CN205015228U - 综合管廊管节承载能力试验装置 - Google Patents

综合管廊管节承载能力试验装置 Download PDF

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CN205015228U
CN205015228U CN201520648819.9U CN201520648819U CN205015228U CN 205015228 U CN205015228 U CN 205015228U CN 201520648819 U CN201520648819 U CN 201520648819U CN 205015228 U CN205015228 U CN 205015228U
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贾彦兵
郭志奇
姚军
安通
陈继展
王立亮
周一勤
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Abstract

本实用新型公开了一种综合管廊管节承载能力试验装置,涉及一种用于城市地下综合管廊管节承载能力试验的装置,该试验装置的结构主要是由综合管廊管节、试验架、垂直承压板、垂直千斤顶、垂直滑槽、水平承压板、水平千斤顶和水平滑槽等构成,它能同时进行综合管廊管节的垂直荷载试验和水平荷载试验,而且水平试验荷载能合理、准确地模拟水平土压力,符合综合管廊管节的实际受力情况,提高综合管廊管节承载能力试验检测的准确性,确保综合管廊管节的合理正确使用和结构安全,再结合相应的使用方法能更好的完成试验装置的组装和使用,故具有构造简单、使用方便、方法合理、数据可靠等优点,具有较高的经济效益和社会效益。

Description

综合管廊管节承载能力试验装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种城市地下综合管廊管节承载能力试验领域,尤其是指城市地 下综合管廊管节承载能力试验装置。
背景技术
[0002] 我国城市地下有给水、热力、燃气、电力、电信、雨水、污水等七大类管线近30种分 属不同部门管理,国家层面没有一个准确的管线综合图或数据库,导致单位施工各自为政, 难免出现管线"打架"、道路反复开挖等问题。最近,国家开始重视和全面开建城市地下综合 管廊建设,即将所有管线集中在地下综合管廊体里,日常巡检维护等都通过出入井在地下 完成,从而有效解决"马路拉链"问题,并能抵御管道侵蚀和抗震减灾,管线运行也更加安全 稳定。因此,地下综合管廊建设将改变过去城市建设"重地上,轻地下"的局面,标志着中国 城市建设发展方式的转变,开启了中国的"地下管线革命",并将对城市发展、经济增长、百 姓生活等诸多方面产生深远而积极的影响。
[0003] 目前,城市地下综合管廊比较先进的建设方式是,预制标准的综合管廊管节、装配 式安装和管线引出口、通风口、投料口等非标准结构现浇施工。综合管廊管节属重要地下工 程,结构受力复杂,故在埋置地下前都需做承载力试验,以确保工程质量。现有的综合管廊 管节荷载试验方法可概括为两类:一是单纯地做垂直承载力试验;二是在实验室做垂直和 水平承载力试验,但水平承载力试验没有合理地模拟综合管廊管节的实际受力情况。上述 两类试验方法的缺陷均在一定程度上影响了综合管廊管节承载能力试验检测的准确性,进 而导致综合管廊管节的合理使用和结构安全。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、使用方便、方 法合理、数据可靠的综合管廊管节承载能力试验装置。
[0005] 本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现:
[0006] -种综合管廊管节承载能力试验装置,包括试验架和放置在试验架内的综合管廊 管节,所述的综合管廊管节顶部设有垂直承压板,在垂直承压板与试验架内顶面之间安装 多个垂直千斤顶,该多个垂直千斤顶共同推动垂直承压板作垂直移动,并带动垂直承压板 施加垂直试验荷载于综合管廊管节的顶面或脱离综合管廊管节的顶面而卸载退出试验;所 述的综合管廊管节两侧分别设有水平承压板,在每块水平承压板与试验架内侧面之间均安 装多个水平千斤顶,该多个水平千斤顶共同推动水平承压板作水平移动,并带动水平承压 板施加水平试验荷载于综合管廊管节的侧面或脱离综合管廊管节的侧面而卸载退出试验; 所述的垂直承压板与综合管廊管节的顶面之间、水平承压板与综合管廊管节的侧面之间、 综合管廊管节的底面与试验架的内底面之间均设有土工布。
[0007] 所述的综合管廊管节承载能力试验装置具有两个垂直试验荷载#值和个水平 试验荷载右~名值;
[0008] 所述的两个垂直试验荷载J值、及两个垂直试验荷载#值之间的距离氣和距离 %由设计确定,崤为左侧垂直试验荷载JH直至综合管廊管节隔板中心线的距离,为右侧 垂直试验荷载直至综合管廊管节隔板中心线的距离;
[0009] 所述的Jp个水平试验荷载@~濫值,其中为正整数,所述的P个水平试验荷载 由综合管廊管节埋置深度处土压力等效的方法确定,当综合管廊管节埋置处水平土压力沿 深度的分布值曲线为
Figure CN205015228UD00071
:将综合管廊管节顶面至底面的总高度 等分为段,每段的高度从综合管廊管节顶面开始计算,则各段水平土压力合力值C等效 作为试验荷载焉~尤值,立为1~_中的任一个正整数值,相应地_浪的水平土压力合力 作用点高度为为1~_中对应爾~處值的一个正整数值,水平试验荷载焉~4值还 需符合如下计算公式:
Figure CN205015228UD00072
[0014] 式中,
[0015] M--综合管廊管节埋置在先即&深度内的第《段水平土压 力的合力值(>,f为1~中的任一个正整数值;
[0016] h一一综合管廊管节第ί段水平土压力合力值的作用点至综合管廊管节顶面之间 的距离(縛),1为1~?I中对应薦的一个正整数值;
[0017] K一一地表或路面顶面至综合管廊管节顶面之间的距离(_);
[0018] h--综合管廊管节顶面至底面的总高度(》*);
[0019] ^一一地表或路面顶面至管廊管节埋置处沿深度变化的距离(_:),取值范围为% ~%.雜之间;
[0020] «一一综合管廊管节顶面至底面总高度等分的段数;
[0021] r一一综合管廊管节埋置处土的容重B*3);
[0022] k一一综合管廊管节埋置处土侧压力系数(无量纲),歲值除了与土体特性及密度 有关外,还与土体应力历史有关,并根据实际土体情况确定;
Figure CN205015228UD00081
一一综合管廊管节埋置处水平土压力沿深度的分布值曲线,与综 合管廊管节埋置处的受力状态有关;
[0024] 将以上计算得到@值,I为1~_中的任一个正整数值,作为综合管廊管节每 段的水平试验荷载另~屬值,模拟综合管廊管节埋置处水平土压力沿深度的分布曲线
Figure CN205015228UD00082
一般综合管廊管节每段高度50~IOOcm能较好模拟综合管廊管节的实际受力情 况;同时分别要求垂直承压板和水平承压板的受压刚度小于综合管廊管节的垂直受压刚度 和水平受压刚度,以使垂直承压板和水平承压板受压时能足够变形而紧贴综合管廊管节的 外壁,特别是水平承压板的水平受压刚度比综合管廊管节的水平刚度小的情况下,能够较 好地模拟水平土压力沿深度的分布曲线
Figure CN205015228UD00083
[0025] 所述的综合管廊管节是城市地下综合管廊预制标准管节,其断面为矩形或圆形或 圆拱形,内部设有单舱或双舱或多舱,该综合管廊管节由钢筋混凝土浇筑一体的顶板、两侧 腹板、底板和内部用于分隔舱室的隔板组成。
[0026] 所述的综合管廊管节受力时具有应力和应变的特征点,在特征点处需粘贴应变 片,并由计算机系统自动记录应变片数据,以计算出相应的应力;还需安装裂缝宽度检测仪 来检测综合管廊管节的特征点处的裂缝宽度,并由计算机系统自动记录裂缝宽度数据。 [0027] 所述的综合管廊管节的特征点是指综合管廊管节在荷载作用下能反映综合管廊 管节结构受力状况的点,综合管廊管节结构在设计阶段通过有限元软件计算得到,并确定 承载能力试验阶段必须检测的规定部位,其包括:
