CN111208012A - 一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明设计了一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，属于管片性能测试技术领域，包括千斤顶、油泵、水泵、以及管片位移传感器，管片位移传感器、压力传感器、千斤顶位移传感器、油压传感器的输出端都与控制器的输入端连接，控制器与显示设备连接，试验装置还包括与控制器的输出端连接的变频器，变频器的输出端借助第一交流接触器与油泵的电机连接、借助第二交流接触器与计量泵的电机连接，出油阀、回油阀、出水阀都与控制器的输出端连接。当油压减小时，油泵可以及时进行补偿，水压减小时计量泵也可以及时进行补偿，使得测量数据更加精确，可以提高对管片抗弯、抗拔、渗漏性能检测的准确性。
Description
技术领域
本发明属于管片性能测试技术领域，涉及到试验装置，特别是一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置。
背景技术
管片是地铁和隧道施工的主要装配构件，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，管片的抗弯、渗漏水性能直接关系到地铁、隧道的整体质量和安全，管片的抗拔性能直接影响到施工过程的安全性，所以对于管片的抗弯、抗拔、渗漏性能的测试至关重要。现在对管片的抗弯性能进行测试时，是将千斤顶固定到抗弯检验装置上，利用千斤顶给位于其下方的管片施加压力，利用一组(一般设置七个)管片位移传感器的测量值计算管片的W1(中心点竖向计算位移)、W2(载荷点竖向计算位移)、W3(水平点计算位移)，利用压力传感器测量千斤顶施加的压力值，测量结果由控制器发送给电脑进行存储并通过显示设备显示出来，测试过程中观察管片是否出现裂缝即可。进行抗拔性能测试时，将千斤顶与抗拔测试件连接，利用千斤顶位移传感器测量千斤顶的竖向位移，测量结果也是由电脑存储并通过显示设备显示出来。进行渗漏试验时，将管片固定到夹具上，用水泵向夹具的水腔内注水达到设定的水压，水压传感器测得的数据也是由电脑存储并通过显示设备显示出来。
现在测试时，每次油泵给千斤顶增加油压、水泵向水腔内增加水压，当达到设定值后，油泵和水泵即保持在该状态不动，直至达到测定时间为止，在此过程中即使油压、水压变小，油泵、水泵也无法进行补偿，所以测量数据不够精确，影响对管片性能检测的准确性。
发明内容
本发明为了克服现有技术的缺陷，设计了一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，用来对管片进行抗弯、抗拔、渗漏性能测试，测试过程中，当油压减小时，油泵可以及时进行补偿，水压减小时计量泵也可以及时进行补偿，使得测量数据更加精确，可以提高对管片抗弯、抗拔、渗漏性能检测的准确性，而且可以实现过程数据存储，试验过程可追溯。
本发明所采取的具体技术方案是：一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，包括千斤顶、油泵、水泵、以及用来测量管片位移的一组管片位移传感器，千斤顶的活动端固定有压力传感器，千斤顶上固定有用来测量千斤顶实际行程的千斤顶位移传感器，千斤顶的进油口与油泵出油口处的出油阀连接，千斤顶的出油口与油泵的回油阀连接，油泵的出油口处还设置有油压传感器，管片位移传感器、压力传感器、千斤顶位移传感器、油压传感器的输出端都与控制器的输入端连接，控制器与显示设备连接，关键在于：所述的水泵为计量泵，计量泵的出水口处连接有出水阀和水压传感器且出水阀位于计量泵的出水口与水压传感器之间，试验装置还包括与控制器的输出端连接的变频器，变频器的输出端借助第一交流接触器与油泵的电机连接、借助第二交流接触器与计量泵的电机连接，出油阀、回油阀、出水阀都与控制器的输出端连接。
