CN111766054A - 公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，其包括用于与射流风机预埋钢板连接的反力组件，反力组件上设置有用于与隧道顶壁抵接的加压组件，反力组件包括横梁和用于固定在预埋钢板上的连接件，连接件内穿设有支承杆，横梁两端对称设置有穿线座，两穿线座内分别穿设有钢丝绳，两钢丝绳与两组预埋钢板上的支承杆连接。本申请的反力组件同时连接两组预埋钢板，通过加压组件的加压能够同时对两组预埋钢板进行承载力检测，检测效率较高，工期较短。

Description

公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置及检测方法

技术领域

本申请涉及隧道检测技术领域的领域，尤其是涉及一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置及检测方法。

背景技术

随着交通技术的发展，长隧道越来越多，隧道通风成为影响行车舒适性重要因素。现大多数隧道通风采用的是射流风机，悬挂于隧道顶部，《公路隧道通风设计细则》JTGTD702-02-2014中第11.2.4条规定支承风机的结构承载力不应小于风机实际静载荷的15倍，风机安装前应该做支承结构的载荷试验。

公开号为CN107121247A的中国专利公开了一种单边式隧道风机支承结构承载力检测装置，包括Ⅰ型测试架和Ⅱ型测试架，Ⅰ型测试架与Ⅱ型测试架反向交叉设置，并通过长螺杆连接，长螺杆上还设置中空千斤顶，Ⅱ型测试架包括横梁，横梁两端分别设置有用于抵接衬砌的柱腿，横梁与中空千斤顶顶部接触，横梁承担向上的反力，柱腿将向上的反力传递到衬砌上。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有检测施工时间过长，难以满足项目工期要求的缺陷。

发明内容

第一方面，本申请提供一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，采用如下的技术方案：

一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，包括用于与射流风机预埋钢板连接的反力组件，所述反力组件上设置有用于与隧道顶壁抵接的加压组件；

反力组件包括横梁和用于固定在预埋钢板上的连接件，所述连接件内穿设有支承杆，所述横梁两端对称设置有穿线座，两所述穿线座内分别穿设有钢丝绳，两所述钢丝绳与两组预埋钢板上的支承杆连接；

所述穿线座沿横梁长度方向滑动连接在横梁上，所述横梁上设置有驱使穿线座滑动的驱动件；

加压组件包括设置在横梁上的底座，所述底座上设置有千斤顶。

通过采用上述技术方案，采用钢丝绳和横梁制作成一个反力支撑平台，千斤顶加压时，横梁和钢丝绳将千斤顶的作用力传递到预埋钢板上，能够同时对两组预埋钢板进行检测，检测效率较高，工期较短，同时驱动件能够驱使穿线座沿横梁滑动，使检测时钢丝绳能够处于铅垂面上，钢丝绳对预埋钢板施加的力方向为竖直行下，模拟真实工作状态，检测精度较高，同时也能够适应不同间距的预埋钢板，适用范围较大。

优选的，所述驱动件包括沿横梁长度方向设置的驱动杆，所述驱动杆两端分别设置有旋向相反的外螺纹，两所述穿线座分别螺纹连接在驱动杆的两端。

通过采用上述技术方案，旋转驱动杆时，驱动杆能够通过螺纹配合驱使两组穿线座相互靠近或相互远离，两组穿线座同步移动，与千斤顶之间的距离始终保持一致，使千斤顶两侧能够保持平衡，在加压时不会向一侧倾斜，检测时更加稳定，同时也能使两组预埋钢板的受力一致，检测精度更高。

优选的，所述穿线座包括螺纹连接在驱动杆上的支撑块，所述支撑块上固定连接有穿线管，所述钢丝绳穿设在穿线管内。

通过采用上述技术方案，钢丝绳与穿线座的接触面积较大，受到的压强较小，能够对钢丝绳起到保护作用，减缓钢丝绳的磨损。

优选的，所述穿线管一端设置有锥形套，所述锥形套上开设有外螺纹，锥形套沿母线方向贯穿开设有伸缩槽，所述锥形套上螺纹连接有锁紧套。

通过采用上述技术方案，旋转锁紧套，锁紧套通过锥面配合挤压锥形套，使锥形套收缩将钢丝绳锁紧，能够避免千斤顶加压时钢丝绳在穿线管内滑动。

优选的，所述底座包括平行设置的上支座和下支座，所述上支座和下支座之间设置有承载板，所述承载板朝向下支座的一侧为球面，承载板两侧分别通过滑动摩擦副与上支座和下支座滑动连接。

