一种用于检测隧道内管片接头强度的模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于检测隧道内管片接头强度的模拟装置，包括含有拼接头的管片，所述管片的弧形端面上，加载有至少两组向下施压的推力装置，所述管片左右两端的外侧，分别加载有一组水平施压的推力装置，所述每组推力装置由通过气泵连接调压阀控制的圆筒型气缸螺栓连接的S型推力传感器，及所述S型推力传感器螺栓连接的推力杆构成，所述圆筒型气缸的另一端穿过加载平台上固定设置的支架中部的孔予以支撑设置，所述推力杆的杆体，通过加载平台上固定设置的定位槽予以定位设置。本发明专利技术很好的解决了伺服加载的问题，通过简单受力分析可以计算出管片接头部位的实际弯矩和剪力。以计算出管片接头部位的实际弯矩和剪力。以计算出管片接头部位的实际弯矩和剪力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测隧道内管片接头强度的模拟装置


[0001]本专利技术涉及管道施工领域，具体涉及一种用于检测隧道内管片接头强度的模拟装置。

技术介绍

[0002]近些年，随着我国经济的蓬勃发展，全国城镇化进程一直高速发展，我国已经成为世界上隧道建设规模最大、发展最迅速、修建难度最高的国家。然而由于不同地区土层分布复杂，地质条件多种多样，同时施工可能存在缺陷，地下结构在施工期和运营期间都有可能发生安全事故，一旦地下工程在建设和使用过程中出现事故，将不可避免对工程本身及周围结构物造成极大破坏，同时也会对人们的生命财产安全造成极大的威胁。
[0003]盾都隧道是通过暗挖法施工的全机械化施工隧道，由混凝土管片拼接而成，但这种拼接结构会导致隧道接头强度和刚度不连续不均匀，接缝部位薄弱，在局部管片产生破坏的情况下，可导致沿隧道长度方向产生多米诺骨牌式的逐环连续破坏，所以通过室内试验去研究隧道如何在局部破坏的情况下演化成连续破坏的灾害现象的机理是十分必要的，而接头作为隧道整体结构的薄弱位置，其强度的精确测量也是至关重要的。
[0004]目前常见的隧道管片接头强度检测装置都是以原型尺寸为试验对象进行检测的，体积过大，而对于小比例尺的隧道模型管片没有一个很好的强度检测装置。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种可以在室内试验中精确测量隧道接头极限强度的检测装置。解决现有装置体积过大，只能用于检测大比例尺隧道管片接头的强度，不能用于检测小比例尺(几何相似比10/15/20
>……
)隧道管片接头强度的一种用于检测隧道内管片接头强度的模拟装置。
[0006]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的：
[0007]一种用于检测隧道内管片接头强度的模拟装置，包括含有拼接头的管片，所述管片的弧形端面上，加载有至少两组向下施压的推力装置，所述管片左右两端的外侧，分别加载有一组水平施压的推力装置，所述每组推力装置由通过气泵连接调压阀控制的圆筒型气缸螺栓连接的S型推力传感器，及所述S型推力传感器螺栓连接的推力杆构成，所述圆筒型气缸的另一端穿过加载平台上固定设置的支架中部的孔予以支撑设置，所述推力杆的杆体，通过加载平台上固定设置的定位槽予以定位设置。
[0008]所述S型推力传感器还与采集仪相连接。
[0009]所述推力杆的端头设置为与管片端面弧度相契合的斜坡面。
[0010]所述定位槽由两个相同结构的T型挡块，其平面一侧相对应设置构成。
[0011]所述推力杆的杆体上以及定位槽的槽内涂抹有润滑油。
[0012]所述支架、定位槽与加载平台为焊接连接。
[0013]本专利技术的有益效果在于：
[0014]一、通过气缸加压的方式，可以很好的解决伺服加载的问题，保证施加的推力可以在一个固定的数值范围。
[0015]二、对隧道模型管片固定4个点位进行纵向和水平方向定位加载，通过简单受力分析可以计算出管片接头部位的实际弯矩和剪力。
[0016]三、选择较长行程的气缸，可以满足不同比例尺的隧道模型管片的加载。