所述的试验装置还包括油箱、水箱、底部带有车轮的箱体、以及设置在箱体上方的箱盖，箱盖的一侧与箱体铰接、另一侧与箱体形成为可拆卸式连接，箱体上端的开口处固定有定位板，控制器、变频器、第一交流接触器和第二交流接触器都固定在定位板上端面，箱体左右两侧都开设有操作口，操作口处设置有与箱体形成为可拆卸式连接的侧盖板，油泵的进油口与油箱连接，计量泵的进水口与水箱连接，油箱、油泵、水箱和计量泵都固定在箱体内且位于与侧盖板相对应的位置，在箱体前端的上方设置有用来嵌装千斤顶的千斤顶固定座，在箱体内的前端设置有用来放置油管的油管收纳腔，千斤顶借助放置在油管收纳腔内的油管与油泵连接，在箱体前端面与油管收纳腔对应的位置开设有前维护口，前维护口处设置有油管防护盖，油管防护盖的上端与箱体铰接、下端借助锁紧件与箱体形成为可拆卸式连接，千斤顶固定座位于油管防护盖后方，在箱体后方设置有水管收纳腔，箱体后端面上与水管收纳腔对应的位置设置有后维护口，后维护口处设置有带锁的后维护门，水管收纳腔内设置有进水管和出水管，进水管的一端与箱体上设置的注水接头连接、另一端与水箱的进口连接，出水管的一端与箱体上设置的出水接头连接、另一端与计量泵的出口连接。
在箱体上端面、千斤顶固定座后方设置有用来放置传感器安装底座的底座收纳箱，底座收纳箱的前端面设置有带锁的开关门。
在箱盖的一侧开设有人机交互窗口，显示设备固定在人机交互窗口处，在显示设备外侧设置有侧防护盖，侧防护盖的上端与箱盖铰接、下端与箱盖之间铰接有伸缩杆。
伸缩杆与箱盖的铰接点位于人机交互窗口的上端。
在箱盖内显示设备的下方设置有用来放置输入键盘的键盘容纳盒，输入键盘的输出端与控制器的输入端连接，键盘容纳盒与箱盖形成滑动配合。
在箱体的后端设置有用来推动箱体的把手，箱体的前端和后端都是同时设置有左右两个车轮，前端车轮的外径大于后端车轮的外径。
在箱体上端面的前后两端都沿左右方向固定有至少两个吊环。
在箱体底部开设有用来与叉车配合的卡槽，卡槽的长度方向沿左右方向设置。
在油箱内设置有温度传感器和加热棒，温度传感器的输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与加热棒的受控端连接。
本发明的有益效果是：将千斤顶安装到抗弯检验装置上即可对管片进行抗弯试验，将千斤顶与抗拔测试件连接即可对管片进行抗拔试验，将计量泵与夹具上的水腔连接即可对固定在夹具上的管片进行渗漏试验，集三种检测功能于一体，将控制器与电脑连接即可以实现过程数据存储，试验过程可追溯。
对管片进行抗弯、抗拔性能试验时，千斤顶上设置的油压传感器可以实时监测油压大小，当油压小于设定值时，油压传感器输出信号给控制器将油泵的电机打开，同时打开出油阀，给千斤顶增压，当达到设定值时，油压传感器输出信号给控制器将油泵的电机关闭，同时关闭出油阀，当压力再次减小时，油泵再次加压，如此重复即可及时对油压进行平稳补偿。
进行渗漏试验时，将管片固定到夹具上，用计量泵向夹具的水腔内注水达到设定的水压，水压传感器可以实时监测水压大小，当水压小于设定值时，水压传感器输出信号给控制器将计量泵的电机打开，同时打开出水阀，给夹具增压，当达到设定值时，水压传感器输出信号给控制器将计量泵的电机关闭，同时关闭出水阀，当压力再次减小时，计量泵再次加压，如此重复即可及时对水压进行平稳补偿。
本发明在进行抗弯、抗拔性能试验时，油泵可以及时对油压进行平稳补偿，进行渗漏性能试验时，计量泵可以及时对水压进行平稳补偿，使得测量数据更加精确，可以提高对管片抗弯、抗拔、渗漏性能检测的准确性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为图1拆掉侧盖板后的结构示意图。
图4为本发明的原理框图。
附图中，1代表车轮，2代表箱体，3代表箱盖，4代表侧盖板，5代表千斤顶，6代表油管防护盖，7代表水管收纳腔，8代表后维护门，9代表底座收纳箱，10代表显示设备，11代表侧防护盖，12代表伸缩杆，13代表键盘容纳盒，14代表把手，15代表吊环，16代表计量泵，17代表油泵，18代表控制器，19代表油压传感器，20代表水压传感器，21代表变频器，22代表第一交流接触器，23代表第二交流接触器，24代表出油阀，25代表回油阀，26代表出水阀，27代表输入键盘。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明：