通过采用上述技术方案，在检测过程中，若一组预埋钢板的发生松动，横梁会随之旋转一定角度，上支座和承载板的球面配合能使上支座和下支座可相对转动一定角度，使千斤顶能够保持稳定。

优选的，所述上支座朝向下支座的一面设置有套环，所述套环远离上支座的一端设置有与下支座抵接的凸缘。

通过采用上述技术方案，凸缘能够进行限位，使上支座和下支座不会分离。

优选的，所述钢丝绳两端分别设置有锁紧件，所述锁紧件包括卡座和U形的卡扣，所述卡扣的两端分别穿过卡座并螺纹连接有锁紧螺母，所述卡座上设置有定位套，所述定位套内穿设有定位螺栓，所述连接件上开设有与定位螺栓配合的螺栓孔。

通过采用上述技术方案，钢丝绳穿设在卡座与卡扣之间，旋紧锁紧螺母上时，卡扣靠近卡座对钢丝绳进行挤压，使钢丝绳锁紧，同时卡座通过定位螺栓锁紧在连接件上，能够对钢丝绳进行限位，避免钢丝绳在支承杆上滑动。

优选的，所述支承杆的两端分别垂直连接有限位杆。

通过采用上述技术方案，安装支承杆时，旋转支承杆使限位杆竖直向上，将支承杆穿过连接件后，旋转支承杆，使限位杆保持竖直向下，能够避免检测过程中支承杆沿轴向滑出。

第二方面，本申请提供一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测方法，采用如下的技术方案：

一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测方法，包括以下步骤：

S1:在射流风机的预埋钢板上沿长度方向焊接多组连接件；

S2:将支承杆穿设在连接件内；

S3:将横梁两端的钢丝绳分别套设到相邻的支承杆上，然后将钢丝绳上的锁紧件预紧，并将锁紧件固定到连接件上；

S4:测量钢丝绳与水平面之间的角度，对钢丝绳进行微调，使钢丝绳与水平面之间的角度调整到60°至75°之间，然后将锁紧件锁紧；

S5：旋转转柄，转柄带动驱动杆:旋转，进而带动两穿线座同步移动，使两穿线座之间的距离与两预埋钢板之间的距离一致；

S6:在横梁上依次安装底座和千斤顶；

S7:打开千斤顶油阀进行缓慢施压，共分为三个压力级别：

a：5倍风机自重的压力，保持1分钟；

b:10倍风机自重的压力,保持1分钟；

c:15倍风机自重的压力，保持5分钟；

在加压过程中观察混凝土裂缝发展及焊接件情况，如果出现混凝土裂缝发展过快，焊接件开焊等状况及时停止加压；

S8:检测完毕后，打开回油阀将千斤顶复位，依次卸下千斤顶、底座、钢丝绳、支承杆，连接件保留在射流风机的预埋钢板上，连接件上的栓孔用于射流风机的安装。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

钢丝绳和横梁搭设成一个反力支承平台，可以对两组预埋钢板同时进行检测，检测效率较高；

同时在检测完成之后，打开锁紧件即可将钢丝绳和横梁拆下，然后将支承杆拔出即可完成拆卸，拆装时间短，周转速度快；

焊接在预埋钢板上的连接件在检测时用于支撑反力平台，连接件上的螺栓孔用于对钢丝绳进行定位，在完成检测后，直接采用螺栓将射流风机安装在槽钢连接件上，无需拆除连接件，节约了施工工期的同时也提高了射流风机安装连接处的质量。

附图说明

图1是本申请实施例一的公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置的主视图。

图2是图1中反力组件的局部结构示意图。

图3是图2中锁紧件的爆炸结构示意图。

图4是图1中横梁的结构示意图。

图5是图4中穿线座的爆炸示意图。

图6是图1中底座的剖面结构示意图。

附图标记说明：1、预埋钢板；2、加压组件；21、底座；211、下支座；212、弧形凹槽；213、承载板；214、支撑板；215、上支座；216、套环；217、支撑环；22、千斤顶；3、反力组件；31、横梁；32、钢丝绳；33、连接件；4、支承杆；5、限位杆；6、锁紧件；61、卡座；62、卡扣；63、通孔一；64、抵紧块；65、定位套；7、定位螺栓；8、滑槽；9、穿线座；91、支撑块；92、穿线管；93、锥形套；94、伸缩槽；95、锁紧套；10、驱动杆；11、转盘；12、轴承。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请公开一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置：

