CN202710415U - 一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置 - Google Patents

Abstract

一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置,主要解决现有的隧道二次衬砌混凝土结构承载力试验装置耗时费工费料、加载重量精度不高及不能实现任意方向加载的问题。其特征在于：台车(7)上安装有液压系统(12)、总控室(13)、杠杆(8)及液压千斤顶(10)，液压千斤顶(10)由液压系统(12)驱动，液压千斤顶(10)设置在杠杆(8)的一端，杠杆(8)的另一端设有拉环(9)，拉环(9)通过挂杆(6)与预埋在二次衬砌混凝土(2)内的挂钩(4)相连，液压千斤顶(10)与杠杆(8)之间设有楔形块(11)。本实用新型具有节省资源、加载重量精度高、能够任意方向加载和全自动进行加载试验的特点。

Description

一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种隧道结构承载力试验装置，具体涉及一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置。 

背景技术： 

在公路、铁路、市政、水利等工程中，隧道应用比较广泛。目前，对隧道二次衬砌混凝土结构承载力的试验检测是一个薄弱环节。中国专利ZL201120397709.1提供了一种隧道二次衬砌混凝土结构承载能力试验装置，该装置能有效试验检测隧道二次衬砌混凝土结构的承载能力，为设计、施工和工程验收提供重要的科学依据。在该专利中，在堆载平台上利用车辆或重物直接加载，存在以下缺陷：1.堆载物数量庞大，运输、堆载、计量等比较烦杂，需耗用大量的人力、物力和机械设备；2.同步实行试验荷载的分级加载、持荷、卸载、加载时，需要较长的时间才能完成，工作效率较低，加载重量的精度不高，灵活性差；3.由于试验荷载的施加方向是垂直的，不能实现任意方向的加载，不能理想地模拟隧道二次衬砌混凝土的实际受力状况。各挂杆的试验荷载重量存在一定的误差，这样的误差虽然不影响试验过程和试验结果分析评价，但如不是垂直加载的话，对试验台车而言，各挂杆将产生由于加载误差引起的不能相互抵消的剩余水平力，会导致试验台车的平面位移，对试验过程和试验结果分析评价造成影响。

实用新型内容

为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置，该试验装置主要解决了现有的隧道结构承载力试验装置在加载时耗时费工费料、加载重量精度不高及不能实现任意方向加载的问题，本实用新型具有节省资源、加载重量精度高、能够任意方向加载和全自动进行加载试验的特点。 

本实用新型的技术方案是：一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置，包括一个试验台车、压力盒、压力应变计及试验检测设备，台车上安装有液压系统、总控室、杠杆及液压千斤顶，液压千斤顶由液压系统驱动，液压千斤顶设置在杠杆的一端，杠杆的另一端设有拉环，拉环通过挂杆与预埋在二次衬砌混凝土内的挂钩相连，液压千斤顶与杠杆之间设有楔形块。 

所述的台车是由机动车牵引行走或自行式的装置。 

所述的液压千斤顶为6～8个，每个液压千斤顶均由独立的液压系统驱动。 

所述的楔形块的夹角值大小等于挂钩埋置方向与隧道二次衬砌混凝土横断面中心轴线的夹角。 

所述的压力盒是预埋在隧道二次衬砌混凝土与初期支护之间，通过导线连接到总控室内的计算机上。 

所述的压力应变计是贴在能反映二次衬砌混凝土受力特征的外表面用于测量应力、应变的仪器，每个压力应变计都通过导线连接到总控室内的计算机上。 

所述的台车的长度为10～11米。 

本实用新型具有如下有益效果：（1）用液压千斤顶代替车辆或重物加载，节约资源；（2）利用多个液压千斤顶等荷载全自动同步实行试验荷载的分级加载、持荷、卸载、加载，加载重量精确，精度高；（3）杠杆上设有3～4个拉环，由试验荷载的大小和液压千斤顶的顶升能力，根据杠杆原理，选用其中一个拉环与挂杆连接传递试验荷载，适应性和灵活性强；（4）通过楔形块调整试验荷载的施加方向，能够比较理想地模拟隧道二次衬砌混凝土的实际受力状况。同时，试验荷载的施加方向可以不是垂直的任意方向，由于计算机控制各液压千斤顶以等荷载且全自动同步实行试验荷载加载，所谓等荷载和同步就是加载的重量和时间的同步误差很小到可以忽略的程度，此时产生的水平力对整个试验台车是平衡的，不会引起试验台车的平面位移。本实用新型机械化、自动化程度高，科学准确，试验稳定，安全有序，节约资源和费用，能为工程施工和工程验收提供重要科学依据。 

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。 

附图2是图1中台车7上液压千斤顶10和总控室13的分布图。 

附图3是图1中杠杆8及液压千斤顶10的安装结构示意图。 

附图4是图1中挂杆6的结构示意图。 

图中1-初期支护，2-二次衬砌混凝土，3-压力盒，4-挂钩，5-压力应变计，6-挂杆，7-台车，8-杠杆，9-拉环，10-液压千斤顶，11-楔形块，12-液压系统，13-总控室。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明： 

