CN109870264B - 盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及一种盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置，本发明通过手摇泵驱动千斤顶，使得千斤顶带动上密封端盖可以做直线上的来回运动，并在上密封端盖的运动路径上设置下密封端盖，在下密封端盖上设置容器腔室，并在下密封端盖上设置有围绕容器腔室的密封条，对应的在上密封端盖上也设置有密封条，使得上密封端盖与下密封端盖相接触时，其上的两个密封条能够紧紧贴合，使得容器腔室密闭空间，再通过球阀向容器腔室中注入高压水，并在高压水管道上安装压力表，查看是否出现漏水情况，再结合手摇泵压力表的压力以及密封条的长度换算出单位长度下密封条所受的力，反算出管片安装时保证密封的压缩量前提下的螺栓预紧力。

Description

盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及盾构管片连接螺栓的扭矩选取装置。

背景技术

盾构管片是盾构施工中的主要装配构件，是隧道最内层屏障。盾构管片的质量以及拼装直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能和耐久性能。而目前管片拼装紧固时，管片安装螺栓扭矩范围比较大，导致管片的密封性能差距较大。例如，采用M30-8.8级的安装螺栓进行安装时，其安装螺栓的扭矩在1510N·m-1900 N·m之间，其安装螺栓的扭矩差距较大，从而导致其密封性能差距大。

发明内容

针对现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置，可通过本装置选取合适的扭矩值进行螺栓安装，使得安装螺栓的扭矩值的差距大大降低，从而使得其密封性能的差距大大降低，保证管片密封防水效果的良好，提高管片拼装质量。

本发明的技术方案如下：

以下所述密封条均为盾构机管片拼装采用的密封条。

盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置包括通过动力机构在一条路径上来回直线运动的上密封盖板，以及用于检测动力机构压力的检测装置，在上密封盖板的运动路径上固定安装有下密封盖板，使得上密封盖板在做直线运动并到达下密封盖板处时，其上密封盖板能够紧紧贴合下密封盖板；其下密封盖板上中心位置处设置有容器腔室，并在下密封盖板与上密封盖板的接触面上设置有围绕容器腔室的密封条，对应的在所述上密封盖板上也设置有密封条，使得上密封盖板与下密封盖板紧紧贴合时，上密封盖板上的密封条与下密封盖板上的密封条紧紧贴合，从而使容器腔室形成一个密闭空间，所述容器腔室通过球阀与外界管道连接，并在其管道上安装有压力表。

进一步的，所述动力机构与上密封盖板之间安装有反力架，反力架为削去一个角的三脚架，其被削去角的一端安装有动力机构安装座，与动力机构安装座相平行的三角架平面上安装上密封盖板，其上密封盖板通过螺栓与反力架连接。通过设置反力架使得上密封盖板下压时，下密封盖面的受力面受力均匀。

优选的，所述球阀安装在上密封盖板上，当上密封盖板与下密封盖板接触时，可通过高压水管道向容器腔室中注入高压水，查看是否存在漏水现象。

进一步的，在所述高压水管道上安装有压力表，可通过压力表查看管道内的压力，从而获得容器腔室中的压力值。

具体的，所述动力机构的一端安装在上底板，另一端安装在反力架上所设置的动力机构安装座上，其下密封盖板安装在下底板，其下密封盖板上所设置的容器腔室延伸至下底板内，上底板与下底板的一端或两端通过支架连接。

所述下密封盖板和下底板之间通过螺栓连接，并在其接触面上铺设橡胶垫板，防止向容器腔室中出入高压水后，高压水从下密封盖板和下底板之间的接触面溢出。

优选的，所述下密封盖板和下底板之间为一体成型结构，避免上述需要安装橡胶板来防止高压水从上密封板和下顶板之间的接触面溢出。

优选的，所述上底板、下底板和支架为一体结构或上底板、下底板和支架为可拆卸的安装方式安装在一起。

优选的，所述动力机构为千斤顶，其用于检测动力机构压力的检测装置为手摇泵压力表，千斤顶与手摇泵连接，通过手摇泵带动千斤顶运动，同时通过手摇泵压力表检测压力，通过压力表上显示的压力再结合密封条的长度计算出单位长度下密封条所受的力，从而反算出管片安装时保证密封的压缩量前提下的螺栓预紧力，再结合高压水管道上安装的压力表，可得知其密封系统的保压能力。

