CN209624027U - 类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，包括中心反力装置，由反力架和第一调节支座组成，反力架位于盾构管片的内侧，第一调节支座连接在反力架的底部；加载施力装置，由多个作用于盾构管片的加载机构和多个水平分布的传力件组成，多个加载机构间隔分布，且围设在盾构管片的外侧，传力件的一端连接在对应加载机构上，传力件的另一端连接在反力架上；优点是操作方便且能有效测试类矩形盾构管片的性能。

Description

类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置

技术领域

本实用新型涉及隧道盾构技术领域，尤其涉及到一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置。

背景技术

近几年来，随着城市地下空间利用力度的不断加大，盾构施工技术以其对周边环境影响小、安全性高、成型质量高和施工进度快的优势被广泛的应用在各种地下工程中，已成为地铁隧道工程、市政管线工程等地下大型工程的主要施工方法。

在新的隧道衬砌应用于实际工程之前，需对其所使用的盾构管片进行结构受力分析与试验。目前隧道衬砌试验研究分为管片试验和整环试验两大类，1:1原型衬砌整环结构试验是研究结构性能的最有效手段，国内外以往的隧道衬砌整环试验大多为圆形盾构隧道衬砌整环试验，而针对类矩形盾构隧道的衬砌整环试验较少。类矩形盾构隧道与圆形盾构隧道在平面布置方面较为不同，其断面分为大曲率半径段及小曲率半径段，为在不同曲率半径段施加不同效果的荷载，其试验加载装置需要进行针对性的平面布置，因此这对类矩形盾构管片的试验加载装置提出了更高的要求。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，其操作方便且能有效测试类矩形盾构管片的性能。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，包括

中心反力装置，由反力架和第一调节支座组成，所述的反力架位于盾构管片的内侧，所述的第一调节支座连接在所述的反力架的底部；

加载施力装置，由多个作用于盾构管片的加载机构和多个水平分布的传力件组成，多个所述的加载机构间隔分布，且围设在盾构管片的外侧，所述的传力件的一端连接在对应所述的加载机构上，所述的传力件的另一端连接在所述的反力架上。

每个所述的加载机构包括加载梁和加载件，所述的加载梁的底部连接有第二调节支座，且所述的加载梁紧贴盾构管片的外侧壁，所述的加载件固定在所述的加载梁上，所述的传力件连接在所述的加载件与所述的反力架上。该结构中，第二调节支座用于调节加载梁的高度，从而使传力件始终处于水平状态，另外根据受力平衡的条件，通过传力件的辅助为加载梁提供锚固点，从而在加载过程中为加载梁提供平衡的反力，进而使得反力架与加载梁形成施力整体，确保顶力能够通过加载梁作用于盾构管片上，以此达成试验加载目的。

所述的加载件为千斤顶，且所述的加载件的数量为两个，两个所述的加载件上下对称分布。该结构中采用千斤顶，工作稳定，在每个加载机构中，加载件为上下间隔分布，使得加载梁能够受力均匀，使得施加于盾构管片的荷载也较为均匀，从而试验结果更为可靠。

所述的传力件为钢绞线、钢筋、钢管或由钢绞线、钢筋和钢管组成的复合件。其好处在于便于加载件与反力架连接，利于试验的进行。

所述的反力架由上下两个间隔设置的框架和固定在两个所述的框架之间的连接梁组成，所述的框架与所述的传力件固定。该结构中，采用此种结构的反力架，使得上下两个框架均有传力件连接施力，使得在试验的过程中，加载梁受力均匀，另外能够为加载梁提供足够的反力，便于试验加载。

所述的框架包括两个直线构件和两个圆弧构件，两个所述的直线构件平行分布，两个所述的圆弧构件分别连接在两个所述的直线构件之间，使得两个所述的直线构件和两个所述的圆弧构件封闭围合。该结构中，采用此种结构的框架与盾构管片的内侧轮廓相似，从而便于试验加载，使试验结果更为精确。

所述的直线构件长度不小于4000mm，所述的直线构件的纵截面尺寸不小于200mm×200mm，所述的圆弧构件曲率半径不小于1000mm，所述的圆弧构件的纵截面尺寸不小于200mm×200mm，且所述的直线构件和所述的圆弧构件通过螺栓连接。由此使框架为一整体，结构更为稳定，采用直线构件和圆弧构件拼接的形式使整个框架与盾构管片的中轴线在曲线段形状一致，在直线段形状相似，使得反力架的稳定性得到增强。

所述的直线构件的内壁上固定有楔形块，所述的传力件的一端固定在所述的楔形块上。该结构中，采用楔形块能够调整传力件向盾构管片的施力方向，在实际试验中，直线构件与传力件是斜交的，圆弧构件与传力件则是垂直相交的，从而加载件的顶力中心分别指向各区段管片圆心，以此确保顶力垂直于于盾构管片进行加载。

所述的第二调节支座的底部设置有用于与地面接触的钢珠。该结构中，盾构管片的下端也放有底部设置钢珠的支座，钢珠的滚动使得第二调节支座能够在平面内移动，其主要目的是在加载过程中允许第二调节支座带动加载梁构与盾构管片能够共同运动，进而允许结构变形的自由发展。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：中心反力装置由反力架和第一调节支座组成，反力架在试验过程中始终处于固定位置，第一调节支座则用于调节反力架的高度；加载施力装置由多个作用于盾构管片的加载机构和多个水平分布的传力件组成，加载机构通过传力件与反力架连接，当加载机构施力时，将力通过传力件传递给反力架，由于反力架是始终固定的，根据受力平衡的条件，传力件加载过程中为加载机构提供平衡的反力，进而使得反力架与加载机构形成施力整体，确保顶力最终施加于盾构管片上，以此达成试验加载目的；本实用新型操作方便且能有效测试类矩形盾构管片的性能。

