CN104458243B - 用于类矩形盾构管片的水平试验加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于类矩形盾构管片的水平试验加载装置，包括：多个滚动支座，放置于基础面，盾构管片水平设置于滚动支座上；拼接而成的框架，沿盾构管片的外壁轮廓封闭围合，包括未封闭的第一端面以及第二端面；多根封合拉杆，分别连接于第一端面以及第二端面；多个加载施力件，分别固接于框架的内壁，加载施力件分别朝向对盾构管片的外壁并施加试验力。本发明允许对类矩形盾构管片施加水平方向上的非对称荷载，同时还保证了千斤顶与接触面垂直。

Description

用于类矩形盾构管片的水平试验加载装置

技术领域

本发明涉及一种试验加载装置，具体涉及一种用于类矩形盾构管片的水平试验加载装置。

背景技术

在盾构隧道掘进施工中，类矩形隧道能有效利用地下空间，减少土方开挖量，在城市地下空间开发中有着广阔的应用前量。与圆形隧道施工相比，类矩形隧道衬砌结构受力形式更为特殊，因而，在新的隧道断面应用于实际工程之前，需对其所使用的类矩形管片进行结构受力分析与试验。

目前，传统隧道结构均采用对称张拉自平衡体系来进行加载试验。对称张拉自平衡方法虽然加载技术成熟简单，但是，一定存在有一对同大且反向的荷载，且作用在同一直线上，无法考虑某些工况下出现非对称荷载的情况，试验条件与真实情况有所偏差；对于类矩形盾构整环结构来说，采用对称张拉自平衡加载方式，在类矩形截面的长宽转换位置难以实现，且难以保证千斤顶与接触面垂直。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种用于类矩形盾构管片的水平试验加载装置，该试验装置允许对类矩形盾构管片施加水平方向上的非对称荷载，同时还保证了千斤顶与接触面垂直。

为实现上述目的，提供一种用于类矩形盾构管片的水平试验加载装置，包括：

多个滚动支座，放置于基础面，盾构管片设置于滚动支座上；

拼接而成的框架，沿盾构管片的外壁轮廓封闭围合，包括未封闭的第一端面以及第二端面；

多根封合拉杆，分别连接于第一端面以及第二端面；

多个加载施力件，分别固接于框架的内壁，加载施力件分别朝向对盾构管片的外壁并施加试验力。

本发明用于类矩形盾构管片的水平试验加载装置的有益效果在于，

1)通过在盾构管片外围合设置一整个封闭的框架进而可在水平方向上进行加载试验；

2)通过将盾构管片放置于滚动支座上，从而保证了盾构管片可在水平面内发生变形，避免在发生形变时直接与基础面摩擦。

优选地，还包括：多个角度调整垫块，分别连接于框架的内壁与加载施力件之间，角度调整垫块包括一连接面与一角度调整面，框架的内壁与连接面连接，加载施力件与角度调整面连接，角度调整面与连接面之间具有一设定角度从而调节加载施力件向盾构管片的方向施力。

优选地，还包括：多个分配梁，分别位于每个加载施力件与盾构管片之间且紧贴固接于盾构管片的外壁，以供试验力均匀分配至盾构管片上。

优选地，框架包括第一框体、框体连接块与第二框体，相邻第一框体与第二框体之间通过框体连接块连接。

优选地，第一框体以及第二框体包括逐层堆叠的多块折弯板，相邻两块折折弯板之间具有间隙且通过拉结件相互固接。

优选地，框体连接块的两侧部具有多个卡槽，折弯板的两端分别卡设于卡槽内进而通过螺栓连接。

优选地，加载施力件为千斤顶，滚动支座下具有滚轮或滚珠。

附图说明

图1为本发明水平试验加载装置的整体结构俯视示意图；

图2为图1中盾构管片之下的滚动支座的侧面结构示意图；

图3为图1中局部放大立体结构示意图；

图4为对应于图1的立体爆炸结构示意图。

具体实施方式

为利于对本发明的结构的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

参照图1，为本发明用于类矩形盾构管片的水平试验加载装置的整体结构俯视示意图。参照图2，为图1中位于盾构管片之下的滚动支座的侧面结构示意图。参照图3，为图1中局部放大立体结构示意图。

结合图1至图3所示，本发明提供了一种用于类矩形盾构管片的水平试验加载装置，包括：水平设置且拼接而成的类矩形框架1，沿盾构管片2的外壁轮廓封闭围合，框架1包括位于轴线长度方向上且未封闭的顶端面以及底端面；多根封合拉杆3，分别沿水平方向交错连接于顶端面以及底端面；多个加载施力件4，分别固接于框架1的内壁，加载施力件4分别朝向对盾构管片2的外壁并施加试验力；多个滚动支座7，放置于基础面上，盾构管片2水平设置于滚动支座7上。

