[發(fā)明專利]一種管片-道床最小粘接力測定裝置及測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910139757.1
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109709034A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 漆泰岳;梁孝;覃少杰;晉智毅;冀維都;趙晴;龔雨晨;錢王蘋;雷波
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 王沙沙

本發(fā)明公開了一種管片?道床最小粘接力測定裝置及測試方法，包括模擬盾構(gòu)管片和設(shè)置在模擬盾構(gòu)管片內(nèi)下部的模擬道床；模擬盾構(gòu)管片和模擬道床之間設(shè)置有隔板；還設(shè)置有一端固定設(shè)置在模擬盾構(gòu)管片外側(cè)下端，另一端依次穿過模擬盾構(gòu)管片、隔板和道床的固定桿；導(dǎo)線一端連接固定桿上端，另一端依次經(jīng)過設(shè)置在道床上的滑輪、模擬盾構(gòu)管片側(cè)壁，連接到設(shè)置在模擬盾構(gòu)管片外側(cè)的固定支架；道床上還設(shè)置有用于提供測試所需動載的動載裝置；還設(shè)置有用于采集導(dǎo)線拉力的力傳感器；本發(fā)明考慮了隧道運營條件下振動作用對結(jié)構(gòu)的影響，更符合隧道實際情況，實現(xiàn)了最小粘接力的直接測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道性能檢測評價技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種管片-道床最小粘接力測定裝置及測試方法。

背景技術(shù)

隨著城市化進程越來越快，地鐵隧道建設(shè)已經(jīng)得到了快速的發(fā)展，盾構(gòu)法隧道施工為地下空間建設(shè)提供保證；在盾構(gòu)隧道施工中，隧道管片采用預(yù)制管片直接拼裝，在管片拼裝完成后進行混凝土現(xiàn)澆道床；管片結(jié)構(gòu)與道床結(jié)構(gòu)之間存在一定的粘接力；粘接力是保持管片與道床整體性的主要作用力；在列車振動作用下管片與道床的整體性受到影響，當(dāng)振動荷載超過粘接力大小時，管片與道床的振動變形不協(xié)調(diào)，會產(chǎn)生剝離、滲水冒漿等一系列問題，縮短使用壽命，影響安全。因此，獲取道床-管片粘接力數(shù)值對保障隧道運營安全十分重要。

目前還沒有簡單有效的設(shè)備及方法獲取這一數(shù)值；對于粘接力主要由理論研究、數(shù)值模擬與室內(nèi)試驗：如第一汽車基團公司公開的一種評價厚有機涂層粘接強度的模擬試驗方法；取試片2片，在試驗區(qū)域之間放置尼龍粉，使試驗區(qū)搭接，置于上下兩砝碼之間，放置于烘箱中；一段時間后取出冷卻到室溫，在非金屬材料拉力強度試驗機上進行粘接力測定，取平均值為試驗結(jié)果。該方法能評價有機涂層粘接強度，但考慮到道床-管片結(jié)構(gòu)并非單純有機涂層粘接，其粘接力與有機涂層粘接強度有一定區(qū)別，因此并不適用于道床-管片結(jié)構(gòu)的研究。《現(xiàn)澆無砟軌道軌枕結(jié)構(gòu)對新老混凝土粘接面應(yīng)力狀態(tài)的影響》基于熱力學(xué)，以有限元分析軟件為平臺，編寫了整體道床軌道新老混凝土粘接面結(jié)構(gòu)靜力分析及熱-結(jié)構(gòu)耦合瞬態(tài)分析的程序。建立整體道床模型，對模型中新老混凝土粘接面的溫度場、溫度梯度、溫度應(yīng)力及結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行分析。該方法通過有限元軟件進行數(shù)值模擬，分析粘接面的應(yīng)力狀態(tài)。主要考慮了溫度應(yīng)力的影響，沒有考慮列車動荷載，同時該方法主要通過理論仿真來研究，實際過程是一個復(fù)雜的狀態(tài)，不是理想材料，在實際應(yīng)用中存在一定的局限性。

現(xiàn)有的適用于厚有機涂層間粘接強度測定的方法，并不適用于隧道管片-道床之間粘接力的測量；因為管片與道床之間并非依靠有機涂層粘接，而是在既有混凝土管片上澆筑混凝土形成的粘接力；管片、道床均為大型結(jié)構(gòu)，不能直接依靠拉力強度試驗機檢測，最后作用力形式不同，管片-道床結(jié)構(gòu)承受振動荷載，不能簡單等同于拉力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點提出一種可以模擬現(xiàn)場情況，考慮振動荷載作用，直觀獲取粘接力數(shù)值的管片-道床最小粘接力測定裝置及測試方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種管片-道床最小粘接力測定裝置，包括模擬盾構(gòu)管片和設(shè)置在模擬盾構(gòu)管片內(nèi)下部的模擬道床；模擬盾構(gòu)管片和模擬道床之間設(shè)置有隔板；還設(shè)置有一端固定設(shè)置在模擬盾構(gòu)管片外側(cè)下端，另一端依次穿過模擬盾構(gòu)管片、隔板和道床的固定桿；導(dǎo)線一端連接固定桿上端，另一端依次經(jīng)過設(shè)置在道床上的滑輪、模擬盾構(gòu)管片側(cè)壁，連接到設(shè)置在模擬盾構(gòu)管片外側(cè)的固定支架；道床上還設(shè)置有用于提供測試所需動載的動載裝置；還設(shè)置有用于采集導(dǎo)線拉力的力傳感器。

進一步的，所述導(dǎo)線通過預(yù)緊螺栓與固定支架連接。

進一步的，所述模擬道床內(nèi)設(shè)置有供固定桿穿過的第一套筒。

進一步的，所述固定桿采用鋼筋制備，一端通過螺栓固定設(shè)置在模擬盾構(gòu)管片外壁。

進一步的，所述模擬盾構(gòu)管片側(cè)壁上設(shè)置有供導(dǎo)線穿過的第二套筒。

一種管片-道床最小粘接力測定裝置的測試方法，包括以下步驟：