附图说明

图1是本实用新型的俯视图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3为本实用新型中框架的结构示意图；

图4为本实用新型图3中A处的局部放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对实用新型作进一步详细描述。

实施例一：如图所示，一种类矩形盾构管片7用水平张拉试验加载装置，包括

中心反力装置1，由反力架3和第一调节支座4组成，反力架3位于盾构管片7的内侧，第一调节支座4连接在反力架3的底部；

加载施力装置2，由多个作用于盾构管片7的加载机构5和多个水平分布的传力件6组成，多个加载机构5间隔分布，且围设在盾构管片7的外侧，传力件6的一端连接在对应加载机构5上，传力件6的另一端连接在反力架3上。

本实施例中，每个加载机构5包括加载梁51和加载件52，加载梁51的底部连接有第二调节支座53，且加载梁51紧贴盾构管片7的外侧壁，加载件52固定在加载梁51上，传力件6连接在加载件52与反力架3上。加载机构5的数量不少于20个，为保证施加荷载的灵活性，对加载机构5进行分组，分组组数不少于3组，在试验过程中需要对不同组的加载机构5施加不同大小的顶力，进而使得结构内力大小达到试验要求。此外，加载梁51构件宽度不少于1000mm，高度不少于200mm，其材料屈服强度不小于235Mpa，以此保证在设计试验荷载条件下加载梁51不会失效，且能将荷载均匀、稳定的传至试验盾构管片7上.

本实施例中，加载件52为千斤顶，且加载件52的数量为两个，两个加载件52上下对称分布。

本实施例中，传力件6为钢绞线、钢筋、钢管或由钢绞线、钢筋和钢管组成的复合件。传力件6的长度不小于3000mm，材料屈服强度不小于235Mpa。

本实施例中，反力架3由上下两个间隔设置的框架31和固定在两个框架31之间的连接梁32组成，框架31与传力件6固定。

本实施例中，框架31包括两个直线构件34和两个圆弧构件35，两个直线构件34平行分布，两个圆弧构件35分别连接在两个直线构件34之间，使得两个直线构件34和两个圆弧构件35封闭围合。

本实施例中，直线构件34长度不小于4000mm，直线构件34的纵截面尺寸不小于200mm×200mm，圆弧构件35曲率半径不小于1000mm，圆弧构件35的截面尺寸不小于200mm×200mm，且直线构件34和圆弧构件35通过螺栓连接。

本实施例中，直线构件34的内壁上固定有楔形块33，传力件6的一端固定在楔形块33上。

本实施例中，第二调节支座53的底部设置有用于与地面接触的钢珠。

本实施例中，盾构管片7的底部连接有设置有钢珠的支座。

实施例二：如图所示，一种采用类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置的加载方法，包括以下步骤，

S1：将反力架3置于第一调节支座4上；

S2：将盾构管片7置于反力架3的外围，并在盾构管片7的底部安装带有钢珠的支座；

S3：将第二调节支座53沿盾构管片7的外侧轮廓布置，加载梁51置于第二调节支座53上，且紧贴盾构管片7的外壁，随后将加载件52固定在加载梁51上；

S4：将传力件6的一端与加载件52连接，传力件6的另一端则固定在反力架3上；

S5：安装完毕后，加载件52缓慢施加载荷，直到达到预先设定的要求。

Claims (9)

1.一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，其特征在于：包括

中心反力装置，由反力架和第一调节支座组成，所述的反力架位于盾构管片的内侧，所述的第一调节支座连接在所述的反力架的底部；

加载施力装置，由多个作用于盾构管片的加载机构和多个水平分布的传力件组成，多个所述的加载机构间隔分布，且围设在盾构管片的外侧，所述的传力件的一端连接在对应所述的加载机构上，所述的传力件的另一端连接在所述的反力架上。

2.根据权利要求1所述的一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，其特征在于：每个所述的加载机构包括加载梁和加载件，所述的加载梁的底部连接有第二调节支座，且所述的加载梁紧贴盾构管片的外侧壁，所述的加载件固定在所述的加载梁上，所述的传力件连接在所述的加载件与所述的反力架上。

3.根据权利要求2所述的一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，其特征在于：所述的加载件为千斤顶，且所述的加载件的数量为两个，两个所述的加载件上下对称分布。

4.根据权利要求1所述的一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，其特征在于：所述的传力件为钢绞线、钢筋、钢管或由钢绞线、钢筋和钢管组成的复合件。

5.根据权利要求1所述的一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，其特征在于：所述的反力架由上下两个间隔设置的框架和固定在两个所述的框架之间的连接梁组成，所述的框架与所述的传力件固定。

6.根据权利要求5所述的一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，其特征在于：所述的框架包括两个直线构件和两个圆弧构件，两个所述的直线构件平行分布，两个所述的圆弧构件分别连接在两个所述的直线构件之间，使得两个所述的直线构件和两个所述的圆弧构件封闭围合。

7.根据权利要求6所述的一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，其特征在于：所述的直线构件长度不小于4000mm，所述的直线构件的纵截面尺寸不小于200mm×200mm，所述的圆弧构件曲率半径不小于1000mm，所述的圆弧构件的纵截面尺寸不小于200mm×200mm，且所述的直线构件和所述的圆弧构件通过螺栓连接。

8.根据权利要求6所述的一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，其特征在于：所述的直线构件的内壁上固定有楔形块，所述的传力件的一端固定在所述的楔形块上。

9.根据权利要求2所述的一种类矩形盾构管片用水平张拉试验加载装置，其特征在于：所述的第二调节支座的底部设置有用于与地面接触的钢珠。