具体实施例，如图1至图4所示，一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，包括千斤顶5、油泵17、水泵、以及用来测量管片位移的一组管片位移传感器，千斤顶5的活动端固定有用于检测压力的压力传感器且优选为轮辐式传感器，千斤顶5上固定有用来测量千斤顶5实际行程的千斤顶位移传感器，千斤顶位移传感器的量程大于等于千斤顶5的最大行程，用来反馈千斤顶5的伸缩量，千斤顶5的进油口与油泵17出油口处的出油阀24连接，千斤顶5的出油口与油泵17的回油阀25连接，在油泵17的出油口与出油阀24之间还连接有具有保压功能的单向阀，油泵17的泄压阀的泄压值可以手动调整。
油泵17的出油口处还设置有油压传感器19，管片位移传感器、压力传感器、千斤顶位移传感器、油压传感器19的输出端都与控制器18的输入端连接，控制器18与显示设备10连接，所述的水泵为计量泵16，计量泵16的出水口处连接有出水阀26和水压传感器且出水阀26位于计量泵16的出水口与水压传感器20之间，试验装置还包括与控制器18的输出端连接的变频器21，变频器21的输出端借助第一交流接触器22与油泵17的电机连接、借助第二交流接触器23与计量泵16的电机连接，出油阀24、回油阀25、出水阀26都与控制器18的输出端连接。
需要进行抗弯性能试验时，将千斤顶5取下装到抗弯检验装置上，利用千斤顶5对待测管片施加设定的压力，千斤顶5上设置的千斤顶位移传感器可以用来测量其活动端位移大小，千斤顶5上设置的油压传感器19可以实时监测油压大小，当油压小于设定值时，油压传感器19输出信号给控制器18将油泵17的电机打开，同时打开出油阀24，给千斤顶5增压，当达到设定值时，油压传感器19输出信号给控制器18将油泵17的电机关闭，同时关闭出油阀24，当压力再次减小时，油泵17再次加压，如此重复即可，测试过程中可以及时对油压进行补偿，使得测量数据更加精确，提高对管片性能检测的准确性。
需要进行抗拔性能试验时，将螺杆与管片上的预埋受力构件螺纹连接，将千斤顶5套装到螺杆上，然后将螺母与螺杆上端连接，利用千斤顶5将管片抬起从而给管片施加设定的压力，补偿原理与上面的抗弯试验相同。
需要进行渗漏性能试验时，将管片固定到夹具上，用计量泵16向夹具的水腔内注水达到设定的水压，水压传感器20可以实时监测水压大小，当水压小于设定值时，水压传感器20输出信号给控制器18将计量泵16的电机打开，同时打开出水阀26，给夹具增压，当达到设定值时，水压传感器20输出信号给控制器18将计量泵16的电机关闭，同时关闭出水阀26，当压力再次减小时，计量泵16再次加压，如此重复即可，测试过程中可以及时对水压进行补偿，使得测量数据更加精确，提高对管片性能检测的准确性。
测试时将控制器18与电脑连接，即可以实现过程数据存储，试验过程可追溯。
作为对本发明的进一步改进，试验装置还包括油箱、水箱、底部带有车轮1的箱体2、以及设置在箱体2上方的箱盖3，箱盖3的一侧与箱体2铰接、另一侧与箱体2形成为可拆卸式连接，箱体2上端的开口处固定有定位板，控制器18、变频器21、第一交流接触器22和第二交流接触器23都固定在定位板上端面，箱体2左右两侧都开设有操作口，操作口处设置有与箱体2形成为可拆卸式连接的侧盖板4，油泵17的进油口与油箱连接，计量泵16的进水口与水箱连接，油箱、油泵17、水箱和计量泵16都固定在箱体2内且位于与侧盖板4相对应的位置，在箱体2前端的上方设置有用来嵌装千斤顶5的千斤顶固定座，在箱体2内的前端设置有用来放置油管的油管收纳腔，千斤顶5借助放置在油管收纳腔内的油管与油泵17连接，在箱体前端面与油管收纳腔对应的位置开设有前维护口，前维护口处设置有油管防护盖6，油管防护盖6的上端与箱体2铰接、下端借助锁紧件与箱体2形成为可拆卸式连接，千斤顶固定座位于油管防护盖6后方，在箱体后方设置有水管收纳腔7，箱体2后端面上与水管收纳腔7对应的位置设置有后维护口，后维护口处设置有带锁的后维护门8，水管收纳腔7内设置有进水管和出水管，进水管的一端与箱体2上设置的注水接头连接、另一端与水箱的进口连接，出水管的一端与箱体2上设置的出水接头连接、另一端与计量泵16的出口连接。