如图2，具体地，滚动支座7支撑于盾构管片2之下，该滚动支座7的底部具有滚轮或滚珠，以使得滚动支座7可在基础面上任意滑动。

如图3，具体地，优选千斤顶作为加载施力件4。

上述加载装置还包括：多个角度调整垫块5，分别连接于框架1的内壁与加载施力件4之间，角度调整垫块5包括一连接面与一角度调整面，框架1的内壁与连接面连接，加载施力件4与角度调整面连接，角度调整面与连接面之间具有一设定角度从而调节加载施力件4向盾构管片2的方向施力，进而加载施力件4的活塞顶头正对于盾构管片2的外壁，以此，确保加载施力件4的活塞顶头与盾构管片2的外壁接触后具有最大的接触面积。

更进一步地，上述加载装置还包括：多个分配梁6，分别位于每个加载施力件4与盾构管片2之间且紧贴固接于盾构管片2的外壁，加载施力件4作用于分配梁4使得试验力均匀分配至盾构管片2上，以此，减少应力集中，将试验力均匀分散于盾构管片2的外壁。

参照图4，为对应于图1的立体爆炸结构示意图。如图4所示，上述水平设置的框架1包括多个第一框体10、第二框体18以及多个框体连接块12，具体地，相邻第一框体10与第二框体18之间通过一个框体连接块12连接。

更进一步地，第一框体10以及第二框体18包括逐层堆叠的多块折弯板，相邻两块折弯板之间具有间隙且通过拉结件14相互固接。其中，可选用拉结杆或拉结板作为拉结件14。框体连接块12的两侧部具有多个卡槽16，折弯板的两端分别卡设于卡槽16内进而通过螺栓连接。

在具有了上述结构特征后，本发明可按以下过程实施：

1)千斤顶(即加载施力件4)的安装

如图3，根据管片试验加载所需的力的位置及角度，选用具有合适设定(倾斜)角度的角度调整垫块5。将该些角度调整垫块5分别螺栓连接于框体1内壁的相应位置上，再将加载施力件4螺栓连接于角度调整垫块5上，以此致使加载施力件4的端头正对于盾构管片2的外壁。

2)框架1的拼装

如图4，将框体连接块12安装于第一框体10与第二框体18的端部之间。其中，框体连接块12的长度可根据实际要求而定，同时，调整相应的拉结杆(即拉结件14)长度，即可将加载装置适用于不同断面大小的类矩形管片试验中。

3)加载试验过程

如图2，由于盾构管片1水平放置于滚动支座7上，当盾构管片1发生局部形变时，滚动支座7随盾构管片1移动，从而保证了盾构管片可在水平面内发生变形，避免在发生形变时直接与基础面摩擦。

在完成上述实施过程后，应能体现出本发明的以下特点：

1)该试验装置允许类矩形盾构管片采用正对加载非对称张拉方式进行加载，从而在一定程度上能够考虑结构受到的非对称荷载；

2)更加真实地反映了不同工况下的受力情况，同时底层的滚动支座组可以允许结构在水平面内发生变形。

3)通过调节千斤顶的顶力可以模拟不同侧压力系数及不同埋置深度的受力及变形情况。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。

Claims (4)

1.一种用于类矩形盾构管片的水平试验加载装置，其特征在于，包括：

多个滚动支座，底部具有滚轮或滚珠，以可滑动地放置于基础面上，所述盾构管片设置于所述滚动支座上；

拼接而成的框架，沿所述盾构管片的外壁轮廓封闭围合，包括未封闭的第一端面以及第二端面；

多根封合拉杆，分别连接于所述第一端面以及所述第二端面；

多个加载施力件，分别固接于所述框架的内壁，所述加载施力件分别朝向所述盾构管片的外壁并施加试验力；

其中，所述框架包括第一框体、框体连接块与第二框体，所述第一框体与第二框体之间通过所述框体连接块连接；所述第一框体以及所述第二框体包括逐层堆叠的多块折弯板，相邻两块所述折弯板之间具有间隙且通过拉结件相互固接；所述框体连接块的两侧部具有多个卡槽，所述折弯板的两端分别卡设于所述卡槽内进而通过螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的水平试验加载装置，其特征在于，还包括：

多个角度调整垫块，分别连接于所述框架的内壁与所述加载施力件之间，所述角度调整垫块包括一连接面与一角度调整面，所述框架的内壁与所述连接面连接，所述加载施力件与所述角度调整面连接，所述角度调整面与所述连接面之间具有一设定角度从而调节所述加载施力件向所述盾构管片的施力方向。

3.根据权利要求2所述的水平试验加载装置，其特征在于，还包括：

多个分配梁，分别位于每个所述加载施力件与所述盾构管片之间且紧贴固接于所述盾构管片，以供所述试验力均匀分配至所述盾构管片上。

4.根据权利要求1或3所述的水平试验加载装置，其特征在于，

所述加载施力件为千斤顶。