǎn)力傳遞給張力螺母； 所述加載彈簧管內(nèi)側(cè)固定設(shè)有彈簧片，用于對(duì)載力齒傳遞扭轉(zhuǎn)力，并在超過(guò)其彈性模量時(shí)與載力齒分離； 張力螺栓，包括相互配合張力螺母和張力螺桿，用于收斂測(cè)量張力加載； 所述張力螺母外側(cè)固定有載力齒，用于接收彈簧片傳遞的扭轉(zhuǎn)力。
2.如權(quán)利要求1所述的用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載裝置，其特征是，所述加載彈簧管為不銹鋼材料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載裝置，其特征是，彈簧片在加載彈簧管反向扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形量的最大值大于彈簧片在加載彈簧管加載時(shí)變形量的最大值。
4.一種用于隧道監(jiān)控量測(cè)中的收斂計(jì)恒力矩加載方法，其特征是，包括如下步驟: 1)進(jìn)行收斂測(cè)量張力加載時(shí)，向張緊收斂尺方向扭轉(zhuǎn)加載彈簧管，彈簧片與載力齒嚙合從而帶動(dòng)張力螺母向張緊收斂尺方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)彈簧片產(chǎn)生彈性變形； 2)隨著向張緊收斂尺方向扭轉(zhuǎn)力矩增大，彈簧片彈性變形量越來(lái)越大，但未達(dá)到最大變形量之前一直與載力齒嚙合，所以一直帶動(dòng)張力螺母旋轉(zhuǎn)； 3)當(dāng)扭轉(zhuǎn)力矩達(dá)到設(shè)定的最大力矩時(shí)，彈簧片彈性變形量也達(dá)到了最大值，此時(shí)與載力齒脫離，張力螺母不再旋轉(zhuǎn)，張力加載完成； 4)收斂測(cè)量結(jié)束時(shí)，反向扭轉(zhuǎn)加載彈簧管，將收斂計(jì)卸載，完成操作。
【文檔編號(hào)】G01B21/32GK103616009SQ201310597358
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】林鵬, 許振浩, 李利平, 郭明, 孫超群, 蔡健健 申請(qǐng)人:山東大學(xué)