CN113668624B - 装配式综合管廊节点防水性能试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配式综合管廊节点防水性能试验装置及方法，该试验装置包括：顶部设有杯形槽的支撑基础，埋设有与杯形槽相连通的进水管和出水管，设于杯形槽的两侧，且进水管的进水口和出水管的出水口均位于支撑基础对应的侧面上；底部插置于杯形槽内的预制墙板，通过填充于杯形槽内的防水混凝土与支撑基础连接在一起；浇筑形成于支撑基础对应进水口的一侧的水箱，与进水口连通；与水箱连通并用于向水箱内加水的水泵；支设于邻近预制墙板的结构上并与预制墙板的上部相对应设置的顶推机构，可对预制墙板的上部施加顶推力。本发明能够在室内针对节点进行试验，为装配式综合管廊的节点应用提供理论支撑，具有操作便利，缩短试验时间等优点。

Description

装配式综合管廊节点防水性能试验装置及方法

技术领域

本发明涉及综合管廊施工工程领域，特指一种装配式综合管廊节点防水性能试验装置及方法。

背景技术

城市地下综合管廊装配式杯槽连接节点用于连接综合管廊的现浇底板和侧墙板，利用杯形槽实现预制的侧墙板和现浇底板的连接，避免了预留钢筋的连接施工，简化现场施工，提高施工效率。

目前综合管廊结构防水性能研究多通过现场注水试验，现场注水试验耗时较长且不易操作。因此需要一套接近实际情况且易于室内操作的试验装置和方法对综合管廊杯形槽节点的防水性能进行验证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种装配式综合管廊节点防水性能试验装置及方法，解决现有的现场注水试验存在耗时较长以及不易操作的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种装配式综合管廊节点防水性能试验装置，包括：

顶部设有杯形槽的支撑基础，所述支撑基础内埋设有与所述杯形槽相连通的进水管和出水管，所述进水管和所述出水管设于所述杯形槽的两侧，且所述进水管的进水口和所述出水管的出水口均位于所述支撑基础对应的侧面上；

底部插置于所述杯形槽内的预制墙板，通过填充于所述杯形槽内的防水混凝土与所述支撑基础连接在一起；

浇筑形成于所述支撑基础对应所述进水口的一侧的水箱，所述水箱与所述进水口连通；

与所述水箱连通并用于向所述水箱内加水的水泵；以及

支设于邻近所述预制墙板的结构上并与所述预制墙板的上部相对应设置的顶推机构，通过所述顶推机构可对所述预制墙板的上部施加顶推力。

本发明的试验装置能够在室内针对节点进行试验，为装配式综合管廊的节点应用提供理论支撑，该防水性能试验装置，通过水泵向水箱内注满水并加压保压，配合顶推机构对预制墙板施加顶推力进行破坏性试验，检测得到在设定水压下，多大的顶推力能够使得连接节点处发生渗水以及结构产生破坏，进而为节点结构设计改进以及节点结构的应用提供支持。在室内进行试验具有操作便利，缩短试验时间等优点，能够解决现场试验存在的问题。

本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置的进一步改进在于，还包括对应所述顶推机构设于所述预制墙板上的传力板；

所述顶推机构通过所述传力板对所述预制墙板施加顶推力。

本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置的进一步改进在于，还包括覆设于所述预制墙板和所述支撑基础的顶面的连接处的止水带，所述止水带的一侧贴设固定于所述预制墙板上，另一侧贴设固定于所述支撑基础上。

本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置的进一步改进在于，所述进水管和所述出水管设于所述杯形槽的下部。

本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置的进一步改进在于，所述支撑基础的底部有部分凸伸出对应的侧部进而形成安装部，所述安装部上设有安装孔，通过穿设所述安装孔的地脚螺栓将所述支撑基础固定于承载面。

