[發明專利]盾構管片接頭抗彎性能試驗機的彎矩交替加載裝置及方法

在審

• 申請號: 201811527218.7
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109374432A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 封坤;韓先才;何川;梁坤;涂新斌;張曉陽;張力
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01N3/02
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

一種盾構管片接頭抗彎性能試驗機的彎矩交替加載裝置及方法，其裝置包括抗彎性能試驗機的龍門架，左、右側的管片的非接頭端分別連接于左、右兩側架的端部支座上，龍門架的頂梁連接有上油缸，上油缸下部的活塞連接上加力梁，上加力梁的底部兩側向下凸起，上加力梁底部的中部位于左、右側的管片的接頭的正上方；其特征在于：所述左、右側的管片的接頭的下方設有底座、底座上固定有下油缸，下油缸上部的活塞連接下加力梁、下加力梁的頂部兩側向上凸起，下加力梁的頂部的中部位于左、右側的管片的接頭的正下方。本發明能進行正、負彎矩和交替彎矩下的管片接頭抗彎性能試驗，能為盾構隧道抗彎、抗震設計、施工和維護，提供更可靠的試驗依據。

技術領域

本發明涉及一種盾構管片接頭抗彎性能試驗機的彎矩交替加載裝置及方法。

背景技術

盾構法在當今隧道修建方法中占有重要的地位，在城市地鐵、綜合管廊及大型水下隧道等工程中得到廣泛使用。但盾構隧道的隧道結構是由弧形的管片拼裝構成，也即隧道結構存在大量接縫，整體性較差，抗彎性能弱；尤其是在地震作用下，盾構隧道的管片接頭容易損壞，嚴重影響隧道的安全。因此，需要對盾構隧道管片(盾構管片)的抗彎力學行為試驗和分析，以保證隧道的安全。

現有的管片接頭試驗裝置，用水平推力模擬管片軸力，在管片上部通過千斤頂向管片接頭的兩側施加豎向荷載，模擬管片接頭彎矩，進而測出管片接頭的承載能力和抗彎性能。這種裝置存在以下的問題：

1、試驗管片的非接頭端支撐于管片支座上，兩個試驗管片呈向上的拱形，上方的豎向千斤頂能方便的從管片上部施加豎向荷載，模擬管片接頭的正向彎矩；但要模擬管片接頭的負向彎矩，則需要將管片翻轉(內外側反向)安裝，使管片的徑向平直的端部遠離端部支座，而由管片外側的弧形面與端部支座接觸，而很難固定管片，導致負彎矩模擬試驗難以進行；難以測出負彎矩下的抗彎性能。

2、加載裝置通過上方的豎向千斤頂來施加豎向力，只能從一個方向向管壁施加彎矩，如要施加另一個方向的彎矩，則必須先拆卸管片，將管片翻轉再重新安裝管片，也即不能無間隙的對管片施加交替變化的彎矩。而在地震作用下，管片接頭在地震波的作用下接頭所受的彎矩方向是動態交替變化的，因此，現有試驗裝置不能進行地震作用下管片接頭的抗震(抗彎矩)性能試驗。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種盾構管片接頭抗彎性能試驗機的彎矩交替加載裝置，使用該裝置既能方便的進行正彎矩下的管片接頭抗彎性能試驗，也能方便的進行負彎矩下的管片接頭抗彎性能試驗，還能方便的進行正負彎矩交替(地震)作用下的管片接頭抗彎性能試驗，從而為盾構隧道的管片的抗彎、抗震設計、施工和維護，提供更全面、可靠的試驗依據，以保證隧道的安全。

本發明實現其第一發明目的所采用的技術方案是，一種盾構管片接頭抗彎性能試驗機的彎矩交替加載裝置，盾構隧道結構管片接頭抗彎性能試驗的動力荷載施加裝置，包括抗彎性能試驗機的龍門架，固定于龍門架左、右兩側架的端部支座，左、右側的管片的非接頭端分別連接于左、右兩側架的端部支座上，龍門架的頂梁連接有上油缸，上油缸下部的活塞連接上加力梁，上加力梁的底部兩側向下凸起，上加力梁底部的中部位于左、右側的管片的接頭的正上方；其特征在于：所述左、右側的管片的接頭的下方設有底座、底座上固定有下油缸，下油缸上部的活塞連接下加力梁、下加力梁的頂部兩側向上凸起，下加力梁的頂部的中部位于左、右側的管片的接頭的正下方。

本發明的第二發明目的提供一種使用上述的盾構管片接頭抗彎性能試驗機的彎矩交替加載裝置，對管片接頭進行抗彎性能試驗的方法，該方法能夠方便快捷的進行管片接頭的抗彎性能試驗。

本發明實現其第二發明目的所采用的第一種技術方案是，一種使用上述的盾構管片接頭抗彎性能試驗機的彎矩交替加載裝置，對管片接頭進行正彎矩抗彎性能試驗的方法，其操作為：