CN109612752B - 一种多环管片隧道试验单元同步运输系统及方法 - Google Patents

一种多环管片隧道试验单元同步运输系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多环管片隧道试验单元同步运输系统及方法，特点是包括多环管片水平同步运输装置和同步托举装置，多环管片水平同步运输装置包括同步运输平台底座，同步运输平台底座上设置有两根相互平行的水平支撑梁，水平支撑梁内设置有导向槽，导向槽内设置有运输梁和V型滚轮对，运输梁倾斜设置且其V型底部贴合支撑在滚轮上，运输梁的尾端设置有第一液压伺服油缸；多环管片同步托举装置包括一个托举框架和若干个第二液压伺服油缸，托举框架位于水平支撑梁正前方且其上表面与多环管片试验单元的底部可叠合，第二液压伺服油缸均布在托举框架的底面四周；优点是能够有效避免多环管片隧道试验单元在水平和垂直方向运输过程中的意外变形及损坏。

Description

一种多环管片隧道试验单元同步运输系统及方法
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域，尤其是涉及一种多环管片隧道试验单元同步运输系统及方法。
背景技术
多环管片试验单元是由管片拼接形成的用于模拟真实隧道管片结构状态的多环结构，在盾构法隧道综合试验平台中需要将其无损、平稳地运输进入多环管片土压力模拟系统内模拟土压力加载位置，而多环管片试验单元为大型脆弱薄壁构件具有变形的不可控性、安全性、易破坏性的特点，因此多环管片隧道试验单元的水平和垂直运输过程中，其损伤是不能被忽略，并且位移大小无法精准控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效避免多环管片隧道试验单元在水平和垂直方向运输过程中的意外变形及损坏的多环管片隧道试验单元同步运输系统及方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种多环管片隧道试验单元同步运输系统，其特征在于：包括多环管片水平同步运输装置和多环管片同步托举装置，所述的多环管片水平同步运输装置包括同步运输平台底座，所述的同步运输平台底座上设置有两根相互平行的水平支撑梁，所述的水平支撑梁的底部通过若干根支撑柱固定在所述的同步运输平台底座上，所述的水平支撑梁内沿其长度方向设置有导向槽，所述的导向槽内设置有可沿所述的导向槽向前滑动的运输梁，所述的导向槽的侧壁上均布有若干组由两个滚轮组成的V型滚轮对，所述的运输梁倾斜设置且其V型底部贴合支撑在所述的滚轮上，所述的运输梁的尾端设置有用于推动所述的运输梁向前运动的第一液压伺服油缸，两根所述的运输梁之间形成多环管片试验单元置放区；
所述的多环管片同步托举装置包括一个用于承接支撑所述的多环管片试验单元的托举框架和若干个用于推动所述的托举框架向上移动的第二液压伺服油缸，所述的托举框架位于所述的水平支撑梁正前方且所述的托举框架的上表面与所述的多环管片试验单元的底部可叠合，所述的第二液压伺服油缸均布在所述的托举框架的底面四周；
所述的第一液压伺服油缸推动所述的运输梁向前运动，所述的运输梁带动所述的多环管片试验单元逐步向前移动进入所述的托举框架中直至所述的多环管片试验单元的重心与所述的托举框架的中心重合，各个所述的第二液压伺服油缸同步推动所述的托举框架向上移动直至所述的多环管片试验单元移动到多环管片液压伺服土压力模拟系统的模拟土压力加载位置。
所述的水平支撑梁由两根凹槽横梁按V形拼接形成，两根所述的凹槽横梁之间形成所述的导向槽；所述的凹槽横梁的两侧凸沿上对称设置有供所述的滚轮的中心轴卡嵌固定的卡槽。
所述的运输梁为棱型空心梁体，所述的运输梁的中心设置有一道用于与所述的第一液压伺服油缸的顶杆碰触的中心横梁，所述的第一液压伺服油缸的底座上固定设置有卡板，所述的卡板可横跨卡嵌在两根所述的凹槽横梁外侧凸沿的卡槽中。该伺服油缸可安装于卡槽内，先把该处的滚轮卸掉，装上伺服油缸，通过伺服液压站提供动力推动伺服油缸，从而推动整个运输梁往前滑。
所述的第一液压伺服油缸上设置有用于监测所述的第一液压伺服油缸顶杆水平移动距离的水平位移传感器，所述的运输梁上设置有用于监测所述的运输梁倾斜角度的第一电子倾角仪，所述的第一液压伺服油缸连接伺服液压站。
所述的托举框架的上表面设置有用于分散所述的多环管片试验单元应力的厚度为8-10mm的橡胶垫。增设橡胶垫有利于增大多环管片试验单元与托举框架之间的接触面积，分散托举框架受到的应力。
所述的第二液压伺服油缸上设置有用于监测所述的第二液压伺服油缸顶杆垂直移动距离的垂直位移传感器，所述的托举框架上设置有用于监测所述的托举框架倾斜角度的第二电子倾角仪。
