用于矩形盾構(gòu)管片的水平試驗(yàn)加載裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于矩形盾構(gòu)管片的水平試驗(yàn)加載裝置，包括：多個(gè)滾動(dòng)支座，放置于基礎(chǔ)面，盾構(gòu)管片水平設(shè)置于滾動(dòng)支座上；拼接而成的框架，沿盾構(gòu)管片的外壁輪廓封閉圍合，包括未封閉的第一端面以及第二端面；多根封合拉桿，分別連接于第一端面以及第二端面；多個(gè)加載施力件，分別固接于框架的內(nèi)壁，加載施力件分別朝向?qū)Χ軜?gòu)管片的外壁并施加試驗(yàn)力。本發(fā)明允許對(duì)矩形盾構(gòu)管片施加水平方向上的非對(duì)稱荷載，同時(shí)還保證了千斤頂與接觸面垂直。
【專利說明】 用于矩形盾構(gòu)管片的水平試驗(yàn)加載裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種試驗(yàn)加載裝置，具體涉及一種用于矩形盾構(gòu)管片的水平試驗(yàn)加載
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]在盾構(gòu)隧道掘進(jìn)施工中，矩形隧道能有效利用地下空間，減少土方開挖量，在城市地下空間開發(fā)中有著廣闊的應(yīng)用前量。與圓形隧道施工相比，矩形隧道襯砌結(jié)構(gòu)受力形式更為特殊，因而，在新的隧道斷面應(yīng)用于實(shí)際工程之前，需對(duì)其所使用的矩形管片進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析與試驗(yàn)。
[0003]目前，傳統(tǒng)隧道結(jié)構(gòu)均采用對(duì)稱張拉自平衡體系來進(jìn)行加載試驗(yàn)。對(duì)稱張拉自平衡方法雖然加載技術(shù)成熟簡(jiǎn)單，但是，一定存在有一對(duì)同大且反向的荷載，且作用在同一直線上，無法考慮某些工況下出現(xiàn)非對(duì)稱荷載的情況，試驗(yàn)條件與真實(shí)情況有所偏差；對(duì)于矩形盾構(gòu)整環(huán)結(jié)構(gòu)來說，采用對(duì)稱張拉自平衡加載方式，在矩形截面的長寬轉(zhuǎn)換位置難以實(shí)現(xiàn)，且難以保證千斤頂與接觸面垂直。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，現(xiàn)提供一種用于矩形盾構(gòu)管片的水平試驗(yàn)加載裝置，該試驗(yàn)裝置允許對(duì)矩形盾構(gòu)管片施加水平方向上的非對(duì)稱荷載，同時(shí)還保證了千斤頂與接觸面垂直。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種用于矩形盾構(gòu)管片的水平試驗(yàn)加載裝置，包括:
[0006]多個(gè)滾動(dòng)支座，放置于基礎(chǔ)面，盾構(gòu)管片設(shè)置于滾動(dòng)支座上；
[0007]拼接而成的框架，沿盾構(gòu)管片的外壁輪廓封閉圍合，包括未封閉的第一端面以及第二端面；
[0008]多根封合拉桿，分別連接于第一端面以及第二端面；
[0009]多個(gè)加載施力件，分別固接于框架的內(nèi)壁，加載施力件分別朝向?qū)Χ軜?gòu)管片的外壁并施加試驗(yàn)力。
[0010]本發(fā)明用于矩形盾構(gòu)管片的水平試驗(yàn)加載裝置的有益效果在于，
[0011]I)通過在盾構(gòu)管片外圍合設(shè)置一整個(gè)封閉的框架進(jìn)而可在水平方向上進(jìn)行加載試驗(yàn)；
[0012]2)通過將盾構(gòu)管片放置于滾動(dòng)支座上，從而保證了盾構(gòu)管片可在水平面內(nèi)發(fā)生變形，避免在發(fā)生形變時(shí)直接與基礎(chǔ)面摩擦。
[0013]優(yōu)選地，還包括:多個(gè)角度調(diào)整墊塊，分別連接于框架的內(nèi)壁與加載施力件之間，角度調(diào)整墊塊包括一連接面與一角度調(diào)整面，框架的內(nèi)壁與連接面連接，加載施力件與角度調(diào)整面連接，角度調(diào)整面與連接面之間具有一設(shè)定角度從而調(diào)節(jié)加載施力件向盾構(gòu)管片的方向施力。
[0014]優(yōu)選地，還包括:多個(gè)分配梁，分別位于每個(gè)加載施力件與盾構(gòu)管片之間且緊貼固接于盾構(gòu)管片的外壁，以供試驗(yàn)力均勻分配至盾構(gòu)管片上。
[0015]優(yōu)選地，框架包括第一框體、框體連接塊與第二框體，相鄰第一框體與第二框體之間通過框體連接塊連接。
[0016]優(yōu)選地，第一框體以及第二框體包括逐層堆疊的多塊折彎板，相鄰兩塊折折彎板之間具有間隙且通過拉結(jié)件相互固接。
[0017]優(yōu)選地，框體連接塊的兩側(cè)部具有多個(gè)卡槽，折彎板的兩端分別卡設(shè)于卡槽內(nèi)進(jìn)而通過螺栓連接。