[0028] A一一综合管廊管节隔板顶部的顶板顶面处;
[0029] B、C一一综合管廊管节隔板两侧顶板底面处;
[0030] D、G--综合管廊管节一半高度的腹板内侧面;
[0031] E、F-一综合管廊管节一半高度的隔板两侧;
[0032] H、I一一综合管廊管节隔板两侧底板顶面处。
[0033] 所述的综合管廊管节承载能力试验检测得出各个特征点处的应力和记录的裂缝 宽度数据与设计荷载作用下的计算应力和裂缝宽度数据相比较,可得如下公式:
Figure CN205015228UD00084
[0038] 式中,
[0039] ~--试验荷载作用下的应力OiMr);
[0040] -设计荷载作用下的计算应力;
[0041] % 一一试验荷载作用下的裂缝宽度;
[0042] %一一设计荷载作用下的计算裂缝宽度(_);
[0043] 一一试验荷载作用下的应力与设计荷载作用下的计算应力的比值;
[0044] nc一一试验荷载作用下的裂缝宽度与设计荷载作用下的计算裂缝宽度的比值;
[0045] 義Ϊ:和:轉黨ΐ说明综合管廊管节承载能力不小于设计要求的承载力,满足设计 要求,质量合格,可以交付使用;反之和:.:蒼:1说明综合管廊管节承载能力比设计要 求的承载力小,不满足设计要求,质量不合格,不能交付使用。
[0046] 所述的垂直承压板底面设为与综合管廊管节顶面作吻合紧贴的弧面,垂直承压板 顶面设为供多个垂直千斤顶安装的平面;所述的水平承压板内侧面设为与综合管廊管节外 侧面作吻合紧贴的弧面,水平承压板外侧面设为供多个水平千斤顶安装的平面。
[0047] 所述的垂直承压板两侧分别设有垂直滑槽,该垂直承压板的两端分别滑移安装在 所述垂直滑槽内;所述的水平承压板两侧分别设有水平滑槽,该水平承压板的两端分别滑 移安装在所述水平滑槽内。
[0048] 所述的试验架是试验检测综合管廊管节承载力的试验装置骨架,由横梁、纵梁、立 柱和底梁板焊接而成的框架式结构,在框架式结构的内部形成供所述综合管廊管节安装的 试验空间,所述的底梁板底面设置多个移动轮。
[0049] 与现有技术相比,本实用新型的试验装置能同时进行综合管廊管节的垂直荷载试 验和水平荷载试验,并且水平试验荷载能合理、准确地模拟水平土压力,符合综合管廊管节 的实际受力情况,提高综合管廊管节承载能力试验检测的准确性,确保综合管廊管节的合 理正确使用和结构安全,再结合相应的使用方法能更好的完成试验装置的组装和使用,故 具有构造简单、使用方便、方法合理、数据可靠等优点,具有较高的经济效益和社会效益。
附图说明
[0050] 图1为本实用新型的综合管廊管节承载能力荷载试验示意图。
[0051] 图2为图1的A-A剖视图。
[0052] 图3为综合管廊管节试验受力示意图。
[0053] 图4为试验荷载及作用点计算图式。
具体实施方式
[0054] 下面将按上述附图对本实用新型实施例再作详细说明。
[0055] 如图1~图4所示,L综合管廊管节、11.顶板、12.腹板、13.隔板、14.底板、2.试 验架、21.横梁、22.纵梁、23.立柱、24.底梁板、25.移动轮、3.垂直承压板、4.垂直滑槽、 5.垂直千斤顶、6.水平承压板、7.水平滑槽、8.水平千斤顶、9. 土工布。
[0056] 综合管廊管节承载能力试验装置,如图1、图2所示,综合管廊管节承载能力试验 装置包括综合管廊管节1和试验架2,它主要用于城市地下管线建设和日常巡检维护的城 市基础设施建设,再结合相应的使用方法来更好的完成试验装置的组装和使用。
[0057] 所述的综合管廊管节1是城市地下综合管廊预制标准管节,其断面为矩形或圆形 或圆拱形,内部设有单舱或双舱或多舱等多种结构型式,该综合管廊管节1由钢筋混凝土 浇筑一体的顶板11、两侧腹板12、底板14和内部用于分隔舱室的隔板13共同组成,本实施 例主要采用装配式双舱圆拱形综合管廊管节。
