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太湖隧道伸縮縫服役狀態(tài)感知系統(tǒng)
發(fā)布人:應(yīng)變儀研發(fā)中心    時間:2022/6/29   點擊 1983


一、項目概況
蘇錫常南部高速公路是國家發(fā)改委和交通運輸部確立的支撐“三大戰(zhàn)略”發(fā)展的地方高速公路,是江蘇省“五縱九橫五聯(lián)”高速公路網(wǎng)規(guī)劃中“橫六”的重要組成部分,其交通意義重大,項目建成后將提供南京至上海的又一便捷通道,提升滬寧通道作為國家綜合運輸大通道的功能作用。太湖隧道作為南部高速的咽喉工程,隧道全長10.79公里,設(shè)計車速100km/h,采用圍堰明挖法施工,橫斷面包含兩孔一管廊,隧道雙孔結(jié)構(gòu)凈寬34.9m(單孔凈寬17.45m),全線采用六車道高速公路標準建設(shè),雙側(cè)有3.5m緊急停車道。
隧道內(nèi)路面基本不受太陽輻射及降雨的影響,隧道外路面結(jié)構(gòu)暴露于外界環(huán)境中,受氣候等自然作用影響較大,隧道進出口段路面結(jié)構(gòu)位于兩者之間,呈過渡狀態(tài),且進出口位置縱坡較大,溫度場變化及結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)更為復(fù)雜。
太湖隧道預(yù)計到2040年日交通最高可達94277PCU/日,設(shè)計年限內(nèi)(20年)累計軸載作用次數(shù)為2.07×108次,為特重交通荷載等級,鋪裝長期使用性能面臨嚴峻考驗,尤其進出口大縱坡路段受力更加不利。混凝土基面由于對溫濕度敏感而帶來的脹縮性特點,隧道變形縫過大的伸縮變形量會加快防水結(jié)構(gòu)損壞,不利于隧道整體安全。為此,有必要對太湖隧道進出口鋪裝軸載、進口鋪裝溫濕度狀態(tài)、隧道鋪裝系柔性拼接縫變形及溫濕度進行感知,支撐隧道安全管理。

二、測點布置
2.1柔性拼接縫變形及溫濕度感知
為了解隧道柔性拼接縫全周期實際服役環(huán)境溫度及濕度條件,測試柔性拼接縫變形情況和使用效果,建立柔性拼接縫變形及溫濕度狀態(tài)感知系統(tǒng),實時監(jiān)測柔性拼接縫的溫濕度條件以及變形情況,支撐太湖隧道柔性拼接縫變形特征及長期使用性能跟蹤觀測研究。
(1)縱斷面
縱向覆蓋隧道全長,平均每隔600m設(shè)置一處,雙向共計40處,縱向共設(shè)置20處柔性拼接縫監(jiān)測斷面。

序號

柔性拼接縫類別

監(jiān)測斷面樁號

1

樹脂基柔性拼接縫

K24+100

2

K24+160

3

瀝青基柔性拼接縫

K24+620

4

K25+220

5

K25+820

6

K26+420

7

K27+020

8

K27+620

9

K28+220

10

K28+820

11

K29+420

12

K30+020

13

K30+620

14

K31+220

15

K31+800

16

K32+400

17

K33+040

18

K33+660

19

樹脂基柔性拼接縫

K34+220

20

K34+280

 

(2)橫斷面
考慮到重車道和行車道高重載交通特征,盡量避免交通荷載對傳感器的直接反復(fù)作用影響,橫向測點重點布置于超車道中間部位,以延長變形傳感器以及溫濕度計的使用壽命。

圖3.1-2柔性拼接縫變形和溫濕度感知平面布置圖(雙向)

三、傳感器型號
3.1柔性拼接縫變形及溫濕度感知
(1)位移計傳感器
柔性拼接縫變形監(jiān)測采用位移計傳感器,選擇自復(fù)位式位移計精度高,且尺寸適中便于安裝。將位移計分別固定于縫兩側(cè),當柔性拼接縫變形時,將帶動位移計的測桿伸縮變形,伸縮桿變形影響電阻信號發(fā)生變化,通過電阻信號與變形量的關(guān)系輸出相應(yīng)的位移量。

(2)溫濕度傳感器
受柔性拼接縫寬度及厚度尺寸限制,在滿足傳感器測量精度和安裝便捷性能外,要求溫濕度傳感器尺寸應(yīng)盡可能小。柔性拼接縫溫度和濕度環(huán)境監(jiān)測采用溫濕度一體傳感器,傳感器長度≤5cm、直徑≤1cm、濕度精度±3%、溫度精度0.1℃。

 

項目

技術(shù)要求

濕度測量范圍

0-100%RH

溫度測量范圍

-40-85℃

濕度測量精度

±3%RH

溫度測量精度

0.1℃

響應(yīng)時間

10s

尺寸

5cm(長度)×1cm(直徑)

四、現(xiàn)場安裝圖片以及數(shù)據(jù)