[發明專利]一種用于盾構管片和直梁試驗加載裝置

在審

• 申請號: 201610051650.8
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105651614A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 周佳媚;張遷;蒙國往;曹國棟;王英學;全曉娟;馬敏;馮天煒;常效境;劉歡;戴龍欽;余樂;周生波;張雨帆
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本發明涉及實驗設備,尤其是一種用于盾構管片和直梁試驗加載裝置。

背景技術

目前隨著國內地鐵的迅速發展，盾構隧道管片的使用也愈來愈廣泛。但用這種單層襯砌 作為永久支護尤其要注意防水、裂縫開展等，所以對管片自身性能的要求也越來越高，越 來越注重管片各方面的綜合性能。基于這些要求，各類能有效限制裂縫開展、綜合性能高 的特性管片將逐漸運用到實際工程中。

鑒于此，對于各類管片性能的試驗研究就顯得尤為重要。目前，對于盾構管片力學性能 試驗的各類試驗裝置還顯得比較單一且精度不高。

發明內容

本發明的目的就在于為解決上述問題而提供一種用于盾構管片和直梁試驗加載裝置。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于盾構管片和直梁試驗加載裝置，包括試驗臺架和數據采集系統；其中:試驗臺 架具有臺架底座,四根立柱置于臺架底座四角上,臺架底座的臺面上置有導槽,一對滑動 支座通過兩個滑動滾軸在試驗臺架底座上的軌道上實現橫向滑動，滑動支座與臺架底座橫 向反力梁間設置有水平千斤頂,以對試樣提供橫向加載；“H”形豎向反力梁套置在臺架底 座的四根立柱上,并通過螺栓可升降地選擇適當的高度位置在四根立柱上固定；豎向加載 板的上部兩個豎向千斤頂設置在“H”形豎向反力梁的中梁與豎向加載板之間,通過加載板 下部的加載滾軸對試樣提供豎向加載；數據采集系統包括設置在水平千斤頂頂部的水平壓 力傳感器、豎向千斤頂上部的豎向壓力傳感器和設置在臺架底座中間凹槽內的激光位移傳 感器和帶刻度的高精度攝像頭。

本發明的橫向千斤頂和豎向千斤頂均為液壓千斤頂，利用中央控制系統控制油站加壓， 并且采用并列對稱布置，能夠更均勻更精確的加壓。每個滑動支座底下均有兩個滑動滾軸， 可在試驗臺架底座上的軌道上標準橫向滑動，有效的控制管片或梁擺放在試驗臺架上正確 的位置并在加壓過程中克服偏壓現象。

為適應不同的試樣和加載方式下，加載板的底部具有“T”形槽,一個或一個以上置有 三角加載頭的活動滑板置有置于“T”形槽內，活動滑板可沿“T”形槽水平滑動。加載滾 軸插放在三角加載頭的軸孔內，使用者可根據不同的使用場合配置出相應的加載機構。

為了試驗便于管片或梁的裝卸，本發明豎向千斤頂固定于豎向加載板上，豎向加載 板左右2端由兩個升降繩索通過滑輪連至頂端“H”形梁上的電動機，可系統控制其升降。

為了便于實驗數據的準確完整的采集，本發明在管片或則梁的底部以及前后兩側均配置 一個帶刻度的高精度攝像頭記錄整個實驗過程和裂縫的開展，并在底部和左右兩側配置五 個激光位移傳感器可以測出兩端及底部的位移。

為了便于管片和梁底部數據的采集，本發明會將試驗臺架底座的中部做成一個凹槽以 利于帶刻度的高精度攝像頭和激光位移傳感器安放至最佳位置。

水平壓力傳感器位于滑動支座與水平千斤頂之間，豎向壓力傳感器位于豎向千斤頂與 試驗臺架頂端可升降“H”形豎向反力梁之間。

為了便于試驗臺架在管片和大梁這些高差太大的加載物中切換試驗，本發明會將試驗臺 架頂部的“H”形豎向反力梁四角連上吊索通過滑輪連到立柱上的電動機，并在四根立柱側 面預先在1.4m、1.7m、2m處留下鎖定孔，使其能沿四根立柱上下升降并固定。

為了便于不同尺寸管片與大梁的跨中加載與三分點加載的切換，本發明將在豎向加載 板中嵌入兩個活動滑板，使其可在豎向加載板側面抽拉，用以完成加載滾軸位置的變動。

本發明的優點在于：

本試驗裝置能夠利用液壓千斤頂精確導入水平力和豎向壓力，有效的到達設計的彎矩 和軸力，并且能夠通過滑動支座的可控水平滑動使試驗條件與理論設計達到一致，加上可 上下升降的可在三分點加載和跨中加載切換的豎向加載板和臺架頂部可升降“H”形豎向反 力梁，使得本裝置可在管片和梁的三分點加載與跨中加載實驗中靈活切換；其試驗臺架底 座的改造以及壓力傳感器、帶刻度的高精度攝像頭、激光位移傳感器使得該實驗裝置可以 測得一套全面且精確的數據，更接近試驗預期。

附圖說明

圖1是本發明盾構管片和直梁試驗加載裝置的立體結構圖。

圖2是圖1的縱向剖視圖。

圖3是本發明裝置用于盾構隧道管片三分點加載的試驗裝置的主視圖；

圖4是本發明裝置用于盾構隧道管片跨中加載的試驗裝置的主視圖；