[0058] 所述的试验架2是试验检测综合管廊管节1承载力的试验装置骨架,主要是由横 梁21、纵梁22、立柱23、底梁板24和移动轮25等组成,移动轮25为钢质球形结构,数量设 置多个,均安装在底梁板24底面以将试验装置支撑在地面上,从而带动试验装置自由移动 而调整位置;所述的横梁21、纵梁22、立柱23、底梁板24均由工字钢或槽钢经焊接而成框 架式结构,该框架式结构的内部形成可供综合管廊管节1安放的试验空间;同时,底梁板24 上需铺1~2层土工布9,在将综合管廊管节1吊入试验架2内时,使综合管廊管节1的底 面紧贴接触在土工布9上。
[0059] 所述的综合管廊管节1顶部设有垂直承压板3,在垂直承压板与试验架2内顶面、 即横梁21底面之间安装多个垂直千斤顶5,垂直承压板3和多个垂直千斤顶5主要用于垂 直荷载试验;其中,垂直承压板3为钢质材料制作,其底面设为与综合管廊管节1顶面、即顶 板11顶面相吻合紧贴的弧面,该弧面与综合管廊管节1的顶面之间设置土工布9,而垂直 承压板3的顶面可供多个垂直千斤顶5安装的平面,具体是垂直千斤顶5 -端固定在试验 架2的横梁21底部,另一端接触在垂直承压板3顶面的平面上;同时,在垂直承压板3两侧 分别设有垂直滑槽4,该垂直滑槽采用钢质材料制成,其端面为凹形状,垂直承压板3的两 端分别活动嵌装在两侧的垂直滑槽4内,并能进行垂直滑移,在垂直滑槽4的凹形与垂直承 压板3的端部之间留有微小间隙以方便加注润滑剂进行润滑,故启动垂直千斤顶5施加垂 直试验荷载时,就能推动垂直承压板3作垂直移动,并带动垂直承压板3施加垂直试验荷载 于综合管廊管节1的顶面或脱离综合管廊管节1的顶面而卸载退出试验,对综合管廊管节 1的顶面施加垂直压力,以起到对综合管廊管节1垂直加载的作用。
[0060] 所述的综合管廊管节1两侧分别设有水平承压板6,在每块水平承压板6与试验 架2内侧面、即立柱23内侧面之间均安装多个水平千斤顶8,水平承压板6和多个水平千 斤顶8主要用于水平荷载试验;其中,水平承压板6为钢质材料制作,其内侧面设为与综合 管廊管节1外侧面、即腹板12外侧面相吻合紧贴的弧面,该弧面与综合管廊管节1的外侧 面之间设置土工布9,而水平承压板6的外侧面设为供多个水平千斤顶8安装的平面,具体 是水平千斤顶8 -端固定在试验架2的立柱23上,另一端接触在水平承压板6的平面上; 同时,在水平承压板6两侧分别设有水平滑槽7,该水平滑槽采用钢质材料制成,其端面为 凹形状,水平承压板6的两端分别活动嵌装在两侧的水平滑槽7内,并能进行水平滑移,在 水平滑槽7的凹形与水平承压板6的端部之间留有微小间隙以方便加注润滑剂进行润滑, 故启动水平千斤顶8施加水平试验荷载时,就能推动水平承压板6作水平移动,并带动水平 承压板6施加水平试验荷载于综合管廊管节1的侧面或脱离综合管廊管节1的侧面而卸载 退出试验,对综合管廊管节1的侧面施加水平压力,以起到对综合管廊管节1水平加载的作 用。
[0061] 所述的垂直承压板3与综合管廊管节1的顶面之间、水平承压板6与综合管廊管 节1的侧面之间、综合管廊管节1的底面与试验架2的内底面之间垫放土工布9,主要使得 综合管廊管节1与垂直承压板3或水平承压板6之间接触良好,并在进行垂直荷载试验或 水平荷载试验时能够受力均匀,同时也避免压力加载时由于综合管廊管节1外侧混凝土表 面凹凸不平、局部受压而损坏综合管廊管节1。
[0062] 所述的综合管廊管节荷载试验的垂直试验荷载值和水平试验荷载ϋ~.值的 确定方法如图3所示、图4所示:
[0063] 所述的综合管廊管节承载能力试验装置的两个垂直试验荷载#值、及两个垂直试 验荷载Ji值之间的距离4和距离,由设计确定,4:为左侧垂直试验荷载#值至综合管廊 管节1隔板13中心线的距离,%为右侧垂直试验荷载P值至综合管廊管节1隔板13中心线 的距离;
[0064] 所述的综合管廊管节承载能力试验装置的Hi个水平试验荷载:另~尤值,其中p 为正整数,如本实施例的H:;为4时,_~芯就是名、爲、渴、為,以此类推;所述的0丨个水平试 验荷载由综合管廊管节1埋置深度处土压力等效的方法确定,当综合管廊管节埋置处水平 土压力沿深度的分布值曲线为
