CN209296722U - 一种便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，包括由两个并列设置且结构和尺寸均相同的隧道管节模型构成的试验模型和吊装胎架；两个隧道管节模型的相对面之间留有宽度为2cm的变形缝；变形缝中设有防水材料；两个隧道管节模型内的纵向钢筋在变形缝处连成一体。吊装胎架包括托板、多根竖向钢筋、纵向加强件和两个吊绳导槽；托板的长和宽的尺寸比试验模型的底面的长和宽的尺寸均大20cm；多根竖向钢筋均布地焊接在托板的中部上表面并且上端与两个隧道管节模型的底板中的水平主钢筋弯钩连接，使托板与试验模型连接成共同受力的整体结构。本实用新型的准原型试验模型，很好地解决了在吊装模型的过程中柔性变形缝受力变形的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型。
背景技术
地下隧道按照防水设计等级选用相应的防水材料。为了有效验证所选防水材料及其施工工艺的整体防水性能，需要进行地下隧道工程结构防水试验。一般隧道模型防水试验采用的试验模型与实际工程隧道的结构尺寸的比例小于1:10。这种试验模型尺寸小、重量轻、厚度小、防水材料单一，无法有效模拟实际工程中多种防水材料及其施工工艺组合作用下的隧道整体防水效果。准原型试验模型的结构尺寸与实际工程隧道的结构尺寸的比例一般大于1:10，局部比例甚至大于1:5。准原型试验模型尺寸相对较大，能更真实的模拟实际工程中防水材料的施工工艺，其试验结果能更好的反映实际工程中防水材料及其施工工艺的防水性能。但是这种准原型试验模型的几何尺寸大，其重量更大，一般可达十几吨，甚至几十吨。一般需在室外环境下制作试验模型，模型制作完成后，需将模型吊装转运至水工试验坑内。由于两个隧道管节之间的变形缝内设有柔性结构的止水装置，如设置在两个隧道管节模型的相对面的厚度中间的一圈中埋钢边橡胶止水带。在模型吊装转运过程中，若受外力作用，柔性变形缝内设置的防水装置(中埋钢边橡胶止水带)极易遭受破坏，导致试验结果的准确性下降。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，它既解决了在吊装模型的过程中柔性变形缝受力变形的问题，又未改变变形缝内防水材料的施工工艺。
本实用新型的目的是这样实现的：一种便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，包括由两个并列设置且外形几何尺寸和长度均相同的钢筋混凝土结构的隧道管节模型构成的试验模型和吊装胎架；每个所述隧道管节模型的底部自下而上依次设有防水底材和碎石混凝土垫层；其中，
每个所述隧道管节模型包括底板、两侧竖墙和顶板，顶板的中部为水平板、水平板两端与两侧竖墙的顶端之间连接对称的斜板；两个隧道管节模型的相对面之间留有宽度为2cm的变形缝；两个隧道管节模型的相对面的底板的外侧和两侧竖墙的外侧均贴有橡胶止水带，顶板的外侧设置低弹模量聚氨酯密封胶；两个隧道管节模型的相对面的内侧设置一圈可卸式止水带；两个隧道管节模型的相对面的厚度中间设置一圈中埋钢边橡胶止水带；
两个所述隧道管节模型内的纵向钢筋在变形缝处连成一体；
所述吊装胎架包括托板、多根竖向钢筋、纵向加强件和两个吊绳导槽；
所述托板呈矩形且采用钢板制作，该托板的长和宽的尺寸比所述试验模型的底面的长和宽的尺寸均大20cm；
多根所述竖向钢筋以均布的方式焊接在托板的中部上表面，该多根竖向钢筋的上端从试验模型的底面下伸入试验模型中并与两个隧道管节模型的底板中的水平主钢筋弯钩连接，使托板贴附在试验模型的底面上，并使托板的四周沿试验模型的底面四周各伸出10cm；
所述纵向加强件由数根纵向焊接在所述托板的下表面的工字钢构成；
两个所述吊绳导槽横向焊接在数根工字钢的下表面并一一对应地位于两个隧道管节模型的横向中心线处。
上述的隧道管节防水准原型试验模型的吊装装置，其中，每个所述隧道管节模型的底部的两侧边角及碎石混凝土垫层的两侧边角各自预埋一根角钢。
