CN220437778U - 一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置，包括支撑平台，所述支撑平台上设有旋转单元，所述旋转单元能够沿竖直方向转动，所述旋转单元上设有伸缩单元，伸缩单元的输出端设有弧形支撑单元，所述伸缩单元用于驱动弧形支撑单元沿隧道模型的径向移动，所述支撑平台上还设有滑动单元，所述滑动单元用于驱动支撑平台沿隧道模型轴向移动。本实用新型能够对搭建的隧道模型进行内支撑，避免隧道出现垮塌，同时还能够对隧道模型进行施加压力，保证模拟隧道上的土体密实度等性质达到预定要求。

Description

一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置

技术领域

本实用新型涉及隧道模拟试验装置技术领域，具体涉及一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置。

背景技术

为深入研究隧道结构受力关系、构件受力情况等，科研人员开始从试块试验进入隧道模型试验，拱形隧道结构模型得到规模化应用，但是在结构模型填土模拟现场工况时存在模型失稳，或者由于支撑力不足而导致底部垮塌等问题，严重影响了试验的正常开展和科研人员的安全，因此设计一种支撑装置解决上述实际问题是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，目的在于提供一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置，能够对搭建的隧道模型进行内支撑，避免隧道出现垮塌，同时还能够对隧道模型进行施加压力，保证模拟隧道上的土体密实度等性质达到预定要求。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置，包括支撑平台，所述支撑平台上设有旋转单元，所述旋转单元能够沿竖直方向转动，所述旋转单元上设有伸缩单元，伸缩单元的输出端设有弧形支撑单元，所述伸缩单元用于驱动弧形支撑单元沿隧道模型的径向移动，所述支撑平台上还设有滑动单元，所述滑动单元用于驱动支撑平台沿隧道模型轴向移动。

进一步地，所述支撑平台的顶部还设有立柱，所述旋转单元与所述立柱连接；

所述立柱的顶部设有支撑杆，所述支撑杆上也设有弧形支撑单元。

进一步地，所述旋转单元包括固定块、活动盘以及转轴，所述固定块底部与支撑平台连接，固定块的侧壁与所述立柱固定，所述转轴与所述固定块转动连接，所述活动盘套设在转轴上，活动盘能够绕着转轴的轴线转动，所述伸缩单元与所述活动盘连接。

进一步地，所述活动盘上还设有若干定位孔，所述定位孔沿活动盘圆心呈环形阵列分布，所述固定块上设置有若干与定位孔一一对应的连接孔，所述定位孔均设有螺栓，所述螺栓的螺杆依次贯穿定位孔和连接孔后与螺母连接。

进一步地，所述弧形支撑单元包括弧形垫片、支撑架，所述伸缩单元和支撑杆分别与支撑架连接，所述弧形垫片固定在所述支撑架上。

进一步地，所述支撑平台上还设有固定支撑块，所述固定支撑块上设有斜边，所述弧形垫片的端部位于斜边上。

进一步地，所述滑动单元包括支撑腿、滑轮以及与滑轮匹配的轨道，所述支撑腿固定在所述支撑平台上，所述支撑腿的底部设有凹槽，所述滑轮安装在所述凹槽内，所述轨道用于铺设在隧道模型内，所述滑轮能够在轨道上滚动。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型，利用设置的弧形支撑单元能够对模拟的隧道模型进行内支撑，避免了隧道由于支撑力不足而导致塌陷的情况发生，维持隧道模型结构的稳定性，保证顺利制作模型，同时在对隧道进行填土时，利用设置的伸缩单元能够驱动弧形支撑单元对隧道内施加压力，使得土体密实度等性质达到预定要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型图1中A-A剖面图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1、支撑腿；3、支撑平台；4、外六方螺钉；5、固定支撑块；6、弧形垫片；8、支撑架；9、伸缩单元；11、活动盘；12、支撑杆；13、轨道；14、立柱；15、固定块；16、滑轮。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1至图2所示，本实用新型，包括支撑平台3，所述支撑平台3上设有旋转单元，所述旋转单元能够沿竖直方向转动，所述旋转单元上设有伸缩单元9，伸缩单元9的输出端设有弧形支撑单元，所述伸缩单元9用于驱动弧形支撑单元沿隧道模型的径向移动，所述支撑平台3上还设有滑动单元，所述滑动单元用于驱动支撑平台3沿隧道模型轴向移动。