Figure CN205015228UD00111
将综合管廊管节顶面至底面 的总高度等分为玲段,每段的高度从综合管廊管节顶面开始计算,则各段水平土压力合力 值禮等效作为试验荷载j|~:眞值,::ι为1~Ii::中的任一个正整数值,相应地ϋ段的水平土 压力合力作用点高度为:_,3为1~丨_:.:中对应:瑪~為值的一个正整数值,水平试验荷载@ ~A值值还需符合如下计算公式:
Figure CN205015228UD00112
[0069]式中,
[0070] 一一综合管廊管节埋置在為:~:¾袖即
Figure CN205015228UD00113
深度内的第I段水平土压力 的合力值为1~P中的任一个正整数值,即分别取沒~_中的任一个正整数值;
[0071] 麵:一一综合管廊管节第/段水平土压力合力值的作用点至综合管廊管节顶部之间 的距离(麵),:ί为1~#1中对应,巧的一个正整数值;
[0072] %:-一地表或路面顶面至综合管廊管节顶板11顶面之间的距离(續);
[0073] k---综合管廊管节顶板11顶面至底板14底面的总高度(《« );
[0074] #-一地表或路面顶面至管廊管节埋置处沿深度变化的距离(_),取值范围为% ~為:+*之间;
[0075] ·«.一一综合管廊管节顶板11顶面至底板14底面总高度等分的段数;
[0076] r--综合管廊管节埋置处土的容重(班/W );
[0077] 一一综合管廊管节埋置处土侧压力系数(无量纲),I!值除了与土体特性及密度 有关外,还与土体应力历史有关,并根据实际土体情况确定;
[0078] -一综合管廊管节埋置处水平土压力沿深度的分布值曲线,/讲与综合管廊 管节埋置处的受力状态有关。综合管廊管节埋置在地下土体中,其受力状态比较复杂,比较 常见的有静土压力、主动土压力、被动土压力、土抗力和地震土压力等,根据工程的实际情 况由规范或有关要求确定。
[0079] 将以上计算得到4值,議为1~pi中的任一个正整数值,作为综合管廊管节每段的 水平试验荷载焉~為值,模拟综合管廊管节埋置处水平土压力沿深度的分布曲线__,一 般综合管廊管节50~IOOcm能较好模拟综合管廊管节1的实际受力情况;同时分别要求垂 直承压板3和水平承压板6的受压刚度小于综合管廊管节1的垂直受压刚度和水平受压刚 度,以使垂直承压板3和水平承压板6受压时能足够变形而紧贴综合管廊管节的外壁,特别 是水平承压板6的水平受压刚度比综合管廊管节的水平刚度小的情况下,能够较好地模拟 水平土压力沿深度的分布曲线¥(少)。
[0080] 所述的综合管廊管节1承载能力试验装置的垂直千斤顶5、水平千斤顶8均为液压 千斤顶,并由计算机控制系统自动控制荷载试验,在综合管廊管节1的特征点处需粘贴应 变片,并由计算机系统自动记录应变片数据,以计算出相应的应力;在适当位置还需安装裂 缝宽度检测仪来检测综合管廊管节1的特征点处的裂缝宽度,并由计算机系统自动记录裂 缝宽度数据。
[0081] 上述综合管廊管节1的特征点是指综合管廊管节在荷载作用下能反映综合管廊 管节结构受力状况的点,综合管廊管节1结构在设计阶段通过有限元软件计算得到,并确 定承载能力试验阶段必须检测的规定部位,一般包括:
[0082] A一一综合管廊管节隔板13顶部的顶板11顶面处;
[0083] B、C一一综合管廊管节隔板13两侧顶板11底面处;
[0084] D、G-一综合管廊管节一半高度的腹板12内侧面;
[0085] E、F-一综合管廊管节一半高度的隔板13两侧;
[0086] H、I一一综合管廊管节隔板13两侧底板14顶面处。
[0087] 所述的综合管廊管节1承载能力试验检测得出各个特征点处的应力和记录的裂 缝宽度数据与设计荷载作用下垂直试验荷载P值、个水平试验荷载_~爲值计算的应 力和裂缝宽度数据相比较,可得如下公式:
[0088] 公式三、
Figure CN205015228UD00131
[0092] 式中,
[0093] ^ --试验荷载作用下的应力;
[0094] «V--设计荷载作用下的计算应力(:涵心:);
