盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架，其包括環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)及豎向拼接點(diǎn)，環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)由外圈桁架結(jié)構(gòu)及內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)組成；環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)包括上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)、中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)，其由立柱、腹桿、弦桿及橫梁拼接而成；弦桿焊接在相鄰的立柱之間，腹桿及橫梁設(shè)置在平行的弦桿之間；試驗(yàn)時，三環(huán)疊加的盾構(gòu)管片設(shè)置在加載框架的內(nèi)側(cè)，設(shè)置在加載框架上的液壓油缸為盾構(gòu)管片施加載荷。本發(fā)明提供的盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架，結(jié)構(gòu)合理，拼接方便，可適用于不同尺寸規(guī)格三環(huán)疊加的盾構(gòu)管片的力學(xué)性能試驗(yàn)，提高了試驗(yàn)效率，節(jié)約了試驗(yàn)成本。
【專利說明】
盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及建筑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，盾構(gòu)法施工技術(shù)廣泛應(yīng)用于地鐵區(qū)間隧道建設(shè)，盾構(gòu)管片不僅是隧道的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，也是影響隧道工程造價的一個重要因素，盾構(gòu)管片的工程造價約占地鐵隧道土建施工總造價的30%?45%。
[0003]盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)是模擬盾構(gòu)管片在工作狀態(tài)或極限狀態(tài)下，其力學(xué)性能的綜合研究平臺。盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)模擬連續(xù)分布的水土壓力、地層抗力、地面超載和施工荷載等情況，試驗(yàn)評價盾構(gòu)管片的設(shè)計水平的優(yōu)劣。其中，加載框架是盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)的重要組成部分，其關(guān)系到模擬載荷的加載水平。
[0004]現(xiàn)有的加載框架，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其大多分布在盾構(gòu)管片的內(nèi)部，且只能實(shí)現(xiàn)單環(huán)盾構(gòu)管片的性能研究試驗(yàn)，給盾構(gòu)管片力學(xué)性能研究帶來諸多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)問題，提供了盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架，結(jié)構(gòu)合理，拼接方便，可適用于不同尺寸規(guī)格三環(huán)疊加的盾構(gòu)管片的力學(xué)性能試驗(yàn)，提高了試驗(yàn)效率，節(jié)約了試驗(yàn)成本。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架，包括環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)及豎向拼接點(diǎn)，環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)由外圈桁架結(jié)構(gòu)及內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)組成。
[0007]環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)包括上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)、中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)，其由立柱、腹桿、弦桿及橫梁拼接而成；弦桿焊接在相鄰的立柱之間，腹桿及橫梁設(shè)置在平行的弦桿之間;試驗(yàn)時，三環(huán)疊加的盾構(gòu)管片設(shè)置在加載框架的內(nèi)側(cè)，設(shè)置在加載框架上的液壓油缸為盾構(gòu)管片施加載荷。
[0008]進(jìn)一步地，所述外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)的平面形狀為正十二邊形;所述施加載荷的液壓油缸設(shè)置在環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)相鄰邊的交點(diǎn)處。
[0009]進(jìn)一步地，所述立柱包括外側(cè)立柱、內(nèi)側(cè)立柱，其為格構(gòu)柱;外側(cè)立柱、弦桿連接形成外圈桁架結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)立柱、弦桿焊接形成內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，所述腹桿包括斜腹桿及豎腹桿，其為方鋼管;豎腹桿設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)的交點(diǎn)處;斜腹桿設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊之間。
[0011]進(jìn)一步地，所述上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿上設(shè)置有I?2個橫向拼接點(diǎn)，中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿上間隔設(shè)置有I個橫向拼接點(diǎn)；所述橫梁設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)的橫向拼接點(diǎn)之間。
[0012]進(jìn)一步地，所述橫向拼接點(diǎn)處設(shè)置有拉桿，拉桿交叉固定在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)之間。
[0013]進(jìn)一步地，所述豎向拼接點(diǎn)設(shè)置在上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)、中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)的外圈桁架結(jié)構(gòu)上。
[0014]進(jìn)一步地，所述弦桿為H型鋼。
[0015]進(jìn)一步地，所述橫向拼接點(diǎn)由高強(qiáng)度螺栓固定，其終抒扭矩不應(yīng)小于520N.m。
[0016]本發(fā)明有益效果:
本發(fā)明提供的盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架，結(jié)構(gòu)合理，拼接方便，可適用于不同尺寸規(guī)格三環(huán)疊加的盾構(gòu)管片的力學(xué)性能試驗(yàn)，提高了試驗(yàn)效率，節(jié)約了試驗(yàn)成本。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明加載框架的俯視圖；
圖2是圖1中1-1方向視圖；
圖3是中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)、下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖4是環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)邊長拼接示意圖(含2個橫向拼接點(diǎn))；
圖5是環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)邊長拼接示意圖(含I個橫向拼接點(diǎn))；
圖6是環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)邊長拼接示意圖(不含橫向拼接點(diǎn))；
圖7是圖2中I處局部放大圖；
圖8是圖2中Π處局部放大圖；
圖9是圖7的左視圖；
圖10是圖7的俯視圖；
圖11是橫向拼接點(diǎn)連接俯視圖；
圖12是本發(fā)明第二個實(shí)施例對應(yīng)的加載框架的俯視圖；
圖13是本發(fā)明第三個實(shí)施例對應(yīng)的加載框架的俯視圖。
[0018]其中:
I.外側(cè)立柱;2.內(nèi)側(cè)立柱;3.弦桿;4.橫梁；5.斜腹桿;6.豎腹桿;7.拉桿;8.橫向拼接點(diǎn);9.豎向拼接點(diǎn)；10.液壓油缸;11.盾構(gòu)管片；12.伸臂；13.角點(diǎn)柱;14.橫向固定螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架進(jìn)行詳細(xì)說明:
圖1為本發(fā)明的俯視圖，圖2是圖1中1-1方向視圖，盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架包括環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)及豎向拼接點(diǎn)9，環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)由外圈桁架結(jié)構(gòu)及內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)組成;所述外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)的平面形狀為正十二邊形;所述施加載荷的液壓油缸10設(shè)置在環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)相鄰邊的交點(diǎn)處。
[0020]試驗(yàn)時，三環(huán)疊加的盾構(gòu)管片11設(shè)置在加載框架的內(nèi)側(cè)，設(shè)置在加載框架上的液壓油缸10為盾構(gòu)管片11施加載荷。
[0021]環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)包括上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)、中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)。圖4-6是環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)邊長拼接示意圖，其由立柱、腹桿、弦桿3及橫梁4拼接而成;弦桿3為H型鋼，其焊接在相鄰的立柱之間，腹桿及橫梁4設(shè)置在平行的弦桿3之間。
[0022]所述立柱包括外側(cè)立柱1、內(nèi)側(cè)立柱2，其為格構(gòu)柱;外側(cè)立柱1、弦桿3連接形成外圈桁架結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)立柱2、弦桿3焊接形成內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)。
[0023]所述腹桿包括斜腹桿5及豎腹桿6，其為方鋼管;豎腹桿6設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)的交點(diǎn)處;斜腹桿5設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊之間。
[0024]圖1是上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)俯視圖，圖3是中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)、下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)俯視圖；所述上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿3上設(shè)置有I?2個橫向拼接點(diǎn)8，中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿3上間隔設(shè)置有I個橫向拼接點(diǎn)8;所述橫梁4設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)的橫向拼接點(diǎn)8之間。
[0025]圖4是含2個橫向拼接點(diǎn)環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)邊長拼接示意圖，外側(cè)立柱1、弦桿3連接形成外圈桁架結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)立柱2、弦桿3焊接形成內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu);豎腹桿6設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)的交點(diǎn)處，斜腹桿5設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊之間；橫梁4設(shè)置在平行的弦桿3之間。
[0026]圖5是含I個橫向拼接點(diǎn)環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)邊長拼接示意圖，其連接方式與圖4類似;圖6是不含橫向拼接點(diǎn)環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)邊長拼接示意圖。
[0027]由圖2可知，所述豎向拼接點(diǎn)9設(shè)置在上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)、中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)的外圈桁架結(jié)構(gòu)上。
[0028]圖7是圖2中I處局部放大圖，其為豎向拼接點(diǎn)連接示意圖，豎向拼接點(diǎn)9連接在外側(cè)立柱I上，其由角點(diǎn)柱13固定；圖9是豎向拼接點(diǎn)連接示意圖的左視圖，圖10是圖7的俯視圖，有圖9-圖10可知，其由8個角點(diǎn)柱13連接固定。