[0018]優(yōu)選地,加載施力件為千斤頂,滾動(dòng)支座下具有滾輪或滾珠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明水平試驗(yàn)加載裝置的整體結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0020]圖2為圖1中盾構(gòu)管片之下的滾動(dòng)支座的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為圖1中局部放大立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為對(duì)應(yīng)于圖1的立體爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為利于對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的了解，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0024]參照?qǐng)D1，為本發(fā)明用于矩形盾構(gòu)管片的水平試驗(yàn)加載裝置的整體結(jié)構(gòu)俯視示意圖。參照?qǐng)D2，為圖1中位于盾構(gòu)管片之下的滾動(dòng)支座的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D3，為圖1中局部放大立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]結(jié)合圖1至圖3所示，本發(fā)明提供了一種用于矩形盾構(gòu)管片的水平試驗(yàn)加載裝置，包括:水平設(shè)置且拼接而成的矩形框架1，沿盾構(gòu)管片2的外壁輪廓封閉圍合，框架I包括位于軸線長度方向上且未封閉的頂端面以及底端面；多根封合拉桿3，分別沿水平方向交錯(cuò)連接于頂端面以及底端面；多個(gè)加載施力件4，分別固接于框架I的內(nèi)壁，加載施力件4分別朝向?qū)Χ軜?gòu)管片2的外壁并施加試驗(yàn)力；多個(gè)滾動(dòng)支座7，放置于基礎(chǔ)面上，盾構(gòu)管片2水平設(shè)置于滾動(dòng)支座7上。
[0026]如圖2，具體地，滾動(dòng)支座7支撐于盾構(gòu)管片2之下，該滾動(dòng)支座7的底部具有滾輪或滾珠，以使得滾動(dòng)支座7可在基礎(chǔ)面上任意滑動(dòng)。
[0027]如圖3，具體地，優(yōu)選千斤頂作為加載施力件4。
[0028]上述加載裝置還包括:多個(gè)角度調(diào)整墊塊5，分別連接于框架I的內(nèi)壁與加載施力件4之間，角度調(diào)整墊塊5包括一連接面與一角度調(diào)整面，框架I的內(nèi)壁與連接面連接，加載施力件4與角度調(diào)整面連接，角度調(diào)整面與連接面之間具有一設(shè)定角度從而調(diào)節(jié)加載施力件4向盾構(gòu)管片2的方向施力，進(jìn)而加載施力件4的活塞頂頭正對(duì)于盾構(gòu)管片2的外壁，以此，確保加載施力件4的活塞頂頭與盾構(gòu)管片2的外壁接觸后具有最大的接觸面積。
[0029]更進(jìn)一步地，上述加載裝置還包括:多個(gè)分配梁6，分別位于每個(gè)加載施力件4與盾構(gòu)管片2之間且緊貼固接于盾構(gòu)管片2的外壁，加載施力件4作用于分配梁4使得試驗(yàn)力均勻分配至盾構(gòu)管片2上，以此，減少應(yīng)力集中，將試驗(yàn)力均勻分散于盾構(gòu)管片2的外壁。
[0030]參照?qǐng)D4，為對(duì)應(yīng)于圖1的立體爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，上述水平設(shè)置的框架I包括多個(gè)第一框體10、第二框體18以及多個(gè)框體連接塊12，具體地，相鄰第一框體10與第二框體18之間通過一個(gè)框體連接塊12連接。
[0031]更進(jìn)一步地，第一框體10以及第二框體18包括逐層堆疊的多塊折彎板，相鄰兩塊折彎板之間具有間隙且通過拉結(jié)件14相互固接。其中，可選用拉結(jié)桿或拉結(jié)板作為拉結(jié)件14?？蝮w連接塊12的兩側(cè)部具有多個(gè)卡槽16，折彎板的兩端分別卡設(shè)于卡槽16內(nèi)進(jìn)而通過螺栓連接。
[0032]在具有了上述結(jié)構(gòu)特征后，本發(fā)明可按以下過程實(shí)施:
[0033]I)千斤頂(即加載施力件4)的安裝
[0034]如圖3，根據(jù)管片試驗(yàn)加載所需的力的位置及角度，選用具有合適設(shè)定(傾斜)角度的角度調(diào)整墊塊5。將該些角度調(diào)整墊塊5分別螺栓連接于框體I內(nèi)壁的相應(yīng)位置上，再將加載施力件4螺栓連接于角度調(diào)整墊塊5上，以此致使加載施力件4的端頭正對(duì)于盾構(gòu)管片2的外壁。