利用上述系统对多环管片隧道试验单元同步运输的方法，包括以下步骤：所述的第一液压伺服油缸推动所述的运输梁向前运动，所述的运输梁带动所述的多环管片试验单元逐步向前移动进入所述的托举框架中直至所述的多环管片试验单元的重心与所述的托举框架的中心重合，各个所述的第二液压伺服油缸同步推动所述的托举框架向上移动直至所述的多环管片试验单元移动到多环管片液压伺服土压力模拟系统的模拟土压力加载位置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明首次公开了一种多环管片隧道试验单元同步运输系统及方法，包括多环管片水平同步运输装置和多环管片同步托举装置，其采用的多环管片水平同步运输装置保证多环管片试验单元无损、平稳地运输进入多环管片同步托举装置中，并有效实现超大尺寸混凝土薄壁构件水平方向的精确移位，能够有效避免多环管片隧道试验单元在同步运输过程中的意外变形及损坏；采用的多环管片同步托举装置能够实现超大尺寸混凝土薄壁构件垂直方向的精确移位，能够有效避免目标升降物体多环管片隧道试验单元的意外变形及损坏。多环管片同步运输系统有效实现超大尺寸混凝土薄壁构件水平、垂直二维方向的精确移位，在没有破坏管片的情况下完成试验的整环管片运输。
附图说明
图1为多环管片同步运输和同步托举系统一体结构示意图；
图2为多环管片同步运输系统立体图；
图3为图2中A部的局部放大结构示意图；
图4为多环管片同步运输系统正视图；
图5为多环管片同步运输系统左视图；
图6为多环管片同步托举系统结构示意图；
图7为本发明多环管片液压伺服土压力模拟系统结构示意图；
图8为本发明多环加载框架结构示意图；
图中各标注如下：
1多环管片试验单元；
2多环管片同步运输系统、21同步运输平台底座、22水平支撑梁、23支撑柱、24导向槽、 25运输梁、26滚轮、27第一液压伺服油缸、28凹槽横梁、29卡槽、210中心横梁、211卡板、212水平位移传感器、213第一电子倾角仪、214伺服液压站；
3多环管片同步托举系统、31托举框架、32第二液压伺服油缸、33橡胶垫、34垂直位移传 感器、35第二电子倾角仪；
4、多环管片液压伺服土压力模拟系统、41环向加载框架、42多环加载框架、43多环加载 框架底座、44油缸安装板、45第三液压伺服油缸。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
具体实施例
一种多环管片隧道试验单元同步运输系统，如图1-图6所示，包括多环管片水平同步运输装置2和多环管片同步托举装置3，多环管片水平同步运输装置2包括同步运输平台底座21，同步运输平台底座21上设置有两根相互平行的水平支撑梁22，水平支撑梁22的底部通过若干根支撑柱23固定在同步运输平台底座21上，水平支撑梁22内沿其长度方向设置有导向槽24，导向槽24内设置有可沿导向槽24向前滑动的运输梁25，导向槽24的侧壁上均布有若干组由两个滚轮26组成的V型滚轮对，运输梁25倾斜设置且其V型底部贴合支撑在滚轮26上，运输梁25的尾端设置有用于推动运输梁25向前运动的第一液压伺服油缸27，两根运输梁25之间形成多环管片试验单元置放区；
多环管片同步托举装置3包括一个用于承接支撑多环管片试验单元1的托举框架31和四个用于推动托举框架31向上移动的第二液压伺服油缸32，托举框架31位于水平支撑梁22正前方且托举框架31的上表面与多环管片试验单元1的底部可叠合，第二液压伺服油缸32均布在托举框架31的底面四周；
第一液压伺服油缸27推动运输梁25向前运动，运输梁25带动多环管片试验单元1逐步向前移动进入托举框架31中直至多环管片试验单元1的重心与托举框架31的中心重合，各个第二液压伺服油缸32同步推动托举框架31向上移动直至多环管片试验单元1移动到多环管片液压伺服土压力模拟系统4的模拟土压力加载位置。
在此具体实施例中，如图2、图3、图4和图5所示，水平支撑梁22由两根凹槽横梁28按V形拼接形成，两根凹槽横梁28之间形成导向槽24；凹槽横梁28的两侧凸沿上对称设置有供滚轮26的中心轴卡嵌固定的卡槽29；运输梁25为棱型空心梁体，运输梁25的中心设置有一道用于与第一液压伺服油缸27的顶杆碰触的中心横梁210，第一液压伺服油缸27的底座上固定设置有卡板211，卡板211可横跨卡嵌在两根凹槽横梁28外侧凸沿的卡槽29中。第一液压伺服油缸27上设置有用于监测第一液压伺服油缸27顶杆水平移动距离的水平位移传感器212，运输梁25上设置有用于监测运输梁25倾斜角度的第一电子倾角仪213，第一液压伺服油缸27连接伺服液压站214。两根运输梁25的间距约占多环管片试验单元1外径的1/2，运输梁25的倾角与水平面的夹角为55-65度 。
