[發(fā)明專利]一種管片接頭的抗彎試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710064014.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-04
• 公開（公告）號(hào): CN106840915B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊欠偉;張弛;楊正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海盾構(gòu)設(shè)計(jì)試驗(yàn)研究中心有限公司;上海隧道工程有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/20
• 分類號(hào): G01N3/20
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種管片接頭的抗彎試驗(yàn)裝置，包括左反力架、右反力架、填充墊塊、多組施力機(jī)構(gòu)、液壓加載系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)；其中，左反力架和右反力架相對(duì)安置且結(jié)構(gòu)對(duì)稱相同，填充墊塊分別塞置于管片接頭的兩側(cè)與左反力架和右反力架之間，將管片接頭夾固于左反力架與右反力架之間，多組施力機(jī)構(gòu)分布于管片接頭的兩側(cè)方，連接左反力架和右反力架且施加向內(nèi)的縱向拉力，液壓加載系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)控制該多組施力機(jī)構(gòu)對(duì)左反力架和右反力架加載形成對(duì)管片接頭處的彎矩其中，Ni為各施力機(jī)構(gòu)的縱向拉力，Li為各施力機(jī)構(gòu)與管片接頭的橫向距離，I為施力機(jī)構(gòu)的數(shù)量。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、精確度高的優(yōu)點(diǎn)，適用于各種管片各種工況下的管片接頭抗彎試驗(yàn)，尤其能夠勝任大彎矩下管片接頭的抗彎試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，具體涉及一種管片接頭的抗彎試驗(yàn)裝置及方法，屬于檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隧道工程中，實(shí)際工程和結(jié)構(gòu)的原型尺寸一般較大且較為復(fù)雜，其力學(xué)性能和受力機(jī)理往往無法通過對(duì)結(jié)構(gòu)直接進(jìn)行研究而獲得，而必須采用模型試驗(yàn)，即：借助于模型，根據(jù)相似原理和相似準(zhǔn)則進(jìn)行試驗(yàn)，從而得到結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和性能，為隧道的設(shè)計(jì)和施工提供試驗(yàn)依據(jù)。隧道結(jié)構(gòu)在施工中由于構(gòu)造以及施工技術(shù)等原因存在管片接頭，管片接頭的連接方式有多種，通常采用的有螺栓接頭、無連接件接頭、插入式接頭、銷插式接頭以及一些其他的連接形式。管片接頭為隧道的薄弱部位，通過試驗(yàn)得到其基本受力性能和極限承載力，就顯得尤為重要。

隧道管片在外側(cè)水土壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生環(huán)向軸壓力和彎矩。對(duì)管片接頭力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，通常會(huì)采用在距離管片接頭一定偏心距的一側(cè)表面位置處加一集中的荷載軸力，在管片接頭處產(chǎn)生彎矩的方式，從而來模擬管片接頭處受到軸力和彎矩作用的情況。然而，當(dāng)管片尺寸較大或彎矩較大時(shí)，荷載就需要一個(gè)很大的力，這對(duì)于加載反力裝置有很高的要求；此外盾構(gòu)管片往往有一定弧度，由盾構(gòu)管片兩端加載試驗(yàn)力時(shí)，很難保證偏心距對(duì)接頭處的截面中心為一理想值，從而導(dǎo)致試驗(yàn)加載情況與盾構(gòu)管片接頭的實(shí)際受力情況存在一定偏差，影響了試驗(yàn)結(jié)果的可靠度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有管片接頭抗彎試驗(yàn)裝置試驗(yàn)結(jié)果不可靠、適應(yīng)范圍不廣的缺陷，提供一種管片接頭的抗彎試驗(yàn)裝置及方法，采用偏心加軸力的方法實(shí)現(xiàn)彎矩加載，并通過改變不同偏心距上的加載力實(shí)現(xiàn)對(duì)軸力與彎矩的控制，從而能夠很好的模擬不同工況下管片上所受的加載負(fù)荷，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和抗彎試驗(yàn)裝置的工況適應(yīng)范圍。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來解決其技術(shù)問題的：

一種管片接頭的抗彎試驗(yàn)裝置，包括左反力架、右反力架、填充墊塊、多組施力機(jī)構(gòu)、液壓加載系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)；所述左反力架和右反力架相對(duì)安置且結(jié)構(gòu)對(duì)稱相同，所述填充墊塊分別塞置于所述管片接頭的兩側(cè)與所述左反力架和右反力架之間，以將該管片接頭夾固于所述左反力架與右反力架之間，所述多組施力機(jī)構(gòu)的數(shù)量為I組，分布于所述管片接頭的兩側(cè)方，該多組施力機(jī)構(gòu)連接所述左反力架和右反力架且對(duì)該左反力架和右反力架施加向內(nèi)的縱向拉力，各施力機(jī)構(gòu)的縱向拉力為Ni，各施力機(jī)構(gòu)與所述管片接頭的橫向距離為L(zhǎng)i，所述液壓加載系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)分別連接各施力機(jī)構(gòu)并控制該多組施力機(jī)構(gòu)對(duì)所述左反力架和右反力架加載形成對(duì)所述管片接頭處的彎矩M：

其中，M為管片接頭處的彎矩，

Ni為各施力機(jī)構(gòu)的縱向拉力，

Li為各施力機(jī)構(gòu)與管片接頭的橫向距離(數(shù)值具有正負(fù)，位于管片兩側(cè)的距離值的正負(fù)相反)，

I為施力機(jī)構(gòu)的數(shù)量。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，每一組所述施力機(jī)構(gòu)包括拉桿、液壓油缸和推進(jìn)關(guān)節(jié)軸承，所述拉桿沿縱向貫穿所述左反力架和右反力架，所述推進(jìn)關(guān)節(jié)軸承設(shè)置于所述右反力架的右側(cè)且將所述拉桿的右端固定于所述右反力架上，所述液壓油缸設(shè)置于所述左反力架的左側(cè)且連接所述拉桿的左端，該液壓油缸通過所述拉桿對(duì)所述左反力架和右反力架施加縱向拉力Ni。