[0029]圖8是圖2中Π處局部放大圖，其為橫向拼接點(diǎn)連接示意圖，所述橫向拼接點(diǎn)8由高強(qiáng)度螺栓固定，其終擰扭矩不應(yīng)小于520N.m，以保證加載框架連接的穩(wěn)定性。
[0030]圖11是橫向拼接點(diǎn)連接俯視圖，所述橫向拼接點(diǎn)8處設(shè)置有拉桿7，拉桿7交叉固定在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)之間。
[0031]圖1是本發(fā)明加載框架應(yīng)用的第一個實(shí)施例，其試驗(yàn)的盾構(gòu)管片的直徑為15.6m，其中，上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿3上設(shè)置有2個橫向拼接點(diǎn)8。
[0032]圖12本發(fā)明第二個實(shí)施例對應(yīng)的加載框架的俯視圖，其試驗(yàn)的盾構(gòu)管片的直徑為
11.6m，由于其與第一個實(shí)施例中試驗(yàn)的盾構(gòu)管片的直徑相差不大，因此，在液壓油缸10的固定端增加了伸臂12，以方便盾構(gòu)管片的載荷加載;上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿3上設(shè)置有2個橫向拼接點(diǎn)8，中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿3上間隔設(shè)置有I個橫向拼接點(diǎn)8 0
[0033]圖13本發(fā)明應(yīng)用的第三個實(shí)施例對應(yīng)的加載框架的俯視圖，其試驗(yàn)的盾構(gòu)管片的直徑為6.2m，其中，上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿3上設(shè)置有I個橫向拼接點(diǎn)8，中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿3上間隔設(shè)置有I個橫向拼接點(diǎn)8。
[0034]本發(fā)明提供的盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架，結(jié)構(gòu)合理，拼接方便，可適用于不同尺寸規(guī)格三環(huán)疊加的盾構(gòu)管片的力學(xué)性能試驗(yàn)，提高了試驗(yàn)效率，節(jié)約了試驗(yàn)成本。
[0035]本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)外部三環(huán)整體式加載框架，其特征在于，包括環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)及豎向拼接點(diǎn)(9)，環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)由外圈桁架結(jié)構(gòu)及內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)組成;環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)包括上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)、中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)，其由立柱、腹桿、弦桿(3)及橫梁(4)拼接而成;弦桿(3)焊接在相鄰的立柱之間，腹桿及橫梁(4)設(shè)置在平行的弦桿(3)之間;試驗(yàn)時，三環(huán)疊加的盾構(gòu)管片(11)設(shè)置在加載框架的內(nèi)側(cè)，設(shè)置在加載框架上的液壓油缸(10)為盾構(gòu)管片(11)施加載荷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外部三環(huán)整體式加載框架，其特征在于，所述外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)的平面形狀為正十二邊形;所述施加載荷的液壓油缸(10)設(shè)置在環(huán)向桁架結(jié)構(gòu)相鄰邊的交點(diǎn)處。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外部三環(huán)整體式加載框架，其特征在于，所述立柱包括外側(cè)立柱(I)、內(nèi)側(cè)立柱(2)，其為格構(gòu)柱;外側(cè)立柱(I)、弦桿(3)連接形成外圈桁架結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)立柱(2)、弦桿(3)焊接形成內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外部三環(huán)整體式加載框架，其特征在于，所述腹桿包括斜腹桿(5)及豎腹桿(6)，其為方鋼管;豎腹桿(6)設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)的交點(diǎn)處;斜腹桿(5)設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外部三環(huán)整體式加載框架，其特征在于，所述上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿(3)上設(shè)置有I?2個橫向拼接點(diǎn)(8)，中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)邊的弦桿(3)上間隔設(shè)置有I個橫向拼接點(diǎn)(8);所述橫梁(4)設(shè)置在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)的橫向拼接點(diǎn)(8 )之間。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外部三環(huán)整體式加載框架，其特征在于，所述橫向拼接點(diǎn)(8)處設(shè)置有拉桿(7)，拉桿(7)交叉固定在外圈桁架結(jié)構(gòu)與內(nèi)圈桁架結(jié)構(gòu)之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外部三環(huán)整體式加載框架，其特征在于，所述豎向拼接點(diǎn)(9)設(shè)置在上環(huán)桁架結(jié)構(gòu)、中環(huán)桁架結(jié)構(gòu)及下環(huán)桁架結(jié)構(gòu)對應(yīng)的外圈桁架結(jié)構(gòu)上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外部三環(huán)整體式加載框架，其特征在于，所述弦桿(3)為H型鋼。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外部三環(huán)整體式加載框架，其特征在于，所述橫向拼接點(diǎn)(8)由高強(qiáng)度螺栓固定，其終抒扭矩不應(yīng)小于520N.m。
【文檔編號】G01N3/10GK105890997SQ201610222772
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】馬程昊, 馬慶松, 秦會來, 油新華, 張偉, 平洋, 張清林, 許國光
【申請人】中國建筑股份有限公司, 北京中建柏利工程技術(shù)發(fā)展有限公司