CN105043847B - 管片吊装孔抗拉拔动态试验方法及试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管片吊装孔抗拉拔动态试验方法及试验装置，其使用一套装置即可完成管片安装过程的模拟试验，通过PLC可实现全自动控制，提高自动化程度，能够一次性进行吊装孔的受力试验，使用现有管片机的夹持装置作为本发明的管片夹持机构，夹持管片后控制两套提升液压缸将弧形支撑整体提升一定的距离，然后控制变频驱动电机通过驱动辊带动回转体回转，被夹持的管片随之回转，回转一定角度后停止，随后控制平移气缸带动管片平移，由于拉拔头在提升、回转和平移过程中不仅仅承受拉力，因此，吊装孔也不仅仅承受拉力，只有通过使用本发明的装置进行实况试验，才能充分模拟出吊装孔的连接强度，避免在施工过程中因吊装孔脱落而影响施工。

Description

管片吊装孔抗拉拔动态试验方法及试验装置

技术领域

本发明涉及管片检测技术领域，尤其涉及一种管片吊装孔抗拉拔动态试验方法及试验装置。

背景技术

管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。

随着工程机械自动化程度的提高，现有的盾构机已经配备有专用的管片衬砌机械，在完成一段开挖后，管片衬砌机械能够自动将管片衬砌到位，衬砌过程包括以下几个步骤，1、将待安装管片输送至管片夹持机构正下方，并使用管片夹持机构与管片上的拉拔头连接，2、径向提升管片，使其脱离输送装置，3、回转管片，使其与衬砌位置相对，4、平移管片，使其与在先管片对接，5、径向顶紧管片，并将管片与隧道壁连接，至此，完成管片初步安装。

由于管片形状较为特殊，作为隧道工程的主要构件，其受力情况和结构稳定性必须满足相关标准，为了防止管片在吊装和安装过程中造成损坏，在管片凹弧侧设有用于安装拉拔头的吊装孔，拉拔头与吊装孔结合后利用拉拔头与起重装置挂接实现管片的吊运，在管片安装时拉拔头作为唯一受力点，所以，预制完成的管片吊装孔连接强度是评价管片是否合格的关键标准，为了确保出厂的管片符合相关标准，管片出厂前必须经过相关的检验，对于吊装孔抗拉拔的试验目前仅仅是使用千斤顶作抗拉试验，只要符合抗拉标准，则符合出厂标准，但是，管片在实际安装过程中需要经过5道工序，不仅仅承受拉力，因此，现有的吊装孔抗拉拔试验方法不能满足全面试验检测的要求，即使能够符合抗拉标准的吊装孔在现场安装过程中也可能会出现吊装孔脱落的问题，严重影响施工进程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种管片吊装孔抗拉拔动态试验方法，通过使用实验装置模拟管片实际安装过程中的各个工序，对吊装孔的受力状态进行全面检测，避免问题产品出厂，避免影响施工进程；

本发明所要解决的技术问题是提供一种试验装置，使用一套装置即可完成管片安装过程的模拟试验，通过PLC可实现全自动检测，提高自动化程度，能够一次性进行吊装孔的受力试验。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种管片吊装孔抗拉拔动态试验方法，包括以下步骤：

第一步：安装管片拉拔头，在待试验管片的吊装孔内安装拉拔头；

第二步：管片就位，使用起重设备将管片吊运至待试验区域；

第三步：连接管片，将试验装置通过管片夹持机构和拉拔头连接管片；

第四步：径向提升，利用试验装置径向提升管片；

第五步：回转管片，利用试验装置整体驱动管片回转；

第六步：平移管片，利用试验装置驱动回转就位的管片平移；

第七步：径向顶进管片，利用实验装置驱动平移到位的管片径向顶进；

第八步：管片检查，反向进行第七步至第一步，使管片处于初始状态，并将其与实验装置脱离，检查管片吊装孔内的预埋件是否松动。

优选的，所述第二步中就位的管片凹弧向上、且使拉拔头与试验装置的夹持机构对正。

优选的，所述第四步中提升管片至其与支撑物脱离即可。

优选的，所述第五步中利用试验装置驱动管片回转，回转速度和回转角度应不低于管片安装机在实际运行过程中的速度和角度。

优选的，所述第六步中平移管片的速度和距离应不小于管片安装机载实际运行过程中的最大速度和最大距离。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过使用实验装置模拟管片实际安装过程中的各个工序，对吊装孔的受力状态进行全面检测，避免问题产品出厂，避免影响施工进程。