[0095] '%:--试验荷载作用下的裂缝宽度(HSHi);
[0096] ^ 一一设计荷载作用下的计算裂缝宽度;
[0097] %:一一试验荷载作用下的应力与设计荷载作用下的计算应力的比值;
[0098] -一试验荷载作用下的裂缝宽度与设计荷载作用下的计算裂缝宽度的比值;
[0099] 和.·说明综合管廊管节承载能力不小于设计要求的承载力,满足设计要 求,质量合格,可以交付使用;反之1^>::1和:|>:1说明综合管廊管节承载能力比设计要求的 承载力小,不满足设计要求,质量不合格,不能交付使用。
[0100] 所述的综合管廊管节承载能力试验装置的使用方法主要包括如下步骤:
[0101] 步骤一、制作横梁21、纵梁22、立柱23、底梁板24、移动轮25、垂直承压板3、垂直 滑槽4、水平承压板6、水平滑槽7的各个部件,并对相关的部件进行电焊组合成套件,作除 锈防锈处理后,再对相关部件或套件进行组装成试验架;
[0102] 步骤二、在底梁板24上铺1~2层土工布9,将综合管廊管节1吊入试验架2内, 并使综合管廊管节1的底面紧贴接触在土工布9上;
[0103] 步骤四、开启计算机系统,启动垂直千斤顶5和水平千斤顶8施加试验荷载,试验 荷载采取分级施加的方式进行:
[0104] ①施加两个垂直试验荷载JM直和水平试验荷载片~:¾值的各20%,持荷10~ 15min,并在持荷时间内计算机记录各个特征点处的应力和裂缝宽度数据;
[0105] ②施加两个垂直试验荷载#值和水平试验荷载焉~屬值的各50%,持荷10~ 15min,并在持荷时间内计算机记录各个特征点处的应力和裂缝宽度数据;
[0106] ③施加两个垂直试验荷载,值和水平试验荷载巧~名值的各100%,持荷30min,并 在持荷时间内计算机记录各个特征点处的应力和裂缝宽度数据;
[0107] 步骤五、将步骤四中计算机系统计算出各个特征点处的综合管廊管节1试验检测 得出的应力和裂缝宽度数据与设计计算的应力和裂缝宽度数据相比较,得出^和%值;
[0108] 步骤六、得出试验结论:!和類说明综合管廊管节1承载能力不小于设 计要求的承载力,满足设计要求,质量合格,可以交付使用;反之>"1和見>"1说明综合管 廊管节1承载能力比设计要求的承载力小,不满足设计要求,质量不合格,不能交付使用。
[0109] 本实用新型再以一个具体实施例来详细描述综合管廊管节承载能力试验装置及 使用方法。 实施例
[0110] 装配式双仓圆拱形综合管廊管节承载能力荷载试验计算实例:
[0111] 综合管廊管节为双舱圆拱形断面,尺寸为ΑίΧδ = 5300x3200 mm,裂缝荷载为小于 0. 2_裂缝宽度,垂直试验荷载P值是指单个集中力垂直试验荷载值。综合管廊管节埋置处 水平土压力沿深度的分布曲线
Figure CN205015228UD00141
即水平土压力沿深度的分布曲线呈直线形 分布。粘性土的容重14 静止侧土压力系数人群5 ,地面覆土 10趣^ ,人群和地面覆土换算成等厚土柱高度为
Figure CN205015228UD00142
将综合管廊管节高度#分为4段,每 段0. 8m,综合管廊管节承载力荷载试验有关数据计算见下表:
[0112] 管廊管节承载力荷载试验数据表
Figure CN205015228UD00143
[0114] 表中
[0115] M--人群和地面覆土换算成等厚土柱高度);
[0116] 一一人群和地面覆土换算成等厚土柱高度纪顶面至综合管廊管节第,_段底面的 距离(轉为1~J#:中的任一个正整数值;
[0117] WD-一人群和地面覆土换算成等厚土柱高度Y顶面以下综合管廊管节第t段 底面水平土压力分布值(砍//«),:|:为1~界中对应_的一个正整数值;
[0118] 愚一一综合管廊管节埋置在
Figure CN205015228UD00151
深度内的第I段 水平土压力的合力值(;|_),|为1~中的任一个正整数值,即分别取I~,中的任一个 正整数值;
[0119] %-一综合管廊管节第/段水平土压力合力值的作用点至综合管廊管节顶部之间 的距离(_ ),:通为1~,中对应_的一个正整数值;