参照图1，公路隧道射流风机支承结构承载力快速检测装置包括反力组件3，反力组件3包括横梁31，横梁31两端分别穿设有钢丝绳32，钢丝绳32的两端分别连接在预埋钢板1上，横梁31上表面上设置有加压组件2，加压组件2与隧道顶壁抵接。

参照图2，预埋钢板1的下表面焊接固定有连接件33，连接件33沿预埋钢板1长度方向设置有多组，本实施例中连接件33为材质为Q235的U型槽钢切割制成，且连接件33的下表面开设有螺栓孔。

同一预埋钢板1的连接件33内共同穿设有一根支承杆4，支承杆4在本实施例中选用φ28mm热轧带肋钢筋，支承杆4的两端分别垂直焊接固定有限位杆5，将支承杆4穿入穿线座9内时，限位杆5竖直向上，当支承杆4穿设完毕后，旋转支承杆4，使限位杆5竖直向下，并与预埋钢板1两端的连接件33抵接。

参照图2，钢丝绳32两端分别套设在支承杆4上，并通过锁紧件6进行固定。

参照图3，锁紧件6包括卡座61和U形的卡扣62，卡扣62的两端分别设置有外螺纹，卡座61上开设有两组通孔一63，卡座61的两侧分别焊接固定有抵紧块64，抵紧块64的一端开设有弧形卡槽，锁紧钢丝绳32时，将卡扣62的两端分别穿过通孔一63，并拧上螺帽，使钢丝绳32被锁紧在卡扣62和弧形卡槽内，当需要对钢丝绳32与水平面之间的角度进行调节时，松开锁紧螺母，然后拉动钢丝绳32以调节角度，调整好角度后再次拧紧锁紧螺母。

卡座61的一端上焊接固定有定位套65，定位套65与抵紧块64垂直设置，定位套65内穿设有定位螺栓7，定位螺栓7与连接件33上的螺栓孔螺纹连接。

参照图4，横梁31朝向地面的一侧沿长度方向开设有滑槽8，滑槽8两端对称设有两组供钢丝绳32穿设的穿线座9，穿线座9滑动连接在滑槽8内，滑槽8内沿长度方向穿设有驱动杆10，驱动杆10转动连接在横梁31上，驱动杆10两端分别设置有旋向相反的外螺纹，两穿线座9分别螺纹连接在驱动杆10的两端，旋转驱动杆10，驱动杆10能够通过螺纹配合驱使穿线座9沿滑槽8同步滑动，因为旋向相反，所以两穿线座9移动方向相反，相互靠近或相互远离。

驱动杆10一端穿到横梁31外侧，并固定连接有转盘11，通过旋转转盘11驱使驱动杆10转动，力矩较大较为省力。

横梁31上位于滑槽8的的两端分别固定有轴承12，驱动杆10两端分别固定在轴承12内，以减小对驱动杆10的摩擦力，本事实例中轴承12选用向心推力球轴承12。

参照图5，穿线座9包括支撑块91和固定连接在支撑块91底部的穿线管92，支撑块91上开设有螺纹孔，穿线管92用于供钢丝绳32穿设。

穿线管92呈弧形，穿线管92一端固定连接有锥形套93，锥形套93上开设有外螺纹，锥形套93沿母线方向贯穿开设有伸缩槽94，伸缩槽94沿锥形套93周向设置有四组，锥形套93上螺纹连接有锁紧套95，锁紧套95为与锥形套93相配合的锥形筒，锥形套93外壁上沿母线方向开设有防滑槽8，旋转锁紧套95，锁紧套95通过锥面配合挤压锥形套93，使锥形套93收缩将钢丝绳32锁紧，能够避免千斤顶22加压时钢丝绳32在穿线管92内滑动。