为解决上述技术问题，本发明还采取的技术方案是一种管片吊装孔抗拉拔动态试验装置，包括固定环、套装在固定环内的回转体、用于将回转体支撑在固定环内的导向轮、用于驱动回转体绕固定环的轴线回转的变频驱动电机、安装在回转体端面上的提升机构、安装在提升机构下端的平移机构和安装在平移机构末端的管片夹持机构，所述固定环的轴线水平，回转体与固定环同轴设置，固定环内侧设有绕其轴线均布的至少三套导向轮，回转体为环形结构，其外表面与导向轮滚动配合，所述变频驱动电机安装在固定环端面上、且借助于驱动辊与回转体外表面摩擦配合。

优选的，所述提升机构包括对称安装在回转体端面上的两套提升液压缸和弧形支撑架，弧形支撑架两端与两套提升液压缸活塞杆端部铰接，所述平移机构固定安装在弧形支撑架外端面上。

优选的，所述平移机构包括水平安装在弧形支撑架外端面上的水平梁和安装在水平梁下部的平移液压缸，所述管片夹持机构与水平梁滑动配合、且平移液压缸活塞杆端部与管片夹持机构铰接。

优选的，还包括控制装置，控制装置包括触摸屏和PLC模块，所述平移液压缸和提升液压缸均通过电磁阀与液压泵连接，PLC模块信号端连接电磁阀控制端，PLC模块信号端还连接变频驱动电机和管片夹持模块的控制端。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：使用一套装置即可完成管片安装过程的模拟试验，通过PLC可实现全自动控制，提高自动化程度，能够一次性进行吊装孔的受力试验，使用现有管片机的夹持装置作为本发明的管片夹持机构，夹持管片后控制两套提升液压缸将弧形支撑整体提升一定的距离，然后控制变频驱动电机通过驱动辊带动回转体回转，被夹持的管片随之回转，回转一定角度后停止，随后控制平移气缸带动管片平移，由于拉拔头在提升、回转和平移过程中不仅仅承受拉力，因此，吊装孔也不仅仅承受拉力，只有通过使用本发明的装置进行实况试验，才能充分模拟出吊装孔的连接强度，避免在施工过程中因吊装孔脱落而影响施工。

附图说明

图1是本发明的主视图；

其中：1、变频驱动电机；2、导向轮；3、回转体；4、提升机构；5、管片夹持机构；6、固定环；7、平移机构。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明公开了管片吊装孔抗拉拔动态试验方法，包括以下步骤：

第一步：安装管片拉拔头，在待试验管片的吊装孔内安装拉拔头；

第二步：管片就位，使用起重设备将管片吊运至待试验区域，就位的管片凹弧向上、且使拉拔头与试验装置的夹持机构对正，方便对接；

第三步：连接管片，将试验装置通过管片夹持机构和拉拔头连接管片；

第四步：径向提升，利用试验装置径向提升管片，提升管片至其与支撑物脱离即可；

第五步：回转管片，利用试验装置整体驱动管片回转，回转速度和回转角度应不低于管片安装机在实际运行过程中的速度和角度，由于不同类型的管片安装角度不同，因此，在试验过程中需要根据不同管片类型设计试验参数；

第六步：平移管片，利用试验装置驱动回转就位的管片平移，平移管片的速度和距离应不小于管片安装机载实际运行过程中的最大速度和最大距离；

第七步：径向顶进管片，利用实验装置驱动平移到位的管片径向顶进；

第八步：管片检查，反向进行第七步至第一步，使管片处于初始状态，并将其与实验装置脱离，检查管片吊装孔内的预埋件是否松动。

在整个试验过程中，充分模拟管片安装过程中的变位工况，能够充分反应出管片安装过程中的实际受力状况，相对于目前吊装孔单一拉拔试验而言，更加全面，成品率更高。

为了解决现有管片吊装孔拉拔试验装置只能进行拉拔试验的问题，本发明提供一种如图1所示的管片吊装孔抗拉拔动态试验装置，包括固定环6、套装在固定环6内的回转体3、用于将回转体3支撑在固定环6内的导向轮2、用于驱动回转体3绕固定环6的轴线回转的变频驱动电机1、安装在回转体3端面上的提升机构4、安装在提升机构4下端的平移机构7和安装在平移机构7末端的管片夹持机构5，所述固定环6的轴线水平，回转体3与固定环6同轴设置，固定环6内侧设有绕其轴线均布的至少三套导向轮2，回转体3为环形结构，其外表面与导向轮2滚动配合，所述变频驱动电机1安装在固定环6端面上、且借助于驱动辊与回转体3外表面摩擦配合。