进一步的，所述下密封盖板上围绕容器腔室设置有用于安装密封条的凹槽，对应的在所述上密封盖板上也设置有用于安装密封条的凹槽。

再进一步的，在所述上密封盖板和下密封盖板的接触面上均设置有橡胶密封板。

本发明的有益效果：本发明一个动力机构带动反力架做直线运动，使得反力架上安装的上密封盖板和设置在反力架运动路径上的下密封盖板接触，并在下密封盖板上设置容器腔室，围绕容器腔室设置密封条，对应的在上密封盖板上也设置密封条，使得上密封盖板压紧下密封盖板时，容器腔室成为密封空间，在通过球阀向容器腔室中注入高压水，观察是否有漏水现象，若无漏水现象，则结合动力机构所安装的压力表和密封条长度，计算出单位长度内密封条所受的力，从而反算出管片安装时保证密封的压缩量前提下的螺栓预紧力，大大降低了现有技术中提到的管片扭矩值的差距，使得管片密封性的差距减小，提高管片拼装质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的原理示意图；

附图标记说明：1.动力机构；2.上密封盖板；3.下密封盖板；4.反力架；5.球阀；6.密封条；7.橡胶密封板；8.支架；9.下底板；10上底板；11.手摇泵；12.容器腔室；13.螺栓；14手摇泵压力表；15.压力表。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的说明。

下面结合附图1和附图2对本发明的实施方式作详细描述。

盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置，包括通过一个动力机构1在直线路径上来回运动上密封盖板2，同时在上密封盖板2运动路径上固定设置有下密封盖板3，使得当上密封盖板2运动到下密封盖板3处时，能够紧紧贴合下密封盖板3，并在所述下密封盖板3与上密封盖板2的接触面上设置有容器腔室12，并在下密封盖板3与上密封盖板2的接触面上设置有围绕容器腔室12的密封条6，对应的在所述上密封盖板2与下密封盖板3的接触面上也设置有密封条6，使得上密封盖板2紧紧贴合下密封盖板3时，容器腔室12形成一个密封的空间，并在所述上密封盖板2上设置有球阀5，通过球阀5向容器腔室12内部注入高压水，并在连接球阀5的高压水管道上安装有压力表，用于检测容器腔室内部压力，所述动力机构1为千斤顶，通过手摇泵11带动千斤顶做直线上的来回运动，再通过手摇泵压力表14检测手摇泵11的压力，结合动力机构1所安装的手摇泵压力表14和密封条6长度，计算出单位长度内密封条6所受的力，从而反算出管片安装时保证密封的压缩量前提下的螺栓预紧力。

下面通过举例说明采用本装置是如何换算出螺栓的预紧力：

例如：对6M管片紧固例进行换算，间隙保证在1mm时，记录手摇泵压力表14的读数P1(bar)，同时记录高压水开始漏水时压力表15的压力表读数P2(bar)，具体计算方式如下：

F₂：密封检测装置单位长度下密封条所受的力

L₁：密封检测装置密封条的长度

F₁：作用在上密封板上的合力

P₁：手摇泵压力表的读数

d：液压千斤顶无杆腔的直径

F₃＝F₂*L₂/2；

F₃:管片螺栓预紧力

L₂：管片两颗螺栓之间的距离

M_螺栓＝F₃*D/2

D:管片螺栓的直径

可通过如上公式换算中螺栓的预紧力，使得管片扭矩值的差距大大减小，从而使管片密封性的差距减小，提高了管片的拼装质量。

进一步的，对本发明的改进在于，所述动力机构1与上密封盖板2之间安装有反力架4，反力架4为削去一个角的三脚架，其被削去角的一端安装有动力机构1安装座，与动力机构1安装座相平行的三角架平面上安装上密封盖板2，其上密封盖板2通过螺栓与反力架4连接。通过设置反力架4使得上密封盖板2下压时，下密封盖面的受力面受力均匀。