参照图1，加压组件2包括底座21和设置在底座21上的千斤顶22，下支座211通过螺栓固定在横梁31顶面的中心位置。

参照图6，底座21包括下支座211，下支座211穿设有螺栓，下支座211顶面开设有弧形凹槽212，弧形凹槽212内设置有承载板213，承载板213朝向下支座211的一侧为球面，承载板213顶面为平面，承载板213顶面设置有支撑板214，支撑板214顶面设置有上支座215，上支座215朝向下支座211的一面设置有套环216，下支座211上设置有支撑环217，套环216远离上支座215的一端设置有与支撑环217抵接的凸缘，千斤顶22通过螺栓垂直固定在上支座215顶面。

承载板213两侧分别通过滑动摩擦副与上支座215和下支座211滑动连接，滑动摩擦副是耐磨板与钢板的组合，本实施例中耐磨板选用聚四氟乙烯板。

实施原理：安装时，在预埋钢板1上焊接连接件33并在连接件33内穿设承载杆，然后将钢丝绳32传过穿线管92，并将钢丝绳32两端分别套设在承载杆上，接着将锁紧件6锁紧在钢丝绳32上，此时钢丝绳32滑动连接在承载杆上，通过将定位螺栓7穿过定位套65并螺纹连接在螺栓孔内，限制钢丝绳32的滑动，最后通过驱动件驱使穿线座9沿横梁31滑动，使两穿线座9之间的距离与两预埋钢板1之间的距离一致，使钢丝绳32能够处于铅垂面上，钢丝绳32对预埋钢板1施加的力方向为竖直行下，最后在横梁31上依次安装底座21和千斤顶22；

检测时，千斤顶22加压对横梁31施加向下的压力，横梁31和钢丝绳32将千斤顶22的作用力传递到预埋钢板1上，能够同时对两组预埋钢板1进行检测；

检测完毕后依次拆下千斤顶、底座21、钢丝绳32、横梁31以及支承杆4，并安装到另一组预埋钢板1上继续进行检测。

本申请还公开一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测方法，包括如下步骤：

S1:在射流风机的预埋钢板1上沿长度方向焊接多组连接件33，连接件33焊接采用仰焊的方法进行焊接，在焊接前应对焊条和焊件进行检查，仰焊时宜用小电流短弧焊接，深池宜薄，且应确保与母材熔合良好，第一层焊缝用短电弧作前后推拉动作，焊条与焊接方向成80°至90°角，其余各层焊条横摆，并在坡口侧略停顿稳弧，保证两侧熔合。

S2:将支承杆4穿设在连接件33内，安装支承杆4时，旋转支承杆4使限位杆5竖直向上，将支承杆4穿过连接件33后，旋转支承杆4，使限位杆5保持竖直向下，能够避免检测过程中支承杆4沿轴向滑出。

S3:在横梁31两端的穿线座9内分别穿设钢丝绳32，将钢丝绳32的两端分别套设到支承杆4上，然后将钢丝绳32上的锁紧件6预紧，并将锁紧件6固定到连接件33上。

S4:测量钢丝绳32与水平面之间的角度，对钢丝绳32进行微调，使钢丝绳32与水平面之间的角度调整到60°至75°之间，然后将锁紧件6和锥形套93锁紧。

S5：旋转转柄，转柄带动驱动杆10旋转，进而带动两穿线座9同步移动，使两穿线座9之间的距离与两预埋钢板1之间的距离一致。

S6:将底座21通过螺栓固定在横梁31上，并通过穿设螺栓并锁紧螺母的方式将千斤顶22固定在底座21上；

S7:打开千斤顶22油阀进行缓慢施压，共分为三个压力级别：

a：5倍风机自重的压力，保持1分钟；

b:10倍风机自重的压力,保持1分钟；

c:15倍风机自重的压力，保持5分钟；

在加压过程中观察混凝土裂缝发展及焊接件情况，如果出现混凝土裂缝发展过快，焊接件开焊等状况及时停止加压；

S8:检测完毕后，打开回油阀将千斤顶22复位，依次卸下千斤顶22、底座21、钢丝绳32、支承杆4，连接件33保留在射流风机的预埋钢板1上，连接件33上的螺栓孔用于射流风机的安装。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，其特征在于，包括用于与射流风机的预埋钢板(1)连接的反力组件(3)，所述反力组件(3)上设置有用于与隧道顶壁抵接的加压组件(2)，其中：

