一、项目概况
苏锡常南部高速公路是国家发改委和交通运输部确立的支撑“三大战略”发展的地方高速公路,是江苏省“五纵九横五联”高速公路网规划中“横六”的重要组成部分,其交通意义重大,项目建成后将提供南京至上海的又一便捷通道,提升沪宁通道作为国家综合运输大通道的功能作用。太湖隧道作为南部高速的咽喉工程,隧道全长10.79公里,设计车速100km/h,采用围堰明挖法施工,横断面包含两孔一管廊,隧道双孔结构净宽34.9m(单孔净宽17.45m),全线采用六车道高速公路标准建设,双侧有3.5m紧急停车道。
隧道内路面基本不受太阳辐射及降雨的影响,隧道外路面结构暴露于外界环境中,受气候等自然作用影响较大,隧道进出口段路面结构位于两者之间,呈过渡状态,且进出口位置纵坡较大,温度场变化及结构受力状态更为复杂。
太湖隧道预计到2040年日交通最高可达94277PCU/日,设计年限内(20年)累计轴载作用次数为2.07×108次,为特重交通荷载等级,铺装长期使用性能面临严峻考验,尤其进出口大纵坡路段受力更加不利。混凝土基面由于对温湿度敏感而带来的胀缩性特点,隧道变形缝过大的伸缩变形量会加快防水结构损坏,不利于隧道整体安全。为此,有必要对太湖隧道进出口铺装轴载、进口铺装温湿度状态、隧道铺装系柔性拼接缝变形及温湿度进行感知,支撑隧道安全管理。
二、测点布置
2.1柔性拼接缝变形及温湿度感知
为了解隧道柔性拼接缝全周期实际服役环境温度及湿度条件,测试柔性拼接缝变形情况和使用效果,建立柔性拼接缝变形及温湿度状态感知系统,实时监测柔性拼接缝的温湿度条件以及变形情况,支撑太湖隧道柔性拼接缝变形特征及长期使用性能跟踪观测研究。
(1)纵断面
纵向覆盖隧道全长,平均每隔600m设置一处,双向共计40处,纵向共设置20处柔性拼接缝监测断面。
序号 |
柔性拼接缝类别 |
监测断面桩号 |
1 |
树脂基柔性拼接缝 |
K24+100 |
2 |
K24+160 |
3 |
沥青基柔性拼接缝 |
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 |
树脂基柔性拼接缝 |
K34+220 |
20 |
K34+280 |
(2)横断面
考虑到重车道和行车道高重载交通特征,尽量避免交通荷载对传感器的直接反复作用影响,横向测点重点布置于超车道中间部位,以延长变形传感器以及温湿度计的使用寿命。
图3.1-2柔性拼接缝变形和温湿度感知平面布置图(双向)
三、传感器型号
3.1柔性拼接缝变形及温湿度感知
(1)位移计传感器
柔性拼接缝变形监测采用位移计传感器,选择自复位式位移计精度高,且尺寸适中便于安装。将位移计分别固定于缝两侧,当柔性拼接缝变形时,将带动位移计的测杆伸缩变形,伸缩杆变形影响电阻信号发生变化,通过电阻信号与变形量的关系输出相应的位移量。
(2)温湿度传感器
受柔性拼接缝宽度及厚度尺寸限制,在满足传感器测量精度和安装便捷性能外,要求温湿度传感器尺寸应尽可能小。柔性拼接缝温度和湿度环境监测采用温湿度一体传感器,传感器长度≤5cm、直径≤1cm、湿度精度±3%、温度精度0.1℃。
项目 |
技术要求 |
湿度测量范围 |
0-100%RH |
温度测量范围 |
-40-85℃ |
湿度测量精度 |
±3%RH |
温度测量精度 |
0.1℃ |
响应时间 |
10s |
尺寸 |
5cm(长度)×1cm(直径) |
四、现场安装图片以及数据