本发明将所有设备都集成到箱体2上，整体结构更加整齐美观，而且可以根据实际需要随时移动到指定位置，使用更加简单方便。箱盖3、侧盖板4、油管防护盖6和后维护门8的设置，方便各个部件的取放和维护。注水接头和出水接头都位于箱体2侧面且接头的外端都与箱体2的外壁齐平，整体更加整齐美观，而且可以避免接头被磕碰损坏。
作为对本发明的进一步改进，在箱体2上端面、千斤顶固定座后方设置有用来放置传感器安装底座的底座收纳箱9，底座收纳箱9的前端面设置有带锁的开关门。将传感器安装底座放置到底座收纳箱9内，可以防止传感器安装底座在搬运过程中被磕碰损坏。
作为对本发明的进一步改进，在箱盖3的一侧开设有人机交互窗口，显示设备10固定在人机交互窗口处，在显示设备10外侧设置有侧防护盖11，侧防护盖11的上端与箱盖3铰接、下端与箱盖3之间铰接有伸缩杆12。需要使用显示设备10时打开侧防护盖11，不需要使用时将侧防护盖11关闭即可，防护盖既不会影响到显示设备10的使用，还可以起到保护显示设备10的作用。为了方便操作人员观看显示设备10，将伸缩杆12与箱盖3的铰接点设置在人机交互窗口的上端。在箱盖3内显示设备10的下方设置有用来放置输入键盘27的键盘容纳盒13，输入键盘27的输出端与控制器18的输入端连接，利用输入键盘27可以对控制器进行操作，更加简单方便，键盘容纳盒13与箱盖3形成滑动配合，类似于抽屉，可以推拉。
作为对本发明的进一步改进，在箱体2的后端设置有用来推动箱体2的把手14，推动时方便抓握，箱体2的前端和后端都是同时设置有左右两个车轮1，前端车轮1的外径大于后端车轮1的外径，可以适应不同地形。
作为对本发明的进一步改进，在箱体2上端面的前后两端都沿左右方向固定有至少两个吊环15，需要吊装时，直接将吊装设备与吊环15连接即可，操作简单方便。
作为对本发明的进一步改进，在箱体2底部开设有用来与叉车配合的卡槽，卡槽的长度方向沿左右方向设置，需要搬运时，直接将叉车的叉板插到卡槽内即可，结构简单，使用方便。
作为对本发明的进一步改进，在油箱内设置有温度传感器和加热棒，温度传感器的输出端与控制器18的输入端连接，控制器18的输出端与加热棒的受控端连接。冬天温度较低时，可以先用加热棒对油箱内的油进行加热，达到设定的温度后停止加热，再给油泵17供油，使用更加方便。
Claims (10)
1.一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，包括千斤顶(5)、油泵(17)、水泵、以及用来测量管片位移的一组管片位移传感器，千斤顶(5)的活动端固定有压力传感器，千斤顶(5)上固定有用来测量千斤顶(5)实际行程的千斤顶位移传感器，千斤顶(5)的进油口与油泵(17)出油口处的出油阀(24)连接，千斤顶(5)的出油口与油泵(17)的回油阀(25)连接，油泵(17)的出油口处还设置有油压传感器(19)，管片位移传感器、压力传感器、千斤顶位移传感器、油压传感器(19)的输出端都与控制器(18)的输入端连接，控制器(18)与显示设备(10)连接，其特征在于：所述的水泵为计量泵(16)，计量泵(16)的出水口处连接有出水阀(26)和水压传感器(20)且出水阀(26)位于计量泵(16)的出水口与水压传感器(20)之间，试验装置还包括与控制器(18)的输出端连接的变频器(21)，变频器(21)的输出端借助第一交流接触器(22)与油泵(17)的电机连接、借助第二交流接触器(23)与计量泵(16)的电机连接，出油阀(24)、回油阀(25)、出水阀(26)都与控制器(18)的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，其特征在于：所述的试验装置还包括油箱、水箱、底部带有车轮(1)的箱体(2)、以及设置在箱体(2)上方的箱盖(3)，箱盖(3)的一侧与箱体(2)铰接、另