上述的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，其中，每个所述隧道管节模型的长、宽、高与实际工程隧道相应尺寸的比例大于1:10，每个隧道管节模型的底板的厚度、两侧竖墙的厚度和顶板的厚度均与实际工程隧道相应尺寸的比例大于1:2.6。
上述的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，其中，多根竖向钢筋以六排四列的方式布置在所述托板上。
上述的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，其中，数根所述工字钢均分成三组，靠近所述托板的下表面两侧的两组工字钢的布置方式相同并以紧凑形式布置，位于托板的下表面中间的一组工字钢以松散形式布置。
本实用新型的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，具有以下特点：
1)将两个隧道管节模型中的纵向钢筋连通的方法，使两个隧道管节模型之间形成刚性连接，既有效解决了吊装过程中柔性变形缝受力变形的问题，又未改变变形缝内防水材料的施工工艺；
2)为了最大程度保护隧道管节准原型试验模型外包防水层的完整性，不在模型上设置吊耳，而采用在吊装胎架上制作两个隧道管节模型，使吊装钢丝绳绕过模型和吊装胎架的吊绳导槽拦腰起吊。吊装胎架上的吊绳导槽能约束吊装钢丝绳沿模型纵向滑动，因此能提高吊装的稳定性。吊装胎架的用钢量小，既能节约材料，同时由于钢胎架的高度较低，不受高速运输限高的影响。
3)为了防止吊装胎架在吊装过程中与两个隧道管节模型脱开，导致试验模型的边角位置因受力不均而发生局部破坏，将吊装胎架的托板的上表面焊接竖向钢筋，使竖向钢筋伸入两个隧道管节模型的底板的混凝土内，并与两个隧道管节模型底板内的纵向钢筋焊接成整体，从而使吊装胎架与两个隧道管节模型成为一体共同参与受力。
4)在两个隧道管节模型的底板两侧边角位置预埋两根角钢，实现对边角位置的混凝土起到双重保护作用。
附图说明
图1是本实用新型的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型的断面图；
图2是本实用新型的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型的侧面图；
图3是本实用新型的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型中的托板的平面图；
图4是图1中的a-a向视图；
图5是图1中的b-b向视图；
图6是本实用新型的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型吊装时的断面图；
图7是本实用新型的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型吊装时的侧面图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
请参阅图1至图5，本实用新型的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，包括由两个并列设置且外形几何尺寸和长度均相同的钢筋混凝土结构的隧道管节模型10、10’构成的试验模型和吊装胎架。
每个隧道管节模型10的长、宽、高的尺寸与实际工程隧道相应尺寸的比例大于1:10，每个隧道管节模型10的底板的厚度、两侧竖墙的厚度和顶板的厚度均与实际工程隧道相应尺寸的比例大于1:2.6。
每个隧道管节模型10包括底板11、两侧竖墙12和顶板13，顶板13的中部为水平板、水平板两端与两侧竖墙12的顶端之间连接对称的斜板。