针对现有技术中在对隧道模型搭建过程中，在对隧道模型进行填土时容易存在模型失稳，或者由于隧道内部支撑力不足而导致隧道坍塌等问题，影响到了隧道模拟试验的正常开展和科研人员的安全，为此，本技术方案在支撑平台3上设置有旋转单元，旋转单元用于调节伸缩单元9在模拟拱形隧道内的倾斜角度，从而使得伸缩单元9上的弧形支撑单元能够满足不同大小的模拟隧道使用，本技术方案在完成对模拟隧道模型空骨架的搭建后，利用设置的滑动单元将支撑平台3推入至搭建的模型空骨架内，然后利用设置的旋转单元调节弧形支撑单元在模拟隧道内的倾斜角度，然后利用设置的伸缩单元9驱动弧形支撑单元在模拟的隧道内沿隧道径向移动，迫使弧形支撑单元定在隧道模型空骨架上，最后在对模拟的隧道模型进行填土，在填土过程中阶段性的提高伸缩单元的压力来保持土体的稳定，并且在完成填土后，通过安装在隧道内的伸缩单元配合外部施加压力，使土体密实度等性质达到预定要求；最后在完成隧道模拟试验后，利用设置的伸缩单元9驱动弧形支撑单元往回移动，移除弧形支撑单元对隧道模拟的支撑力后，利用设置的滑动单元将本装置从模拟的隧道内移出。

所述支撑平台3的顶部还设有立柱14，所述旋转单元与所述立柱14连接；所述立柱14的顶部设有支撑杆12，所述支撑杆12上也设有弧形支撑单元。

本实施例中为了提高对模拟隧道内的支撑力度，故在支撑平台3的中央处设置有立柱14，立柱14上还设置有支撑杆12，支撑杆12的底部通过法兰盘与立柱14的顶部连接，方便支撑杆12与立柱14之间的快速装卸，并且能够根据模拟隧道的洞口大小来选择与其相匹配的支撑杆12长度，保证支撑杆12上连接的弧形支撑单元能够对模拟隧道的内顶处进行支撑，本实施例中，设置的支撑杆12上的弧形支撑单元在使用的过程中无需对模拟隧道进行施压，其只是对隧道进行支撑，在对隧道进行填土的过程中，通过支撑杆12两侧的伸缩单元9对隧道进行施加压力。

在另一种实施例中，支撑杆12与弧形支撑单元之间也设置有伸缩单元9，伸缩单元9为液压缸，利用伸缩单元9也能够调节支撑杆12上的弧形支撑单元在竖直方向上的位置，从而达到对模拟隧道进行施加压力的目的，试验人员可以根据实际的模拟需要来选择性使用。

所述旋转单元包括固定块15、活动盘11以及转轴，所述固定块15底部与支撑平台3连接，固定块15的侧壁与所述立柱14固定，所述转轴与所述固定块15转动连接，所述活动盘11套设在转轴上，活动盘11能够绕着转轴的轴线转动，所述伸缩单元9与所述活动盘11连接。

本实施例中为了实现对设置在支撑杆12两侧的伸缩单元9在竖直方向上倾斜角度的调节，故设置了固定块15、活动盘11以及转轴，其中设置的固定块15通过焊接的方式与支撑平台3的顶部以及立柱14的侧壁连接，使得固定块15能够稳定固定在支撑平台3上，设置的转轴通过轴承与固定块15转动连接，使得转轴能够在固定块15上绕着自身的轴线转动，设置的伸缩单元9与活动盘11焊接，且活动盘11固定在转轴上，从而使得活动盘11能够在固定块15上绕着转轴轴线转动，从而实现了对伸缩单元9上的弧形支撑单元倾斜角度的调节。

所述活动盘11上还设有若干定位孔，所述定位孔沿活动盘11圆心呈环形阵列分布，所述固定块15上设置有若干与定位孔一一对应的连接孔，所述定位孔均设有螺栓，所述螺栓的螺杆依次贯穿定位孔和连接孔后与螺母连接。

本实施例中，在完成对伸缩单元9角度的调节后，为了保证伸缩单元9能够稳定固定在固定块15上，故在活动盘11上设置有若干的定位孔，以及在固定块15上设置有若干与定位孔一一对应的连接孔，由于在对伸缩单元9倾斜角度调节时，无需太高的精度，只需要伸缩单元9满足一定的倾斜范围即可，因此，在对伸缩单元9的倾斜角度调节时，在满足伸缩单元9在一定的倾斜范围内，并保证活动盘11上的定位孔与故挡块15上的连接孔一一对应后，利用螺栓与螺母将活动盘11稳定固定在固定块15上，从而避免了伸缩单元9在使用的过程中自由转动的情况发生。

所述弧形支撑单元包括弧形垫片6、支撑架8，所述伸缩单元9和支撑杆12分别与支撑架8连接，所述弧形垫片6固定在所述支撑架8上。

本实施例中的弧形支撑单元利用设置的弧形垫片6对模拟的隧道空骨架进行内支撑，并且保证了弧形垫片6能够与搭建的隧道空骨架具有较大的接触面积；设置的支撑架8分别通过法兰盘与伸缩单元9的输出端以及支撑杆12的顶部连接，保证了弧形支撑单元使用过程中的稳定性。