一侧与箱体(2)形成为可拆卸式连接，箱体(2)上端的开口处固定有定位板，控制器(18)、变频器(21)、第一交流接触器(22)和第二交流接触器(23)都固定在定位板上端面，箱体(2)左右两侧都开设有操作口，操作口处设置有与箱体(2)形成为可拆卸式连接的侧盖板(4)，油泵(17)的进油口与油箱连接，计量泵(16)的进水口与水箱连接，油箱、油泵(17)、水箱和计量泵(16)都固定在箱体(2)内且位于与侧盖板(4)相对应的位置，在箱体(2)前端的上方设置有用来嵌装千斤顶(5)的千斤顶固定座，在箱体(2)内的前端设置有用来放置油管的油管收纳腔，千斤顶(5)借助放置在油管收纳腔内的油管与油泵(17)连接，在箱体(2)前端面与油管收纳腔对应的位置开设有前维护口，前维护口处设置有油管防护盖(6)，油管防护盖(6)的上端与箱体(2)铰接、下端借助锁紧件与箱体(2)形成为可拆卸式连接，千斤顶固定座位于油管防护盖(6)后方，在箱体后方设置有水管收纳腔(7)，箱体(2)后端面上与水管收纳腔(7)对应的位置设置有后维护口，后维护口处设置有带锁的后维护门(8)，水管收纳腔(7)内设置有进水管和出水管，进水管的一端与箱体(2)上设置的注水接头连接、另一端与水箱的进口连接，出水管的一端与箱体(2)上设置的出水接头连接、另一端与计量泵(16)的出口连接。
3.根据权利要求2所述的一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，其特征在于：在箱体(2)上端面、千斤顶固定座后方设置有用来放置传感器安装底座的底座收纳箱(9)，底座收纳箱(9)的前端面设置有带锁的开关门。
4.根据权利要求2所述的一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，其特征在于：在箱盖(3)的一侧开设有人机交互窗口，显示设备(10)固定在人机交互窗口处，在显示设备(10)外侧设置有侧防护盖(11)，侧防护盖(11)的上端与箱盖(3)铰接、下端与箱盖(3)之间铰接有伸缩杆(12)。
5.根据权利要求4所述的一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，其特征在于：伸缩杆(12)与箱盖(3)的铰接点位于人机交互窗口的上端。
6.根据权利要求4所述的一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，其特征在于：在箱盖(3)内显示设备(10)的下方设置有用来放置输入键盘(27)的键盘容纳盒(13)，输入键盘(27)的输出端与控制器(18)的输入端连接，键盘容纳盒(13)与箱盖(3)形成滑动配合。
7.根据权利要求2所述的一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，其特征在于：在箱体(2)的后端设置有用来推动箱体(2)的把手(14)，箱体(2)的前端和后端都是同时设置有左右两个车轮(1)，前端车轮(1)的外径大于后端车轮(1)的外径。
8.根据权利要求2所述的一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，其特征在于：在箱体(2)上端面的前后两端都沿左右方向固定有至少两个吊环(15)。
9.根据权利要求2所述的一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，其特征在于：在箱体(2)底部开设有用来与叉车配合的卡槽，卡槽的长度方向沿左右方向设置。
10.根据权利要求2所述的一种预制混凝土衬砌管片综合试验装置，其特征在于：在油箱内设置有温度传感器和加热棒，温度传感器的输出端与控制器(18)的输入端连接，控制器(18)的输出端与加热棒的受控端连接。
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2020
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