本发明还提供了一种利用上述的试验装置的试验方法，包括如下步骤：

将所述支撑基础固定于承载面上；

启动所述水泵以向所述水箱内加水并加载至设定压力，进而进行保压；

启动所述顶推机构以向所述预制墙板施加顶推力，并对所施加的顶推力逐级地进行加载；

记录所述顶推机构施加的顶推力、所述出水口处的出水情况以及预制墙板的位移情况，待所述出水口处开始出水时，关闭所述顶推机构并结束试验。

本发明的试验方法的进一步改进在于，对所述预制墙板施加顶推力时，控制每级顶推力的加载时间不少于10分钟。

本发明的试验方法的进一步改进在于，还包括：记录所述预制墙板及所述支撑基础的裂缝情况。

本发明的试验方法的进一步改进在于，还包括：

于所述支撑基础的顶面设置位于所述预制墙板两侧的竖向位移计；

通过所述竖向位移计检测所述支撑基础的竖向位移。

本发明的试验方法的进一步改进在于，还包括：

于所述水箱上安装一压力表；

通过所述压力表实时检测所述水箱内的水压。

附图说明

图1为本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置中综合管廊节点的剖视图。

图2为本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置的第一实施例在测试状态下的剖视图。

图3为图2中预制墙板顶部处的放大示意图。

图4为本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置的第二实施例在测试状态下的结构示意图。

图5为本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置的第三实施例在测试状态下的结构示意图。

图6为图5所示实例中综合管廊节点的剖视图。

图7为图5所示实例中止水结构处的放大示意图。

图8为图5所示实例中综合管廊节点的侧视图。

图9为本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置所进行验证的管廊节点应用于综合管廊的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种装配式综合管廊节点防水性能试验装置及方法，用于实现在室内进行试验，解决现有现场注水试验耗时较长且不易操作的问题。本发明的试验装置及方法通过防水破坏试验研究防水失效受力状态和变形情况，为装配式杯槽节点的应用提供理论支撑。下面结合附图对本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置及方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置中综合管廊节点的剖视图。参阅图2，显示了本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置的第一实施例在测试状态下的剖视图。下面结合图1和图2，对本发明装配式综合管廊节点防水性能试验装置进行说明。

如图1和图2所示，本发明的本发明的装配式综合管廊节点防水性能试验装置包括支撑基础21、预制墙板22、水箱24、水泵25以及顶推机构26，支撑基础21的顶部设有杯形槽211，该支撑基础21内埋设有与杯形槽211相连通的进水管41和出水管42，该进水管41和出水管42设于杯形槽211的两侧，且进水管41的进水口411和出水管42的出水口421均位于支撑基础21对应的侧面上；预制墙板22的底部插置于杯形槽211内，通过填充于杯形槽211内的防水混凝土形成的防水混凝土结构23与支撑基础21连接在一起，预制墙板22的底部置于杯形槽211的槽底，在预制墙板22的外周与杯形槽211的槽壁之间灌注防水混凝土形成防水混凝土结构23，实现连接预制墙板22和支撑基础21。水箱24浇筑形成于支撑基础21对应进水口411的一侧，该水箱24与进水口411连通。水泵25与水箱24连通，通过水泵25向水箱24内加水加压。顶推机构26支设于邻近预制墙板22的结构11上并与预制墙板22的上部相对应设置，该顶推机构26可对预制墙板22的上部施加顶推力。

在进行试验时，将支撑基础21固定在承载面10上，启动水泵25向水箱24内加满水，进而加压至设定压力并保压，之后启动顶推机构26对预制墙板22施加顶推力，由于支撑基础21是固定不动的，顶推力推动预制墙板22，预制墙板22向一侧倾斜进而作用力集中作用于预制墙板22与支撑基础21的连接处，也即杯形槽211内的防水混凝土结构23上，在施加的顶推力小于防水混凝土结构23的连接强度时，出水管42的出水口421处不会有水渗出，在施加的顶推力大于防水混凝土结构23使得连接处发生松动，水箱24内的水会进入到杯形槽211内进而从出水口421处渗出，当出水口421处开始出水时，记录加载的顶推力并停止加载，试验过程中记录预制墙板22的位移情况及裂缝情况，该试验结果为杯槽节点的应用提供理论支撑。

较佳地，杯形槽211的截面形成为倒梯形，该杯形槽211的顶部尺寸大于底部尺寸。

又佳地，防水混凝土结构23由防水混凝土和沥青玛蹄脂灌注形成。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2和图3所示，试验装置还包括对应顶推机构26设于预制墙板22上的传力板27，顶推机构26通过传力板26对预制墙板22施加顶推力。通过设置的传力板27传递顶推力，能够使得顶推力均匀的加载到预制墙板22上，起到均匀分配荷载的作用，避免单点集中施力而容易破坏预制墙板的结构完整性。