由图1～4所示，一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置，包括一个试验台车7、压力盒3、压力应变计5及试验检测设备，台车7上安装有液压系统12、控制液压系统12的总控室13、杠杆8及液压千斤顶10，液压千斤顶10由液压系统12驱动，液压千斤顶10设置在杠杆8的一端，杠杆8的另一端设有拉环9，拉环9通过挂杆6与预埋在二次衬砌混凝土2内且下端露出的挂钩4相连，液压千斤顶10与杠杆8之间设有楔形块11。由于采取上述技术方案，试验检测时台车7支撑在隧道的路面上，试验荷载的施加过程由总控室13内的计算机控制，同步实行试验荷载的分级加载、持荷、卸载，同时分别通过压力盒3、压力应变计5量测围岩压力、二次衬砌混凝土2的应变，全自动、全过程进行隧道二次衬砌混凝土结构承载力试验检测。利用多个由总控室13控制的液压千斤顶10代替车辆或重物加载，每个加载单元等荷载全自动同步实行试验荷载的分级加载、持荷、卸载和加载。具有节省资源、加载重量精度高、能够任意方向加载和全自动进行加载试验的特点。

所述的台车7是由机动车牵引行走或自行式的装置。便于台车7移动，以检测隧道的不同位置。

所述的液压千斤顶10为6～8个，每个液压千斤顶10均由独立的液压系统12驱动。能够实现同步试验荷载的分级加载、持荷、卸载和加载。 

所述的楔形块11的夹角值大小等于挂钩4埋置方向与隧道二次衬砌混凝土2横断面中心轴线的夹角。使得施加荷载方向与隧道二次衬砌混凝土2曲面的法线方向相同比较合理，也就是施加荷载方向与围岩压力的方向相同，能够比较理想地模拟隧道二次衬砌混凝土的实际受力状况。 

所述的压力盒3是预埋在隧道二次衬砌混凝土2与初期支护1之间，通过导线连接到总控室13内的计算机上。通过压力盒3检测数据，用于测量围岩压力。 

所述的压力应变计5是贴在能反映二次衬砌混凝土2受力特征的外表面用于测量应力、应变的仪器，每个压力应变计5都通过导线连接到总控室13内的计算机上。压力应变计5用于检则围岩应力。 

所述的台车7的长度为10～11米。由于一次隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验在一模施工长度范围内进行，一模施工长度是指两条施工缝或沉降、伸缩缝之间的长度，一般为10～11米，台车7的长度刚好与一模施工长度对应，便于试验检测。 

在使用时，由试验台车7上的总控室13计算机程序启动液压系统12驱动和控制液压千斤顶10施加试验荷载，加载时实行逐级加载，先由零载加至第一级荷载、卸载至零载；再由零载加至第二级荷载，卸至零载；直至所有荷载施加完毕；多个液压千斤顶10由总控室13计算机程序同步实行试验荷载的分级加载、持荷、卸载；在逐级加载过程中可以不卸载，逐级加至最大荷载；每级加载稳定之后，将压力盒3、应力应变计5和液压千斤顶10的加载数据通过专用的计算机软件分析计算，对试验结果进行分析评价。 

Claims (7)

1.一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置，包括一个试验台车(7)、压力盒(3)、压力应变计(5)及试验检测设备，其特征在于：台车(7)上安装有液压系统(12)、控制液压系统(12)的总控室(13)、杠杆(8)及液压千斤顶(10)，液压千斤顶(10)由液压系统(12)驱动，液压千斤顶(10)设置在杠杆(8)的一端，杠杆(8)的另一端设有拉环(9)，拉环(9)通过挂杆(6)与预埋在二次衬砌混凝土(2)内的挂钩(4)相连，液压千斤顶(10)与杠杆(8)之间设有楔形块(11)。

2.根据权利要求1所述的一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置，其特征在于：台车(7)是由机动车牵引行走或自行式的装置。

3.根据权利要求1或2所述的一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置，其特征在于：液压千斤顶(10)为6～8个，每个液压千斤顶(10)均由独立的液压系统(12)驱动。

4.根据权利要求1或2所述的一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置，其特征在于：楔形块(11)的夹角值大小等于挂钩(4)埋置方向与隧道二次衬砌混凝土(2)横断面中心轴线的夹角。

5.根据权利要求1或2所述的一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置，其特征在于：所述的压力盒(3)是预埋在隧道二次衬砌混凝土(2)与初期支护(1)之间，通过导线连接到总控室(13)内的计算机上。

6.根据权利要求1或2所述的一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置，其特征在于：所述的压力应变计(5)是贴在能反映二次衬砌混凝土(2)受力特征的外表面用于测量应力、应变的仪器，每个压力应变计(5)都通过导线连接到总控室(13)内的计算机上。

7.根据权利要求1或2所述的一种隧道二次衬砌混凝土结构承载力液压试验装置，其特征在于：所述的台车(7)的长度为10～11米。

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