两个隧道管节模型10、10’的相对面之间留有宽度δ为2cm的变形缝100；该变形缝的宽度δ与实际工程的两段隧道之间的变形缝的宽度相同；两个隧道管节模型10、10’的相对面的底板11的外侧和两侧竖墙12的外侧均贴有橡胶止水带2，顶板13的外侧设置低弹模量聚氨酯密封胶3；两个隧道管节模型10、10’的相对面的内侧设置一圈可卸式止水带4；两个隧道管节模型10、10’的相对面的厚度中间设置一圈中埋钢边橡胶止水带5。
橡胶止水带2、低弹模量聚氨酯密封胶3、可卸式止水带4和中埋钢边橡胶止水带5均与实际工程采用的防水材料一致。
两个隧道管节模型10、10’内的纵向钢筋在变形缝100处连成一体。
两个隧道管节模型10、10’的底部自下而上依次设有防水底材101和碎石混凝土垫层102；两个隧道管节模型10、10’的底部两侧边角及碎石混凝土垫层102的两侧边角各自预埋一根角钢103。
吊装胎架包括托板6、多根竖向钢筋7、纵向加强件和两个吊绳导槽9；其中：
托板6呈矩形且采用钢板制作，该托板6的长和宽的尺寸比试验模型的底面的长和宽的尺寸均大20cm，即托板6的长度等于两个隧道管节模型10、10’的长度之和2×L+变形缝的宽度δ+20cm，托板6的宽度等于一个隧道管节模型10的宽度K+20cm；
多根竖向钢筋7以均布的方式焊接在托板6的中部上表面，多根竖向钢筋7的上端从试验模型的底面伸入试验模型中并与两个隧道管节模型10、10’的底板中的水平主钢筋弯钩连接，使托板6贴附在试验模型的底面上，将托板6与试验模型连接成共同受力的整体结构，并使托板6的四周沿试验模型的底面四周均伸出10cm，为两个隧道管节模型10、10’制作时的模板安装提供作业空间；
纵向加强件由数根纵向焊接在托板6的下表面的工字钢8构成，数根工字钢8均分成三组，靠近托板6的下表面两侧的两组工字钢的布置方式相同并以紧凑形式布置，位于托板6的下表面中间的一组工字钢以松散形式布置；
两个吊绳导槽9横向焊接在9根工字钢8的下表面并一一对应地位于两个管节模型10、10’的横向中心线处。
本实施例的隧道管节模型10的底板11、两侧竖墙12和顶板13的厚度B均为50cm；隧道管节模型10的长度L为180cm，宽度K为250cm，两侧竖墙12高度H1为205.7cm，顶板13的高度H2为69.3cm，顶板13的中部宽度K1为111.4cm；
吊装胎架的托板6采用1cm厚的钢板制作；
多根竖向钢筋7以六排四列的方式焊接在托板6上，四列竖向钢筋的横向间隔距离为70cm，第一排竖向钢筋和最后一排竖向钢筋至托板6的两端均为30cm，第二排竖向钢筋与第一排竖向钢筋的间隔距离、第三排竖向钢筋与第二排竖向钢筋的间隔距离、第四排竖向钢筋与第五排竖向钢筋的间隔距离、第五排竖向钢筋与第六排竖向钢筋的间隔距离均为70cm，第三排竖向钢筋与第四排竖向钢筋的间隔距离为40cm+变形缝的宽度δ。
纵向加强件采用9根工字钢构成，该9根工字钢8均分成三组，每组有三根工字钢，靠近托板6的下表面两侧的三根工字钢以间隔20cm的方式布置，位于托板6的下表面中间的三根工字钢8以间隔40cm的方式布置。
本实用新型的便于吊装的隧道管节防水准原型模型具有以下特点：
1)将两个隧道管节模型中的纵向钢筋连通的方法，使两个隧道管节模型之间形成刚性连接，既有效解决了吊装过程中柔性变形缝受力变形的问题，又未改变变形缝内防水材料的施工工艺；
2)为了最大程度保护隧道管节准原型试验模型外包防水层的完整性，不在模型上设置吊耳，而采用在吊装胎架上制作两个隧道管节模型，使吊装钢丝绳绕过模型和吊装胎架的吊绳导槽拦腰起吊。吊装胎架上的吊绳导槽能约束吊装钢丝绳沿模型纵向滑动，因此能提高吊装的稳定性。吊装胎架的用钢量小，既能节约材料，同时由于钢胎架的高度较低，不受高速运输限高的影响。
3)为了防止吊装胎架在吊装过程中与两个隧道管节模型脱开，导致试验模型的边角位置因受力不均而发生局部破坏，将吊装胎架的托板的上表面焊接竖向钢筋，使竖向钢筋伸入两个隧道管节模型的底板的混凝土内，并与两个隧道管节模型底板内的纵向钢筋焊接成整体，从而使吊装胎架与两个隧道管节模型成为一体共同参与受力。
4)在两个隧道管节模型的底板两侧边角位置预埋两根角钢，实现对边角位置的混凝土起到双重保护作用。