较佳地，传力板27设有两个，分别设于预制墙板22顶部的相对两侧，两个传力板27通过穿设预制墙板22的对拉螺栓夹紧固定在预制墙板22上。顶推机构26的端部抵靠在一个传力板27上，通过顶推传力板27实现对预制墙板22施加顶推力。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，支撑基础21的底部有部分凸伸出对应的侧部进而形成安装部212，该安装部212上设有安装孔，通过穿设安装孔的地脚螺栓34将支撑基础21固定于承载面10。该承载面10可以为地面，也可以为室内楼板。

进一步地，结构11可以为反力墙，顶推机构26固定安装在反力墙上。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，支撑基础21和水箱24均为现浇结构，支模浇筑混凝土，养护形成。支撑基础21较佳为长方体结构，水箱24设于支撑基础21的一侧。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，水箱24上安装有压力表35，通过压力表35可实时检测水箱24内的水压形成实时水压数据，根据实时水压数据控制水泵25进行压力调节以确保水箱24内的水压保持稳定，若实时水压数据高于设定压力，则进行减压，以让实时水压数据趋于设定压力，若实时水压数据低于设定压力，则进行补压，让实时水压数据趋于设定压力。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，预制墙板22远离顶推机构26的一侧设有位移计31，该位移计31靠近预制墙板22的顶部设置，通过位移计31实时检测预制墙板22的位移情况形成水平位移数据。

在另一实施方式中，根据位移计31检测得到的水平位移数据对顶推机构26进行控制，也即顶推机构26对预制墙板22施加顶推力时，通过水平位移数据来控制顶推机构26的顶推操作，也即顶推机构26顶推预制墙板以达到设定位移量为标准。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，支撑基础21的顶面设有第一竖向位移计32和第二竖向位移计33，该第一竖向位移计32和第二竖向位移计33设于预制墙板22的相对两侧，通过第一竖向位移计32和第二竖向位移计33检测其安装面的竖向位移情况，在利用顶推机构26对预制墙板22施加顶推力时，若对杯形槽211的槽壁产生破坏，第一竖向位移计32和第二竖向位移计33能够检测到结构相应的竖向位移变化。

较佳地，第一竖向位移计32和第二竖向位移计33靠近防水混凝土23设置。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，出水管42有部分自支撑基础21的侧面伸出，在该伸出的部分上安装有控制出水口421开关的控制阀43。在进行试验时，先利用控制阀42关闭出水口421，在水箱24内的水压稳定后，再利用控制阀42打开出水口421。

在本发明的一种具体实施方式中，如图2所示，顶推机构26为电液伺服作动器。

在本发明的一种具体实施方式中，如图4所示，显示了第二实施例的结构示意图，第二实施例与第一实施例的区别在于进水管41和出水管42的设置位置不同，在第二实施例中，进水管41和出水管42设于杯形槽211的下部处，如此能够提高装置的试验精确度，在预制墙板22与支撑基础21的连接处被破坏时，最先破坏的位置位于底部，进水管41设置在杯形槽的下部，水能够快速的通过底部被破坏的位置而从出水管42处流出，进而完成试验。

在本发明的一种具体实施方式中，如图5所示，在第三实施例中，试验装置还包括覆设于预制墙板22和支撑基础21的顶面的连接处的止水带28，该止水带28的一侧贴设固定于预制墙板22上，另一侧贴设固定于支撑基础21上。通过设置的止水带28将杯槽节点处的顶部缝隙封堵，避免发生顶部渗水的现象。且止水带28具有一定的弹性变形能力，可使得预制墙板22能够相对于支撑基础21发生一定的活动位移，也即在保证预制墙板能够发生活动而破坏连接的同时还保证连接处顶部的止水功能。