所述提升机构4包括对称安装在回转体3端面上的两套提升液压缸和弧形支撑架，弧形支撑架两端与两套提升液压缸活塞杆端部铰接，所述平移机构7固定安装在弧形支撑架外端面上；所述平移机构7包括水平安装在弧形支撑架外端面上的水平梁和安装在水平梁下部的平移液压缸，所述管片夹持机构5与水平梁滑动配合、且平移液压缸活塞杆端部与管片夹持机构5铰接；还包括控制装置，控制装置包括触摸屏和PLC模块，所述平移液压缸和提升液压缸均通过电磁阀与液压泵连接，PLC模块信号端连接电磁阀控制端，PLC模块信号端还连接变频驱动电机1和管片夹持模块的控制端。

在具体应用过程中，通过使用一套装置即可完成管片安装过程的模拟试验，通过PLC可实现全自动控制，提高自动化程度，能够一次性进行吊装孔的受力试验，使用现有管片机的夹持装置作为本发明的管片夹持机构，夹持管片后控制两套提升液压缸将弧形支撑整体提升一定的距离，然后控制变频驱动电机通过驱动辊带动回转体回转，被夹持的管片随之回转，回转一定角度后停止，随后控制平移气缸带动管片平移，由于拉拔头在提升、回转和平移过程中不仅仅承受拉力，因此，吊装孔也不仅仅承受拉力，只有通过使用本发明的装置进行实况试验，才能充分模拟出吊装孔的连接强度，避免在施工过程中因吊装孔脱落而影响施工。

Claims (5)

1.一种管片吊装孔抗拉拔动态试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：安装管片拉拔头，在待试验管片的吊装孔内安装拉拔头；

第二步：管片就位，使用起重设备将管片吊运至待试验区域，就位的管片凹弧向上、且使拉拔头与试验装置的夹持机构对正；

第三步：连接管片，将试验装置通过管片夹持机构和拉拔头连接管片；

第四步：径向提升，利用试验装置径向提升管片，提升管片至其与支撑物脱离即可；

第五步：回转管片，利用试验装置整体驱动管片回转，利用试验装置驱动管片回转，回转速度和回转角度应不低于管片安装机在实际运行过程中的速度和角度；

第六步：平移管片，利用试验装置驱动回转就位的管片平移，平移管片的速度和距离应不小于管片安装机载实际运行过程中的最大速度和最大距离；

第七步：径向顶进管片，利用实验装置驱动平移到位的管片径向顶进；

第八步：管片检查，反向进行第七步至第一步，使管片处于初始状态，并将其与实验装置脱离，检查管片吊装孔内的预埋件是否松动。

2.根据权利要求1所述的管片吊装孔抗拉拔动态试验方法，其特征在于：所述试验装置包括固定环（6）、套装在固定环（6）内的回转体（3）、用于将回转体（3）支撑在固定环（6）内的导向轮（2）、用于驱动回转体（3）绕固定环（6）的轴线回转的变频驱动电机（1）、安装在回转体（3）端面上的提升机构（4）、安装在提升机构（4）下端的平移机构（7）和安装在平移机构（7）末端的管片夹持机构（5），所述固定环（6）的轴线水平，回转体（3）与固定环（6）同轴设置，固定环（6）内侧设有绕其轴线均布的至少三套导向轮（2），回转体（3）为环形结构，其外表面与导向轮（2）滚动配合，所述变频驱动电机（1）安装在固定环（6）端面上、且借助于驱动辊与回转体（3）外表面摩擦配合。

3.根据权利要求2所述的管片吊装孔抗拉拔动态试验方法，其特征在于：所述提升机构（4）包括对称安装在回转体（3）端面上的两套提升液压缸和弧形支撑架，弧形支撑架两端与两套提升液压缸活塞杆端部铰接，所述平移机构（7）固定安装在弧形支撑架外端面上。

4.根据权利要求3所述的管片吊装孔抗拉拔动态试验方法，其特征在于：所述平移机构（7）包括水平安装在弧形支撑架外端面上的水平梁和安装在水平梁下部的平移液压缸，所述管片夹持机构（5）与水平梁滑动配合、且平移液压缸活塞杆端部与管片夹持机构（5）铰接。

5.根据权利要求4所述的管片吊装孔抗拉拔动态试验方法，其特征在于：试验装置还包括控制装置，控制装置包括触摸屏和PLC模块，所述平移液压缸和提升液压缸均通过电磁阀与液压泵连接，PLC模块信号端连接电磁阀控制端，PLC模块信号端还连接变频驱动电机（1）和管片夹持模块的控制端。