所述支撑平台3上还设有固定支撑块5，所述固定支撑块5上设有斜边，所述弧形垫片6的端部位于斜边上。

本实施例中为了提高两侧伸缩单元9上的弧形支撑单元的稳定性，故在支撑平台3上还设置有固定支撑块5，固定支撑块5通过外六方螺钉4与支撑平台3的顶部固定，并且保证固定支撑块5的侧壁与搭建的模拟隧道内壁接触，利用固定支撑块5的侧壁也能够对隧道内壁进行支撑；同时，固定支撑块5上还设置有斜边，在安装位于隧道两侧的弧形支撑单元时，先将固定支撑块5安装在支撑平台3上，然后在依次安装伸缩单元9、弧形支撑单元，并且保证弧形支撑单元的弧形垫片6的下端处与固定支撑块5的斜边接触，利用固定支撑块5的斜边对弧形垫片6进行支撑和导向，从而提高了弧形支撑单元的稳定性；同时，本实施例中的固定支撑块5具有不同尺寸大小的规格，保证设置的弧形支撑单元在倾斜角度改变时，设置的固定支撑块5能够继续对弧形垫片6进行支撑。

所述滑动单元包括支撑腿1、滑轮16以及与滑轮16匹配的轨道13，所述支撑腿1固定在所述支撑平台3上，所述支撑腿1的底部设有凹槽，所述滑轮16安装在所述凹槽内，所述轨道13用于铺设在隧道模型内，所述滑轮16能够在轨道13上滚动。

本实施例中，为了保证本装置能够顺利放置在搭建的隧道模型内，故设置有滑动单元，使用时，先将轨道铺设在搭建好的隧道空骨架内，然后将本装置的滑轮16安装在轨道13上，推动支撑平台3在轨道13上移动，从而方便将本装置移动至待支撑的隧道模型内；同理，当完成隧道模拟试验后，利用滑动单元能够快速将本装置从隧道内移出。

在另一实施例中，设置的支撑腿1上还设置有电机，电机的输出端与滑轮16连接，利用电机能够实现对支撑平台3在轨道13上的自动移动。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置，其特征在于，包括支撑平台(3)，所述支撑平台(3)上设有旋转单元，所述旋转单元能够沿竖直方向转动，所述旋转单元上设有伸缩单元(9)，伸缩单元(9)的输出端设有弧形支撑单元，所述伸缩单元(9)用于驱动弧形支撑单元沿隧道模型的径向移动，所述支撑平台(3)上还设有滑动单元，所述滑动单元用于驱动支撑平台(3)沿隧道模型轴向移动。

2.根据权利要求1所述的一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置，其特征在于，所述支撑平台(3)的顶部还设有立柱(14)，所述旋转单元与所述立柱(14)连接；

所述立柱(14)的顶部设有支撑杆(12)，所述支撑杆(12)上也设有弧形支撑单元。

3.根据权利要求2所述的一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置，其特征在于，所述旋转单元包括固定块(15)、活动盘(11)以及转轴，所述固定块(15)底部与支撑平台(3)连接，固定块(15)的侧壁与所述立柱(14)固定，所述转轴与所述固定块(15)转动连接，所述活动盘(11)套设在转轴上，活动盘(11)能够绕着转轴的轴线转动，所述伸缩单元(9)与所述活动盘(11)连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置，其特征在于，所述活动盘(11)上还设有若干定位孔，所述定位孔沿活动盘(11)圆心呈环形阵列分布，所述固定块(15)上设置有若干与定位孔一一对应的连接孔，所述定位孔均设有螺栓，所述螺栓的螺杆依次贯穿定位孔和连接孔后与螺母连接。

5.根据权利要求2所述的一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置，其特征在于，所述弧形支撑单元包括弧形垫片(6)、支撑架(8)，所述伸缩单元(9)和支撑杆(12)分别与支撑架(8)连接，所述弧形垫片(6)固定在所述支撑架(8)上。

6.根据权利要求5所述的一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置，其特征在于，所述支撑平台(3)上还设有固定支撑块(5)，所述固定支撑块(5)上设有斜边，所述弧形垫片(6)的端部位于斜边上。

7.根据权利要求1所述的一种用于拱形隧道结构模型试验填土装配式支撑装置，其特征在于，所述滑动单元包括支撑腿(1)、滑轮(16)以及与滑轮(16)匹配的轨道(13)，所述支撑腿(1)固定在所述支撑平台(3)上，所述支撑腿(1)的底部设有凹槽，所述滑轮(16)安装在所述凹槽内，所述轨道(13)用于铺设在隧道模型内，所述滑轮(16)能够在轨道(13)上滚动。