[0120] 垂直试验荷载讓_:、水平试验荷载(土压力合力).邳均为综合管廊管节沿长度 方向每的数值,如综合管廊管节长度为z ),则表中的垂直试验荷载P(jW)、水平 试验荷载(土压力合力)名值均乘以i,方为垂直试验荷载、水平试验荷载的施加值。
[0121] 本实用新型所述实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围; 此外还应理解,在阅读了本实用新型讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型 作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围内。

Claims (9)

1. 一种综合管廊管节承载能力试验装置,包括试验架(2)和放置在试验架内的综合管 廊管节(1),其特征在于: a、 所述的综合管廊管节(1)顶部设有垂直承压板(3),在垂直承压板与试验架(2)内顶 面之间安装多个垂直千斤顶(5),该多个垂直千斤顶共同推动垂直承压板(3)作垂直移动, 并带动垂直承压板(3)施加垂直试验荷载于综合管廊管节(1)的顶面或脱离综合管廊管节 (1)的顶面而卸载退出试验; b、 所述的综合管廊管节(1)两侧分别设有水平承压板(6),在每块水平承压板与试验 架(2)内侧面之间均安装多个水平千斤顶(8),该多个水平千斤顶共同推动水平承压板(6) 作水平移动,并带动水平承压板(6)施加水平试验荷载于综合管廊管节(1)的侧面或脱离 综合管廊管节(1)的侧面而卸载退出试验; c、 所述的垂直承压板(3)与综合管廊管节(1)的顶面之间、水平承压板(6)与综合管 廊管节(1)的侧面之间、综合管廊管节(1)的底面与试验架(2)的内底面之间均设有土工布 (9)〇
2. 根据权利要求1所述的综合管廊管节承载能力试验装置,其特征在于所述的综合管 廊管节承载能力试验装置具有两个垂直试验荷载#值和#1个水平试验荷载#~馬值;所 述的两个垂直试验荷载.f值、及两个垂直试验荷载:#值之间的距离%和距莴&由设计确 定;所述的_:个水平试验荷载竭~名值,其中p为正整数,所述的个水平试验荷载由综 合管廊管节(1)埋置深度处土压力等效的方法确定,当综合管廊管节埋置处水平土压力沿 深度的分布值曲线为灸#(7),^将综合管廊管节(1)顶面至底面的总高度等分为 段,每段的高度从综合管廊管节顶面开始计算,则各段水平土压力合力值名等效作为试 验荷载趙~死值,Μ为1~P中的任一个正整数值,相应地jf::段的水平土压力合力作用 点高度为_,#为1~中对应~尤值的一个正整数值,水平试验荷载趙~值还需符合 如下计算公式: 公式一、
Figure CN205015228UC00021
Figure CN205015228UC00031
式中,
Figure CN205015228UC00032
J\一一综合管廊管节(1)埋置在 平土压力的合力值为1~π中的任一个正整数值; %一一综合管廊管节(1)第段水平土压力合力值的作用点至综合管廊管节(1)顶面 之间的距离(_),/为1~?!中对应焉的一个正整数值; 4一一地表或路面顶面至综合管廊管节(1)顶面之间的距莴(稱);h一一综合管廊管节(1)顶面至底面的总高度; ^一一地表或路面顶面至管廊管节(1)埋置处沿深度变化的距离(*»),取值范围为% 之间; 獅:一一综合管廊管节(1)顶面至底面总高度等分的段数; F--综合管廊管节(1)埋置处土的容重); Μ一一综合管廊管节(1)埋置处土侧压力系数(无量纲),J值除了与土体特性及密度 有关外,还与土体应力历史有关,并根据实际土体情况确定; kjf(y)一一综合管廊管节(1)埋置处水平土压力沿深度的分布值曲线,与综合 管廊管节(1)埋置处的受力状态有关; 将以上计算得到C值,賃为1~Η中的任一个正整数值,作为综合管廊管节(1)每 段的水平试验荷载焉~⑮值,模拟综合管廊管节(1)埋置处水平土压力沿深度的分布曲线 灸/00 ,一般综合管廊管节(1)每段高度50~100cm能较好模拟综合管廊管节的实际受 力情况;同时分别要求垂直承压板(3 )和水平承压板(6 )的受压刚度小于综合管廊管节(1) 的垂直受压刚度和水平受压刚度,以使垂直承压板(3)和水平承压板(6)受压时能足够变 形而紧贴综合管廊管节(1)的外壁,特别是水平承压板(6)的水平受压刚度比综合管廊管 节(1)的水平刚度小的情况下,能够较好地模拟水平土压力沿深度的分布曲线。