[0017]四、推力杆端头设置为斜坡面，并在推力杆以及定位槽上涂覆润滑油层，可有效的减小摩擦力带来的影响。
[0018]五、本装置设计方案可消除管片自重带来的影响，可以提高计算的精度。
[0019]六、每一个气缸对应连接S型传感器，S型传感器与采集仪连接，可以准确的测量出每个加载点实际受力大小。
附图说明
[0020]图1是本专利技术管片拼装结构示意图；
[0021]图2是本专利技术管片加载推力装置结构示意图；
[0022]图3是本专利技术加载平台结构示意图；
[0023]图4是图2中推力装置的放大结构示意图。
[0024]附图标记：1管片2管片接头3定位槽4支架5圆筒型气缸6S型推力传感器7推力杆8圆孔9加载平台
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术做进一步说明：
[0026]如图1
‑
4所示一种用于检测隧道内管片接头强度的模拟装置，包括含有拼接头2的管片1，所述管片1的弧形端面上，加载有至少两组向下施压的推力装置，所述管片1左右两端的外侧，分别加载有一组水平施压的推力装置，所述每组推力装置由通过气泵连接调压阀控制的圆筒型气缸5螺栓连接的S型推力传感器6，及所述S型推力传感器6螺栓连接的推力杆7构成，本专利技术在所述推力杆7的端头设置为与管片1端面弧度相契合的斜坡面，目的是为了使推力杆7的端头与管片1端面的贴合更紧密；本方案所述圆筒型气缸5的另一端穿过加载平台9上固定设置的支架4中部的孔8予以支撑设置，所述推力杆7的杆体，通过加载平台9上固定设置的定位槽3予以定位设置，本专利技术所述定位槽3是由两个相同结构的T型挡块，其平面一侧相对应设置构成；为了减小摩擦力带来的影响，本专利技术在所述推力杆7的杆体上以及定位槽3的槽内均涂抹有润滑油；本装置所述支架4、定位槽3与加载平台9为焊接连接。
[0027]本专利技术的检测原理与方法为：
[0028]参照图1，本专利技术对于隧道管片接头强度的检测，选用两片拼装管片作为检测对象是最为简单的方法，隧道模型管片由两片角度为67.5
°
的管片按照实际工程角度拼装而成；通过图2可以知道管片加载的状况，在每个管片的左右端部施加水平荷载，在管片上端面施加竖向荷载，气缸加压通过气泵连接调压阀控制，采用8mm直径的气管，在气缸与管片的作用点设置S型传感器，传感器与采集仪连接，通过采集仪实时检测气缸施加在管片上受力的作用力大小可以简单列出接头部位的强度计算公式；图3为隧道模型管片接头强度检测用
加载平台结构图。
[0029]本方案主要围绕气缸来施加推力进行工作，将强度检测装置安装完毕之后，打开采集仪记录初始作用力的大小，记录完毕后打开气泵加压，通过调压阀调节每个气缸压力的大小，观察采集仪的数值，当作用力达到预期数值时停止调节调压阀，观察管片接头是否发生破坏，从而得到完整的试验检测结果。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测隧道内管片接头强度的模拟装置，包括含有拼接头(2)的管片(1)，其特征在于：所述管片(1)的弧形端面上，加载有至少两组向下施压的推力装置，所述管片(1)左右两端的外侧，分别加载有一组水平施压的推力装置，所述每组推力装置由通过气泵连接调压阀控制的圆筒型气缸(5)螺栓连接的S型推力传感器(6)，及所述S型推力传感器(6)螺栓连接的推力杆(7)构成，所述圆筒型气缸(5)的另一端穿过加载平台(9)上固定设置的支架(4)中部的孔(8)予以支撑设置，所述推力杆(7)的杆体，通过加载平台(9)上固定设置的定位槽(3)予以定位设置。2.根据权利要求1所述的一种用于检测隧道内管片接头强度的模拟装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙颜顶，楼一勋，吴滨，雷亚伟，姜会浩，郭景琢，周强，刘晓敏，贾建伟，程雪松，郑刚，栗晴瀚，王延宾，焦莹，
申请(专利权)人：中国建设基础设施有限公司中国建筑股份有限公司天津大学，
类型：发明
国别省市：