[發(fā)明專利]埋地剛性壓力管道的內(nèi)水壓和外荷載聯(lián)合加荷試驗設備及試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610061079.8
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105571951B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 吳悅?cè)?/a>;樊雪蓮;葉源新;鄭國興;沈龐勇;鐘俊彬;汪洪濤;宣鋒;顧贇;陶哲峰;朱磊;王曉鵬;姚潔;張海鋒;王濤;徐英武;王建斌
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華毅管道有限公司;上海萬朗管業(yè)有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/10
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙)32104
• 代理人: 曹祖良,徐永雷

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種埋地剛性壓力管道的內(nèi)水壓和外荷載聯(lián)合加荷試驗設備及試驗方法，屬于管道承載能力試驗技術(shù)領域。

背景技術(shù)

埋地壓力管道在正常工作情況下一般需承受管道上部土壤的土荷載、地面上的車輛人群荷載等外荷載，以及管道內(nèi)部的內(nèi)水壓力。管道設計制造完成后，為了檢驗其承受內(nèi)水壓和外荷載的性能，需要進行結(jié)構(gòu)性能試驗。

目前業(yè)界對埋地壓力管道的結(jié)構(gòu)性能試驗一般采用抗裂內(nèi)水壓試驗或抗裂外荷載試驗（GB/T16752《混凝土和鋼筋混凝土排水管試驗方法》、GB/T15345《混凝土輸水管試驗方法》）。做抗裂內(nèi)水壓試驗時需要通過換算、把管道應承受的外荷載折算成內(nèi)水壓力，加上管道本應承受的內(nèi)水壓力，用兩者之和對管道進行抗裂內(nèi)水壓試驗；做抗裂外荷載試驗時同樣需要通過換算、把管道應承受的內(nèi)水壓力折算成外荷載，加上管道本應承受的外荷載，用兩者之和對管道進行抗裂外荷載試驗。

內(nèi)水壓和外荷載互相折算的原理是使混凝土受拉或受壓邊緣產(chǎn)生相等的應力，此時的內(nèi)水壓和外荷載的作用效應是相同的，因此可以相互轉(zhuǎn)換。在缺乏相應的試驗手段的情況下，經(jīng)換算的抗裂內(nèi)水壓試驗或抗裂外荷載試驗其結(jié)果也是可以被接受的，但必須認識到這樣的試驗并不完全符合管道在埋地、正常通水狀態(tài)下的實際情況。內(nèi)水壓力（不等于0時）對管道的作用效應在任何截面都是全斷面受拉，外荷載對管道的作用效應是管頂管底近似純彎、管側(cè)大偏心受壓。因此，管道的實際受力狀況是管頂管底軸心受拉疊加純彎、管側(cè)軸心受拉疊加大偏心受壓，而目前業(yè)界通常的試驗方法無法做到疊加的效果，盡管受拉或受壓邊緣能模擬出管道實際運行時的應力應變，但是管道實際運行時的沿管壁徑向的應力應變梯度卻是無法模擬出來，特別是對于有一定厚度的復合結(jié)構(gòu)的管道，特定位置的某種材料在管道實際運行的應力應變情況對管道安全運行是很重要的，但目前的試驗方法無法模擬出來。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種埋地剛性壓力管道的內(nèi)水壓和外荷載聯(lián)合加荷試驗設備及試驗方法，其操作簡單，試驗結(jié)果直觀真實。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案：埋地剛性壓力管道的內(nèi)水壓和外荷載聯(lián)合加荷試驗設備，包括外載荷試驗機和內(nèi)水壓試驗機，其特征在于：還包括兩節(jié)連接管；所述內(nèi)水壓試驗機水平放置在外載荷試驗機的試驗空間內(nèi)，內(nèi)水壓試驗機上用于裝在目標試驗管內(nèi)的水壓試驗機內(nèi)膽進行加長；所述的兩節(jié)連接管分別用于連接在目標試驗管兩端，兩節(jié)連接管的另一端分別用于連接內(nèi)水壓試驗機的兩端接口。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述外載荷試驗機包括上承壓梁、加荷油缸、加荷梁、拉桿和下承壓梁，上承壓梁與下承壓梁之間通過拉桿連接，所述加荷油缸一端連接在上承壓梁上，另一端向下連接加荷梁。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述連接管兩端的接口與目標試驗管兩端的接口相同，連接管為承插式柔性接口鋼管。

埋地剛性壓力管道的內(nèi)水壓和外荷載聯(lián)合加荷試驗方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）、采用水壓試驗機內(nèi)膽加長的內(nèi)水壓試驗機，將兩節(jié)連接管連接在目標試驗管的兩端，所述連接管采用承插式柔性接口鋼管；

（2）、將連接好的目標試驗管和兩節(jié)連接管共同套裝在內(nèi)水壓試驗機的水壓試驗機內(nèi)膽上，兩節(jié)連接管的另一端分別連接內(nèi)水壓試驗機的兩端接口；

（3）、采用外載荷試驗機，將裝好目標試驗管的內(nèi)水壓試驗機放在外載荷試驗機的試驗空間內(nèi)，內(nèi)水壓試驗機和目標試驗管保持水平放置；

（4）、同時啟動外載荷試驗機和內(nèi)水壓試驗機，進行內(nèi)水壓和外荷載聯(lián)合加載試驗。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：本發(fā)明操作簡單，克服了現(xiàn)有試驗方法只能單獨進行抗裂內(nèi)水壓試驗或抗裂外荷載試驗的缺陷，把兩種試驗有機結(jié)合起來，實現(xiàn)內(nèi)水壓試驗和外荷載試驗同時進行，能夠直觀地檢測埋地壓力管道在受內(nèi)水壓和外荷載的共同作用下的性能，真實模擬埋地壓力管道實際通水運行時管壁徑向各位置的應力應變情況，無需再進行內(nèi)水壓或外荷載的折算，適用于埋地壓力管道結(jié)構(gòu)設計理論和生產(chǎn)質(zhì)量的復核驗證，成為聯(lián)系理論和實踐的橋梁。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)及應用示意圖。

圖2為目標試驗管與兩節(jié)連接管的組裝情況示意圖。

圖3本發(fā)明實施例水壓試驗機內(nèi)膽加長的內(nèi)水壓試驗機的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。