再进一步的，所述动力机构1的一端安装在上底板10，另一端安装在反力架4上所设置的动力机构1安装座上，其下密封盖板3安装在下底板9，其下密封盖板3上所设置的容器腔室12延伸至下底板9内，所述下密封盖板3和下底板9之间通过螺栓13连接，并在其接触面上铺设橡胶垫板，防止向容器腔室12中出入高压水后，高压水从下密封盖板3和下底板9之间的接触面溢出，为使检测结果更加准确，所述下密封盖板3和下底板9为一体式结构，从而避免需要安装橡胶垫板来防止其接触面出现漏水情况，使得检测结果更加准确，所述上底板10与下底板9的一端或两端通过支架8连接，所述上底板10、下底板9和支架8为一体结构或上底板10、下底板9和支架8为可拆卸的安装方式安装在一起，使得在更换工作地点时，整个装置便于搬运。

Claims (6)

1.盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置，其特征在于，包括通过动力机构(1)在一条路径上来回直线运动的上密封盖板(2)，以及用于检测动力机构(1)压力的检测装置，在上密封盖板(2)的运动路径上固定安装有下密封盖板(3)，使得上密封盖板(2)在做直线运动并到达下密封盖板(3)处时，其上密封盖板(2)能够紧紧贴合下密封盖板(3)；其下密封盖板(3)上中心位置处设置有容器腔室(12)，并在下密封盖板(3)与上密封盖板(2)的接触面上设置有围绕容器腔室(12)的密封条(6)，对应的在所述上密封盖板(2)上也设置有密封条(6)，使得上密封盖板(2)与下密封盖板(3)紧紧贴合时，上密封盖板(2)上的密封条(6)与下密封盖板(3)上的密封条（6）紧紧贴合，从而使容器腔室(12)形成一个密闭空间，所述容器腔室(12)通过球阀(5)与外界管道连接，并在其管道上安装有压力表(15)；

所述动力机构(1)与上密封盖板(2)之间安装有反力架(4)，反力架(4)为削去一个角的三脚架，其被削去角的一端安装有动力机构(1)安装座，与动力机构(1)安装座相平行的三角架平面上安装上密封盖板(2)，其上密封盖板(2)通过螺栓与反力架(4)连接；

所述动力机构(1)的一端安装在上底板(10)，另一端安装在反力架(4)上所设置的动力机构(1)安装座上，其下密封盖板(3)安装在下底板(9)，其下密封盖板(3)上所设置的容器腔室(12)延伸至下底板(9)内，上底板(10)与下底板(9)的一端或两端通过支架(8)连接；

其下密封盖板(3)和下底板(9)之间通过螺栓(13)连接，并在其接触面上铺设橡胶垫板；

所述下密封盖板(3)和下底板(9)之间为一体成型结构。

2.如权利要求1所述的盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置，其特征在于，所述上底板(10)、下底板(9)和支架(8)为一体结构或上底板(10)、下底板(9)和支架(8)为可拆卸的安装方式安装在一起。

3.如权利要求2所述的盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置，其特征在于，所述动力机构(1)为千斤顶，其用于检测动力机构压力的检测装置为手摇泵压力表(14)，千斤顶与手摇泵(11)连接，通过手摇泵(11)带动千斤顶运动，同时通过手摇泵压力表(14)检测压力。

4.如权利要求3所述的盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置，其特征在于，所述下密封盖板(3)上围绕容器腔室(12)设置有用于安装密封条(6)的凹槽，对应的在所述上密封盖板(2)上也设置有用于安装密封条(6)的凹槽。

5.如权利要求4所述的盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置，其特征在于，所述上密封盖板(2)和下密封盖板(3)的接触面上均设置有橡胶密封板(7)。

6.如权利要求5所述的盾构管片安装螺栓的扭矩选取装置，其特征在于，所述球阀(5)安装在上密封盖板(2)上。