[發(fā)明專利]盾構(gòu)隧道雙層襯砌結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)裝置及二次襯砌澆筑裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310192528.9
• 申請(qǐng)日: 2013-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN103257080A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何川;劉四進(jìn);王士民;晏啟祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/10
• 分類號(hào): G01N3/10
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 王澤云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)裝置，尤其涉及一種包括管片襯砌和二次襯砌的盾構(gòu)隧道雙層襯砌結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)裝置及二次襯砌澆筑裝置。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)外交通盾構(gòu)隧道承載結(jié)構(gòu)普遍使用單層裝配式管片襯砌作為永久支護(hù)。而隨著盾構(gòu)隧道使用年限的增加，管片襯砌將會(huì)出現(xiàn)襯砌環(huán)錯(cuò)臺(tái)、管片混凝土開裂、隧道局部滲漏水等病害現(xiàn)象，使盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能隨著服務(wù)年限的增加而產(chǎn)生損傷劣化，嚴(yán)重威脅隧道襯砌結(jié)構(gòu)的耐久性和長(zhǎng)期安全。在中國(guó)國(guó)內(nèi)交通隧道向深埋化、超長(zhǎng)化、超大斷面化發(fā)展的形勢(shì)下，單層裝配式管片襯砌已經(jīng)不能全方位、全壽命地滿足其正常使用要求，盾構(gòu)隧道單層管片襯砌裂損后施作二次襯砌加固維護(hù)的雙層襯砌結(jié)構(gòu)形式將逐漸賦予實(shí)際工程。

鑒于此，對(duì)管片襯砌長(zhǎng)期力學(xué)特性及裂損后二次襯砌組合受力特性的研究顯得尤為重要。在盾構(gòu)隧道管片襯砌力學(xué)性能試驗(yàn)研究方面，目前主要有原型管片整環(huán)加載力學(xué)試驗(yàn)裝置和基于相似理論的臥式模型試驗(yàn)裝置兩種，其中原型試驗(yàn)因費(fèi)用過高，無(wú)法考慮結(jié)構(gòu)加固及二次襯砌等方面的影響，難以進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用推廣；基于相似理論的臥式模型試驗(yàn)裝置過于簡(jiǎn)化，存在無(wú)法很好模擬管片襯砌接頭、管片拼裝等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種包括管片襯砌和二次襯砌的盾構(gòu)隧道雙層襯砌結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)裝置及二次襯砌澆筑裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述盾構(gòu)隧道雙層襯砌結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)臺(tái)架、加載裝置、管片襯砌和二次襯砌，所述試驗(yàn)臺(tái)架包括底梁、橫向反力梁和豎向反力梁，所述橫向反力梁為兩個(gè)并置于所述底梁上，所述豎向反力梁位于兩個(gè)所述橫向反力梁之間的上方；所述加載裝置包括橫向滑移梁、橫向千斤頂、豎向載荷傳遞梁和豎向千斤頂，所述橫向滑移梁為兩個(gè)，兩個(gè)所述橫向滑移梁置于所述底梁上并位于兩個(gè)所述橫向反力梁之間，所述橫向千斤頂位于其中一個(gè)所述橫向滑移梁與靠近的所述橫向反力梁之間，所述管片襯砌置于所述二次襯砌的上方，所述管片襯砌與所述二次襯砌組合構(gòu)成的盾構(gòu)隧道雙層襯砌結(jié)構(gòu)的兩端分別置于兩個(gè)所述橫向滑移梁的受力面上，所述豎向反力梁位于所述管片襯砌的正上方，所述豎向載荷傳遞梁置于所述管片襯砌中部的上表面上，所述豎向千斤頂置于所述豎向載荷傳遞梁和所述豎向反力梁之間。

上述結(jié)構(gòu)中，試驗(yàn)臺(tái)架對(duì)整個(gè)裝置起支撐作用，加載裝置用于實(shí)現(xiàn)對(duì)管片襯砌和二次襯砌進(jìn)行橫向方向（本行業(yè)通常稱為軸向方向）和豎直方向的增減壓力，并由橫向滑移梁和豎向載荷傳遞梁將集中力荷載轉(zhuǎn)換為分布于襯砌結(jié)構(gòu)加載部位的均勻荷載。

作為優(yōu)選，所述橫向千斤頂和所述豎向千斤頂均為液壓千斤頂，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；所述橫向千斤頂和所述豎向千斤頂均為兩個(gè)并分別并列排列，以實(shí)現(xiàn)更加均勻的荷載分布。

為了實(shí)現(xiàn)精確控制，所述豎向反力梁的下表面上設(shè)有用于監(jiān)測(cè)所述管片襯砌的位移量的激光位移傳感器，所述激光位移傳感器的信號(hào)輸出端與加載控制器的位移信號(hào)輸入端連接，所述加載控制器的控制輸出端分別與所述橫向千斤頂?shù)目刂戚斎攵撕退鲐Q向千斤頂?shù)目刂戚斎攵藢?duì)應(yīng)連接。

為了便于實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)用管片襯砌和二次襯砌的移動(dòng)及安放，所述橫向滑移梁的底部安裝有滑移小車，所述滑移小車置于所述底梁上；具體地，所述滑移小車包括小車面板、滾柱和滾柱擋板，所述滾柱設(shè)置在所述小車面板的下部并能夠自由滾動(dòng)，兩個(gè)所述滾柱擋板用于對(duì)所述滾柱限位并分別通過螺釘安裝于所述小車面板的兩端。

具體地，所述底梁為兩個(gè)，兩個(gè)所述底梁之間通過兩個(gè)連接梁連接；兩個(gè)所述橫向反力梁之間通過橫向拉桿固定連接；所述豎向反力梁的兩端分別與兩個(gè)所述底梁之間通過豎向拉桿固定連接。

本發(fā)明所述二次襯砌澆筑裝置包括拼裝模塊和混凝土擋板，所述拼裝模塊用于連接的連接側(cè)面為斜面，所述拼裝模塊上兩個(gè)對(duì)稱的連接側(cè)面為“八”字形結(jié)構(gòu)，多個(gè)所述拼裝模塊之間通過連接螺栓連接為一體形成拼裝模塊組合體，多個(gè)所述混凝土擋板安裝于所述拼裝模塊組合體的外側(cè)并形成用于混凝土填充的澆筑腔體；相鄰的所述拼裝模塊之間設(shè)有楔形橡膠襯墊，兩個(gè)豎直方向排列的所述連接螺栓穿過所述楔形橡膠襯墊。拼裝模塊間通過連接螺栓和楔形橡膠襯墊連接，可通過調(diào)整螺栓松緊實(shí)現(xiàn)不同連接角度以擬合多種管片襯砌曲線，從而可實(shí)現(xiàn)不同尺寸、不同曲率盾構(gòu)隧道二次襯砌澆注。

為了便于澆筑施工，所述澆筑裝置還包括模板支撐千斤頂和模板支撐墊塊，多個(gè)所述模板支撐墊塊安裝于所述模板支撐千斤頂?shù)纳厦娌⒅糜谒銎囱b模塊的下面。

本發(fā)明的有益效果在于：