[0035]2)框架I的拼裝
[0036]如圖4，將框體連接塊12安裝于第一框體10與第二框體18的端部之間。其中，框體連接塊12的長度可根據(jù)實(shí)際要求而定，同時(shí)，調(diào)整相應(yīng)的拉結(jié)桿(即拉結(jié)件14)長度，即可將加載裝置適用于不同斷面大小的矩形管片試驗(yàn)中。
[0037]3)加載試驗(yàn)過程
[0038]如圖2，由于盾構(gòu)管片I水平放置于滾動(dòng)支座7上，當(dāng)盾構(gòu)管片I發(fā)生局部形變時(shí)，滾動(dòng)支座7隨盾構(gòu)管片I移動(dòng)，從而保證了盾構(gòu)管片可在水平面內(nèi)發(fā)生變形，避免在發(fā)生形變時(shí)直接與基礎(chǔ)面摩擦。
[0039]在完成上述實(shí)施過程后，應(yīng)能體現(xiàn)出本發(fā)明的以下特點(diǎn):
[0040]I)該試驗(yàn)裝置允許矩形盾構(gòu)管片采用正對(duì)加載非對(duì)稱張拉方式進(jìn)行加載，從而在一定程度上能夠考慮結(jié)構(gòu)受到的非對(duì)稱荷載；
[0041]2)更加真實(shí)地反映了不同工況下的受力情況，同時(shí)底層的滾動(dòng)支座組可以允許結(jié)構(gòu)在水平面內(nèi)發(fā)生變形。
[0042]3)通過調(diào)節(jié)千斤頂?shù)捻斄梢阅M不同側(cè)壓力系數(shù)及不同埋置深度的受力及變形情況。
[0043]以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對(duì)本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于矩形盾構(gòu)管片的水平試驗(yàn)加載裝置，其特征在于，包括: 多個(gè)滾動(dòng)支座，放置于基礎(chǔ)面，所述盾構(gòu)管片設(shè)置于所述滾動(dòng)支座上； 拼接而成的框架，沿所述盾構(gòu)管片的外壁輪廓封閉圍合，包括未封閉的第一端面以及第二端面； 多根封合拉桿，分別連接于所述第一端面以及所述第二端面； 多個(gè)加載施力件，分別固接于所述框架的內(nèi)壁，所述加載施力件分別朝向所述盾構(gòu)管片的外壁并施加試驗(yàn)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平試驗(yàn)加載裝置，其特征在于，還包括: 多個(gè)角度調(diào)整墊塊，分別連接于所述框架的內(nèi)壁與所述加載施力件之間，所述角度調(diào)整墊塊包括一連接面與一角度調(diào)整面，所述框架的內(nèi)壁與所述連接面連接，所述加載施力件與所述角度調(diào)整面連接，所述角度調(diào)整面與所述連接面之間具有一設(shè)定角度從而調(diào)節(jié)所述加載施力件向所述盾構(gòu)管片的施力方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平試驗(yàn)加載裝置，其特征在于，還包括: 多個(gè)分配梁，分別位于每個(gè)所述加載施力件與所述盾構(gòu)管片之間且緊貼固接于所述盾構(gòu)管片，以供所述試驗(yàn)力均勻分配至所述盾構(gòu)管片上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平試驗(yàn)加載裝置，其特征在于， 所述框架包括第一框體、框體連接塊與第二框體，第二框體所述第一框體與第二框體之間通過所述框體連接塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水平試驗(yàn)加載裝置，其特征在于， 所述第一框體以及所述第二框體包括逐層堆疊的多塊折彎板，相鄰兩塊所述折彎板之間具有間隙且通過拉結(jié)件相互固接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水平試驗(yàn)加載裝置，其特征在于， 所述框體連接塊的兩側(cè)部具有多個(gè)卡槽，所述折彎板的兩端分別卡設(shè)于所述卡槽內(nèi)進(jìn)而通過螺栓連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、3或6所述的水平試驗(yàn)加載裝置，其特征在于， 所述加載施力件為千斤頂，所述滾動(dòng)支座下具有滾輪或滾珠。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK104458243SQ201410837747
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月28日
【發(fā)明者】柳獻(xiàn), 朱雁飛, 黃德中, 李剛, 張維熙, 黃曉冬, 梁霄 申請(qǐng)人:上海隧道工程股份有限公司, 上海隧道工程有限公司, 同濟(jì)大學(xué)