所述反力组件(3)包括横梁(31)和用于固定在预埋钢板(1)上的连接件(33)，所述连接件(33)内穿设有支承杆(4)，所述横梁(31)两端对称设置有穿线座(9)，两所述穿线座(9)内分别穿设有钢丝绳(32)，两所述钢丝绳(32)与两组预埋钢板(1)上的支承杆(4)连接；

所述穿线座(9)沿横梁(31)长度方向滑动连接在横梁(31)上，所述横梁(31)上设置有驱使穿线座(9)滑动的驱动件；

所述加压组件(2)包括设置在横梁(31)上的底座(21)，所述底座(21)上设置有千斤顶(22)。

2.根据权利要求1所述的一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，其特征在于：所述驱动件包括沿横梁(31)长度方向设置的驱动杆(10)，所述驱动杆(10)两端分别设置有旋向相反的外螺纹，两所述穿线座(9)分别螺纹连接在驱动杆(10)的两端。

3.根据权利要求1所述的一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，其特征在于：所述穿线座(9)包括螺纹连接在驱动杆(10)上的支撑块(91)，所述支撑块(91)上固定连接有穿线管(92)，所述钢丝绳(32)穿设在穿线管(92)内。

4.根据权利要求3所述的一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，其特征在于：所述穿线管(92)一端设置有锥形套(93)，所述锥形套(93)上开设有外螺纹，锥形套(93)沿母线方向贯穿开设有伸缩槽(94)，所述锥形套(93)上螺纹连接有锁紧套(95)。

5.根据权利要求1所述的一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，其特征在于：所述底座(21)包括平行设置的上支座(215)和下支座(211)，所述上支座(215)和下支座(211)之间设置有承载板(213)，所述承载板(213)朝向下支座(211)的一侧为球面，承载板(213)两侧分别通过滑动摩擦副与上支座(215)和下支座(211)滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，其特征在于：所述上支座(215)朝向下支座(211)的一面设置有套环(216)，所述套环(216)远离上支座(215)的一端设置有与下支座(211)抵接的凸缘。

7.根据权利要求1所述的一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，其特征在于：所述钢丝绳(32)两端分别设置有锁紧件(6)，所述锁紧件(6)包括卡座(61)和U形的卡扣(62)，所述卡扣(62)的两端分别穿过卡座(61)并螺纹连接有锁紧螺母，所述卡座(61)上设置有定位套(65)，所述定位套(65)内穿设有定位螺栓(7)，所述连接件(33)上开设有与定位螺栓(7)配合的螺栓孔。

8.根据权利要求1所述的一种公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置，其特征在于：所述支承杆(4)的两端分别垂直连接有限位杆(5)。

9.一种使用权利要求1-8中任一项公路隧道射流风机支承结构承载力检测装置的公路隧道射流风机支承结构承载力检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:在射流风机的预埋钢板(1)上沿长度方向焊接多组连接件(33)；

S2:将支承杆(4)穿设在连接件(33)内；

S3:将横梁(31)两端的钢丝绳(32)分别套设到相邻的支承杆(4)上，然后将钢丝绳(32)上的锁紧件(6)预紧，并将锁紧件(6)固定到连接件(33)上；

S4:测量钢丝绳(32)与水平面之间的角度，对钢丝绳(32)进行微调，使钢丝绳(32)与水平面之间的角度调整到60°至75°之间，然后锁紧；

S5：调整两穿线座(9)的位置，使两穿线座(9)之间的距离与两预埋钢板(1)之间的距离一致；

S6:在横梁(31)上依次安装底座(21)和千斤顶(22)；

S7:打开千斤顶(22)油阀进行缓慢施压，共分为三个压力级别：

a：5倍风机自重的压力，保持1分钟；

b:10倍风机自重的压力,保持1分钟；

c:15倍风机自重的压力，保持5分钟；

在加压过程中观察混凝土裂缝发展及焊接件情况，如果出现混凝土裂缝发展过快，焊接件开焊等状况及时停止加压；

S8:检测完毕后，打开回油阀将千斤顶(22)复位，依次卸下千斤顶(22)、底座(21)、钢丝绳(32)、支承杆(4)，连接件(33)保留在射流风机的预埋钢板(1)上。

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