3.根据权利要求1或2所述的综合管廊管节承载能力试验装置,其特征在于所述的 综合管廊管节(1)是城市地下综合管廊预制标准管节,其断面为矩形或圆形或圆拱形,内 部设有单舱或双舱或多舱,该综合管廊管节由钢筋混凝土浇筑一体的顶板(11)、两侧腹板 (12)、底板(14)和内部用于分隔舱室的隔板(13)组成。
4. 根据权利要求3所述的综合管廊管节承载能力试验装置,其特征在于所述的综合管 廊管节(1)受力时具有应力和应变的特征点,在特征点处需粘贴应变片,并由计算机系统自 动记录应变片数据,以计算出相应的应力;还需安装裂缝宽度检测仪来检测综合管廊管节 (1)的特征点处的裂缝宽度,并由计算机系统自动记录裂缝宽度数据。
5. 根据权利要求4所述的综合管廊管节承载能力试验装置,其特征在于所述的综合管 廊管节(1)的特征点是指综合管廊管节在荷载作用下能反映综合管廊管节结构受力状况的 点,综合管廊管节结构在设计阶段通过有限元软件计算得到,并确定承载能力试验阶段必 须检测的规定部位,其包括: A一一综合管廊管节(1)隔板(13)顶部的顶板(11)顶面处; B、C一一综合管廊管节(1)隔板(13)两侧顶板(11)底面处; D、G-一综合管廊管节(1) 一半高度的腹板(12)内侧面; E、F-一综合管廊管节(1) 一半高度的隔板(13)两侧; H、I一一综合管廊管节(1)隔板(13)两侧底板(14)顶面处。
6. 根据权利要求4所述的综合管廊管节承载能力试验装置,其特征在于所述的综合管 廊管节(1)承载能力试验检测得出各个特征点处的应力和记录的裂缝宽度数据与设计荷载 作用下的计算应力和裂缝宽度数据相比较,可得如下公式:
Figure CN205015228UC00041
式中, ^一一试验荷载作用下的应力; --设计荷载作用下的计算应力1Si3*® ); --试验荷载作用下的裂缝宽度(_* ); ^一一设计荷载作用下的计算裂缝宽度(:_D; %-一试验荷载作用下的应力与设计荷载作用下的计算应力的比值; ^一一试验荷载作用下的裂缝宽度与设计荷载作用下的计算裂缝宽度的比值;
Figure CN205015228UC00042
说明综合管廊管节(1)承载能力不小于设计要求的承载力,满足设计 要求,质量合格,可以交付使用;反之>I说明综合管廊管节(1)承载能力比设计 要求的承载力小,不满足设计要求,质量不合格,不能交付使用。
7. 根据权利要求1所述的综合管廊管节承载能力试验装置,其特征在于所述的垂直承 压板(3 )底面设为与综合管廊管节(1)顶面作吻合紧贴的弧面,垂直承压板(3 )顶面设为供 多个垂直千斤顶(5)安装的平面;所述的水平承压板(6)内侧面设为与综合管廊管节(1)外 侧面作吻合紧贴的弧面,水平承压板(6)外侧面设为供多个水平千斤顶(8)安装的平面。
8. 根据权利要求1所述的综合管廊管节承载能力试验装置,其特征在于所述的垂直承 压板(3 )两侧分别设有垂直滑槽(4 ),该垂直承压板(3 )的两端分别滑移安装在所述垂直滑 槽(4)内;所述的水平承压板(6)两侧分别设有水平滑槽(7),该水平承压板(6)的两端分 别滑移安装在所述水平滑槽(7)内。
9. 根据权利要求1所述的综合管廊管节承载能力试验装置,其特征在于所述的试验 架(2)是试验检测综合管廊管节(1)承载力的试验装置骨架,由横梁(21)、纵梁(22)、立柱 (23)和底梁板(24)焊接而成的框架式结构,在框架式结构的内部形成供所述综合管廊管节 (1)安装的试验空间,所述的底梁板(24)底面设置多个移动轮(25)。
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