[發明專利]一種錨桿索系統協同承載性能測試裝置及方法

有效

• 申請號: 202010595314.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111811850B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 潘東江;洪開榮;孫振川;周建軍;張兵;楊延棟;趙海雷;秦銀平;陳橋;王利明;韓偉鋒;楊振興;李宏波
• 申請（專利權）人: 盾構及掘進技術國家重點實驗室;中鐵隧道局集團有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張聯群

1.一種錨桿索系統協同承載性能測試裝置，其特征在于：它包括導軌構件（1）、設在導軌構件（1）上的錨桿錨固體（2）、錨索錨固體（3）、以及與錨桿錨固體（2）和錨索錨固體（3）相連的牽引系統（4）；

所述導軌構件（1）包括六根長度相等的導軌（1-1），六根長度相等的導軌（1-1）分上下各三根，平行布置組成長方體結構；

所述的錨桿錨固體（2）和錨索錨固體（3）分別設在導軌構件（1）內；

所述的錨桿錨固體（2）包括錨桿（2-1）、錨桿錨固圍限體（2-2）、錨桿限位塊（2-3）和錨桿鎖具（2-4），所述錨桿限位塊（2-3）為帶卡套（2-3-1）的五孔鋼板結構，所述的錨桿（2-1）穿過五孔鋼板結構的中孔進入錨桿錨固圍限體（2-2）內，中孔周邊的四個孔分別穿過上下左右四個導軌（1-1），通過卡套（2-3-1）將錨桿限位塊（2-3）緊固在導軌（1-1）上，約束錨桿限位塊（2-3）的移動；

所述錨索錨固體（3）包括錨索（3-1）、錨索錨固圍限體（3-2）、錨索限位塊（3-3）和錨索鎖具（3-4），所述錨索限位塊（3-3）為帶卡套（3-3-1）的五孔鋼板結構，所述的錨索（3-1）穿過五孔鋼板結構的中孔進入錨索錨固圍限體（3-2）內，中孔周邊四孔穿過上下左右四個導軌（1-1），通過卡套（3-3-1）將錨索（3-1）緊固在導軌（1-1）上，約束所述錨索限位塊（3-3）的移動；

所述牽引系統（4）包括滑塊（4-1）、牽引架（4-2）和牽引動力源（4-3），所述的滑塊（4-1）為上下各三組，分別設在牽引架（4-2）前后兩側，位于長方體結構的上下導軌（1-1）中，所述的牽引架（4-2）左右對稱位置處設有將固定錨索（3-1）和錨桿（2-1）固定的通孔，牽引架（4-2）與牽引動力源（4-3）相連，通過牽引動力源（4-3）使牽引架（4-2）定向移動，進而帶動錨桿錨固體（2）和錨索錨固體（3）定向移動。

2.根據權利要求1所述的錨桿索系統協同承載性能測試裝置，其特征在于：所述分上下各三根導軌平行布置的導軌（1-1）的水平間距為0.5~1.5m，導軌（1-1）的垂直間距為0.2~0.5m。

3.根據權利要求1所述的錨桿索系統協同承載性能測試裝置，其特征在于：所述六根長度相等的導軌（1-1）的長度為2~10m，導軌（1-1）的剛度是錨桿（2-1）和錨索（3-1）的剛度的10倍以上。

4.根據權利要求1所述的錨桿索系統協同承載性能測試裝置，其特征在于：所述錨桿限位塊（2-3）的剛度是所述錨桿（2-1）的剛度的10倍以上。

5.根據權利要求1所述的錨桿索系統協同承載性能測試裝置，其特征在于：所述錨索限位塊（3-3）的剛度是所述錨索（3-1）的剛度的10倍以上。

6.根據權利要求1所述的錨桿索系統協同承載性能測試裝置，其特征在于：所述牽引架（4-2）的剛度需要同時滿足所述錨桿（2-1）和所述錨索（3-1）的10倍以上剛度兩個條件。

7.根據權利要求1所述的錨桿索系統協同承載性能測試裝置，其特征在于：所述的牽引動力源（4-3）由伺服電機或液壓伺服系統提供。

8.根據權利要求1所述的錨桿索系統協同承載性能測試裝置，其特征在于：所述的錨桿錨固圍限體（2-2）為巖塊、混凝土塊或鐵質套筒，所述錨索錨固圍限體（3-2）為巖塊、混凝土塊或鐵質套筒。

9.根據權利要求1-8項任意項所述錨桿索系統協同承載性能測試裝置的試驗方法，其特征在于包括如下步驟：

1）確定要測試的受影響錨桿索協同承載性能的變量：包括錨桿（2-1）的長度、直徑、桿體型號、托盤、鎖具、錨固劑和預緊力，還包括錨索（3-1）的長度、直徑、索體型號、托盤、鎖具、錨固劑和預緊力；

2）用錨桿（2-1）的桿體、錨索（3-1）的索體分別將錨固劑均勻頂入錨桿錨固圍限體（2-2）、錨索錨固圍限體（3-2）中，安裝錨桿鎖具（2-4）、錨索鎖具（3-4），標記錨桿（2-1）、錨索索體（3-1）、錨桿錨固圍限體（2-2）、錨索錨固圍限體（3-2）、錨桿鎖具（2-4）、錨索鎖具（3-4）的位置，或布設應變片和傳感器；

3）對錨桿（2-1）、錨索（3-1）施加設定的預緊力，之后利用牽引系統（4），同步拉伸錨桿（2-1）、錨索（3-1）；

4）根據錨桿索錨固系統的失效位置、次序、模式，以及應力、變形特征，評估錨桿索協同承載性能。