在一较佳实施方式中，如图6至图8所示，杯形槽211内灌注的防水混凝土形成的防水混凝土结构23的顶面与支撑基础21的顶面平齐。止水带28部分贴设在支撑基础21的顶面，另外的部分贴设在防水混凝土结构23的顶面之后向上翻折而贴设在预制墙板22的表面，为提高对接缝的有效封堵，止水带28的两侧呈平直状，中部的截面呈三角形，能够紧贴预制墙板22与防水混凝土结构23的连接处。

在另一较佳实施方式中，如图2所示，杯形槽211内灌注的防水混凝土所形成的防水混凝土结构23的顶部形成有倾斜坡面，该倾斜坡面连接在预制墙板22和支撑基础21之间，设置止水带28时，将止水带28贴设在倾斜坡面上并且一端侧与支撑基础21的顶面相贴并固定在该支撑基础21的顶面上，另一端侧与预制墙板22的侧面相贴并固定在该预制墙板22的侧面上。

进一步地，在杯形槽的顶部接缝处设置有止水带28时，将进水管41和出水管42设于杯形槽211的下部处，如此能够提高装置的试验精确度，顶部的止水带28起到防止水从杯形槽的顶部渗出，将进水管和出水管设于杯形槽的下部处时，在预制墙板和支撑基础的连接处被破坏时，水会先从出水管处流出，能够确保及时的检测得到连接处被破坏时的顶推力大小。

再进一步地，止水带28的端侧通过压条29固定连接在对应的预制墙板22和支撑基础21上，压条29压设在止水带28上，进而通过贯穿压条29及止水带28的紧固螺栓而固定在对应的预制墙板和支撑基础上。

较佳地，如图5所示，在本实施例中，在支撑基础21远离水箱24的一侧设置有水平位移计36，该水平位移计36用于检测支撑基础21的水平位移量。

下面对本发明的试验装置的试验过程进行说明。

结合图5所示，将试验装置的支撑基础21固定在承载面上，启动水泵25施加水压至0.05Mpa进行预加载，检查各项仪器是否正常；待压力表35读数稳定后加压至设定水压，打开出水口421处的控制阀43，水泵25对水箱24内的压力进行保压，在保压的过程中，注意压力表35的变化，及时进行补压。启动顶推机构26进行预加载，检查试验装置中各仪器是否正常；顶推机构26采用顶推力控制方式，分级进行加载，每级顶推力持荷不少于10分钟，记录每级顶推力所对应的预制墙板的位移情况、裂缝情况以及出水情况。在出水口开始出水时，停止加载并卸载。预制墙板22侧面设置的位移计31用于测量加载过程中预制墙板端部的位移量，第一竖向位移计32用于检测支撑基础21顶面的竖向位移，水平位移计43用于检测支撑基础21侧面的水平位移。

较佳地，试验过程中，对预制墙板的正常使用状态进行跟踪测量，试验前清理预制墙板的表面，均匀在预制墙板的表面涂抹腻子粉，干燥后用墨线在预制墙板的表面绘制100mm*100mm的网格，表面试验过程中确定裂缝的出现位置以及裂缝的尺寸。

本发明还提供了一种利用上述的试验装置的试验方法，下面对该试验方法进行说明。

本发明的利用上述的试验装置的试验方法，包括如下步骤：

如图2所示，将支撑基础21固定于承载面10上；

启动水泵25以向水箱24内加水并加载至设定压力，进而进行保压；

启动顶推机构26以向预制墙板22施加顶推力，并对所施加的顶推力逐级地进行加载；

记录顶推机构26施加的顶推力、出水口421处的出水情况以及预制墙板22的位移情况，待出水口421处开始出水时，关闭顶推机构26并结束试验。

利用顶推机构26对预制墙板22的顶部施加荷载，进而对预制墙板22底部的连接处产生破坏，以让杯槽连接节点处因破坏作用而发生渗漏现象，在出水口处有水渗出时，就能够检测得到设定水压下预制墙板底部的连接处的最大承载力，从而试验得出杯槽节点处的受力性能。

在本发明的一种具体实施方式中，对预制墙板施加顶推力时，控制每级顶推力的加载时间不少于10分钟。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：记录预制墙板及支撑基础的裂缝情况。

较佳地，在预制墙板及支撑基础的表面涂刷腻子粉，干燥后用墨线在预制墙板及支撑基础的表面绘制100mm*100mm的网格，便于直观的测量出裂缝的位置以及裂缝的尺寸，从而得到裂缝情况。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