在此具体实施例中，如图6所示，多环管片同步托举系统托举框架31的上表面设置有用于分散多环管片试验单元1应力的厚度为8-10mm的橡胶垫33，第二液压伺服油缸32上设置有用于监测第二液压伺服油缸32顶杆垂直移动距离的垂直位移传感器34，托举框架31上设置有用于监测托举框架31倾斜角度的第二电子倾角仪35。托举框架31的宽度约占多环管片试验单元1外径的1/3。
在此具体实施例中，如图7和图8所示，多环管片液压伺服土压力模拟系统4包括若干个环向加载框架41，相邻的环向加载框架41通过法兰依次相连形成多环加载框架42，多环加载框架42的底部设置有多环加载框架底座43，多环加载框架42的内环面设置有油缸安装板44，油缸安装板44上均布有24*N个第三液压伺服油缸45，其中N为环向加载框架41的数量，24为每个环向加载框架41上环向均布的第三液压伺服油缸45的数量。
其运输方法如下：
第一液压伺服油缸27推动运输梁25向前运动，运输梁25带动多环管片试验单元1逐步向前移动进入托举框架31中直至多环管片试验单元1的重心与托举框架31的中心重合，各个第二液压伺服油缸32同步推动托举框架31向上移动直至多环管片试验单元1移动到多环管片液压伺服土压力模拟系统4的模拟土压力加载位置。
上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多环管片隧道试验单元同步运输系统，其特征在于：包括多环管片水平同步运输装置和多环管片同步托举装置，所述的多环管片水平同步运输装置包括同步运输平台底座，所述的同步运输平台底座上设置有两根相互平行的水平支撑梁，所述的水平支撑梁的底部通过若干根支撑柱固定在所述的同步运输平台底座上，所述的水平支撑梁内沿其长度方向设置有导向槽，所述的导向槽内设置有可沿所述的导向槽向前滑动的运输梁，所述的导向槽的侧壁上均布有若干组由两个滚轮组成的V型滚轮对，所述的运输梁倾斜设置且其V型底部贴合支撑在所述的滚轮上，所述的运输梁的尾端设置有用于推动所述的运输梁向前运动的第一液压伺服油缸，两根所述的运输梁之间形成多环管片试验单元置放区；
所述的多环管片同步托举装置包括一个用于承接支撑所述的多环管片试验单元的托举框架和若干个用于推动所述的托举框架向上移动的第二液压伺服油缸，所述的托举框架位于所述的水平支撑梁正前方且所述的托举框架的上表面与所述的多环管片试验单元的底部可叠合，所述的第二液压伺服油缸均布在所述的托举框架的底面四周；
所述的第一液压伺服油缸推动所述的运输梁向前运动，所述的运输梁带动所述的多环管片试验单元逐步向前移动进入所述的托举框架中直至所述的多环管片试验单元的重心与所述的托举框架的中心重合，各个所述的第二液压伺服油缸同步推动所述的托举框架向上移动直至所述的多环管片试验单元移动到多环管片液压伺服土压力模拟系统的模拟土压力加载位置。
2.根据权利要求1所述的一种多环管片隧道试验单元同步运输系统，其特征在于：所述的水平支撑梁由两根凹槽横梁按V形拼接形成，两根所述的凹槽横梁之间形成所述的导向槽；所述的凹槽横梁的内外两侧凸沿上对称设置有供所述的滚轮的中心轴卡嵌固定的卡槽。
3.根据权利要求2所述的一种多环管片隧道试验单元同步运输系统，其特征在于：所述的运输梁为棱型空心梁体，所述的运输梁的中心设置有一道用于与所述的第一液压伺服油缸的顶杆碰触的中心横梁，所述的第一液压伺服油缸的底座上固定设置有卡板，所述的卡板可横跨卡嵌在两根所述的凹槽横梁外侧凸沿的卡槽中。
4.根据权利要求3所述的一种多环管片隧道试验单元同步运输系统，其特征在于：所述的第一液压伺服油缸上设置有用于监测所述的第一液压伺服油缸顶杆水平移动距离的水平位移传感器，所述的运输梁上设置有用于监测所述的运输梁倾斜角度的第一电子倾角仪，所述的第一液压伺服油缸连接伺服液压站。
5.根据权利要求1所述的一种多环管片隧道试验单元同步运输系统，其特征在于：所述的托举框架的上表面设置有用于分散所述的多环管片试验单元应力的厚度为8-10mm的橡胶垫。
6.根据权利要求5所述的一种多环管片隧道试验单元同步运输系统，其特征在于：所述的第二液压伺服油缸上设置有用于监测所述的第二液压伺服油缸顶杆垂直移动距离的垂直位移传感器，所述的托举框架上设置有用于监测所述的托举框架倾斜角度的第二电子倾角仪。
7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的系统对多环管片隧道试验单元同步运输的方法，其特征在于包括以下步骤：所述的第一液压伺服油缸推动所述的运输梁向前运动，所述的运输梁带动所述的多环管片试验单元逐步向前移动进入所述的托举框架中直至所述的多环管片试验单元的重心与所述的托举框架的中心重合，各个所述的第二液压伺服油缸同步推动所述的托举框架向上移动直至所述的多环管片试验单元移动到多环管片液压伺服土压力模拟系统的模拟土压力加载位置。
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