请参阅图6和图7，在吊装本实用新型的隧道管节防水准原型试验模型时包括起吊准备步骤和起吊步骤；
进行起吊准备步骤时，先将两根钢丝吊绳22一一对应地从钢丝绳导槽9中穿过并拦腰绕抱在两个隧道管节模型10、10’的两侧竖墙的外表面上，再将四组钢丝绳垫块21一一对应地设在两个隧道管节模型10、10’的两侧竖墙的外表面和两根钢丝绳22之间，每组钢丝绳垫块21和两个隧道管节模型10、10’的竖墙的外表面之间还设有厚度为5mm的橡胶垫23；每组钢丝绳垫块21包括7根长度为100cm、规格为10cm×10cm的木方条，位于竖墙12的外表面最下部的两根木方条和位于竖墙12的外表面最上部的两根木方条为无缝拼接，位于竖墙面中部的三根木方条的间隔距离均为30～40cm；
进行起吊步骤时，采用平臂吊将准原型试验模型调入试验坑内。
在吊装本实用新型的隧道管节防水准原型试验模型时，在准原型试验模型的两侧竖墙的外表面上均垫设钢丝绳垫块，以免钢丝绳直接接触准原型试验模型，避免磨损准原型试验模型外表面上的防水涂层。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (5)
1.一种便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，包括由两个并列设置且外形几何尺寸和长度均相同的钢筋混凝土结构的隧道管节模型构成的试验模型和吊装胎架；每个所述隧道管节模型的底部自下而上依次设有防水底材和碎石混凝土垫层；其特征在于，
每个所述隧道管节模型包括底板、两侧竖墙和顶板，顶板的中部为水平板、水平板两端与两侧竖墙的顶端之间连接对称的斜板；两个隧道管节模型的相对面之间留有宽度为2cm的变形缝；两个隧道管节模型的相对面的底板的外侧和两侧竖墙的外侧均贴有橡胶止水带，顶板的外侧设置低弹模量聚氨酯密封胶；两个隧道管节模型的相对面的内侧设置一圈可卸式止水带；两个隧道管节模型的相对面的厚度中间设置一圈中埋钢边橡胶止水带；
两个所述隧道管节模型内的纵向钢筋在变形缝处连成一体；
所述吊装胎架包括托板、多根竖向钢筋、纵向加强件和两个吊绳导槽；
所述托板呈矩形且采用钢板制作，该托板的长和宽的尺寸比所述试验模型的底面的长和宽的尺寸均大20cm；
多根所述竖向钢筋以均布的方式焊接在托板的中部上表面，该多根竖向钢筋的上端从试验模型的底面下伸入试验模型中并与两个隧道管节模型的底板中的水平主钢筋弯钩连接，使托板贴附在试验模型的底面上，并使托板的四周沿试验模型的底面四周各伸出10cm；
所述纵向加强件由数根纵向焊接在所述托板的下表面的工字钢构成；
两个所述吊绳导槽横向焊接在数根工字钢的下表面并一一对应地位于两个隧道管节模型的横向中心线处。
2.根据权利要求1所述的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，其特征在于，每个所述隧道管节模型的底部的两侧边角及碎石混凝土垫层的两侧边角各自预埋一根角钢。
3.根据权利要求1所述的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，其特征在于，每个所述隧道管节模型的长、宽、高与实际工程隧道相应尺寸的比例大于1:10，每个隧道管节模型的底板的厚度、两侧竖墙的厚度和顶板的厚度均与实际工程隧道相应尺寸的比例大于1:2.6。
4.根据权利要求1所述的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，其特征在于，多根竖向钢筋以六排四列的方式布置在所述托板上。
5.根据权利要求1所述的便于吊装的隧道管节防水准原型试验模型，其特征在于，数根所述工字钢均分成三组，靠近所述托板的下表面两侧的两组工字钢的布置方式相同并以紧凑形式布置，位于托板的下表面中间的一组工字钢以松散形式布置。
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