于支撑基础的顶面设置位于预制墙板两侧的竖向位移计；

通过竖向位移计检测支撑基础的竖向位移。

竖向位移计设有两个，在支撑基础21产生裂缝时，竖向位移计能够监测得到相应的变化。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

于水箱上安装一压力表35；

通过压力表35实时检测水箱内的水压。

在本发明的一种具体实施方式中，如图5所示，还包括：在预制墙板22和支撑基础21的连接处设置止水带28，将止水带28的一侧与支撑基础21固定连接，另一侧与预制墙板22固定连接。利用止水带28封堵杯形槽的顶部缝隙，避免发生顶部渗水的现象。

进一步地，将进水管41和出水管42设于杯形槽的下部处。

如图9所示，显示了一种管廊结构，该管廊结构50包括现浇底板51，预制顶板52、中隔墙53以及预制外墙54，预制外墙54和现浇底板51之间通过杯槽节点实现连接，在现浇底板51上形成杯形槽，杯形槽内灌注防水混凝土形成防水混凝土结构55，利用防水混凝土结构55连接预制外墙54和现浇底板51。

本发明的试验装置及方法，实现了一套接近实际情况且易于室内操作的方案，对杯槽节点的防水性能及承受荷载的能力进行了验证，为杯槽节点的应用提供理论支撑。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种装配式综合管廊节点防水性能试验装置，其特征在于，包括：

顶部设有杯形槽的支撑基础，所述支撑基础内埋设有与所述杯形槽相连通的进水管和出水管，所述进水管和所述出水管设于所述杯形槽的两侧，且所述进水管的进水口和所述出水管的出水口均位于所述支撑基础对应的侧面上；

底部插置于所述杯形槽内的预制墙板，通过填充于所述杯形槽内的防水混凝土与所述支撑基础连接在一起；

浇筑形成于所述支撑基础对应所述进水口的一侧的水箱，所述水箱与所述进水口连通；

与所述水箱连通并用于向所述水箱内加水的水泵；以及

支设于邻近所述预制墙板的结构上并与所述预制墙板的上部相对应设置的顶推机构，通过所述顶推机构可对所述预制墙板的上部施加顶推力；

还包括覆设于所述预制墙板和所述支撑基础的顶面的连接处的止水带，所述止水带的一侧贴设固定于所述预制墙板上，另一侧贴设固定于所述支撑基础上；

所述进水管和所述出水管设于所述杯形槽的下部。

2.如权利要求1所述的装配式综合管廊节点防水性能试验装置，其特征在于，还包括对应所述顶推机构设于所述预制墙板上的传力板；

所述顶推机构通过所述传力板对所述预制墙板施加顶推力。

3.如权利要求1所述的装配式综合管廊节点防水性能试验装置，其特征在于，所述支撑基础的底部有部分凸伸出对应的侧部进而形成安装部，所述安装部上设有安装孔，通过穿设所述安装孔的地脚螺栓将所述支撑基础固定于承载面。

4.一种利用权利要求1至3中任一项所述的试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述支撑基础固定于承载面上；

启动所述水泵以向所述水箱内加水并加载至设定压力，进而进行保压；

启动所述顶推机构以向所述预制墙板施加顶推力，并对所施加的顶推力逐级地进行加载；

记录所述顶推机构施加的顶推力、所述出水口处的出水情况以及预制墙板的位移情况，待所述出水口处开始出水时，关闭所述顶推机构并结束试验。

5.如权利要求4所述的试验方法，其特征在于，对所述预制墙板施加顶推力时，控制每级顶推力的加载时间不少于10分钟。

6.如权利要求4所述的试验方法，其特征在于，还包括：记录所述预制墙板及所述支撑基础的裂缝情况。

7.如权利要求4所述的试验方法，其特征在于，还包括：

于所述支撑基础的顶面设置位于所述预制墙板两侧的竖向位移计；

通过所述竖向位移计检测所述支撑基础的竖向位移。

8.如权利要求4所述的试验方法，其特征在于，还包括：

于所述水箱上安装一压力表；

通过所述压力表实时检测所述水箱内的水压。

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