一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī),所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)是由自平衡反力核心筒、油缸施力裝置、軸向力加載裝置、加載梁和底座組成；底座位于最底部；自平衡反力核心筒位于底座的中心；盾構(gòu)管片環(huán)位于底座邊緣；加載梁垂直立于盾構(gòu)管片環(huán)的外側(cè)；油缸施力裝置兩端分別連接自平衡反力核心筒和加載梁；軸向力加載裝置位于盾構(gòu)管片環(huán)上。本實(shí)用新型采用的自平衡反力核心筒，簡單經(jīng)濟(jì)，又可以實(shí)現(xiàn)對盾構(gòu)管片的不平衡加載。本實(shí)用新型在徑向和軸向都采用12點(diǎn)加載，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)加載，能更好地模擬襯砌結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)下的受力特征。
【專利說明】一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)盾構(gòu)管片的試驗(yàn)方式主要是模型試驗(yàn)、局部試驗(yàn)和簡化試驗(yàn)。由于模型結(jié)構(gòu)的粗略化及模型材料的離散型，局部試驗(yàn)的尺寸效應(yīng)和諸多忽略因素等，均難以真實(shí)實(shí)現(xiàn)對管片結(jié)構(gòu)的細(xì)部特征及結(jié)構(gòu)承載力、失穩(wěn)、破壞特征等力學(xué)特性的模擬。
[0003]對于整環(huán)管片襯砌結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外也開展了一些原型試驗(yàn)，目前對于整環(huán)原型管片襯砌結(jié)構(gòu)的加載方法可歸納為2種:第一種方法是在地面挖深坑，將管片結(jié)構(gòu)水平安放在坑內(nèi)進(jìn)行加載，其反力由坑壁提供。第二種方法是將管片結(jié)構(gòu)放置在地面，用若干千斤頂沿徑向施加荷載來等效代替襯砌的實(shí)際受力情況。
[0004]在國外，關(guān)于襯砌的試驗(yàn)做過較多。尤其在日本，盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展迅速和技術(shù)水平均處國際前列。在2003年，日本進(jìn)行了雙圓矩形盾構(gòu)襯砌1:1原型試驗(yàn)研究，提出了一種新的盾構(gòu)隧道斷面形式，該襯砌為雙孔矩形，其襯砌外層為銅結(jié)構(gòu)，內(nèi)部灌注混凝土，形成一種組合結(jié)構(gòu)的襯砌。試驗(yàn)分別對不帶立和帶立柱的兩種襯砌加載，前者在地面挖一深坑，將試件水平安放在坑內(nèi)。試件環(huán)向進(jìn)行8點(diǎn)加載，其反力由坑壁承擔(dān)；后者將試件放置在地面。加載方法類似6點(diǎn)集中加載。試件采用三個環(huán)進(jìn)行錯縫拼裝，考慮了環(huán)與環(huán)之間的相互作用。
[0005]在國內(nèi)，1999年上海隧道工程股份有限公司施工技術(shù)研究所對雙圓襯砌先后進(jìn)行了三次通縫拼裝和三次錯縫拼裝的模型試驗(yàn)(按1:3的模型)，試驗(yàn)加載采用六點(diǎn)集中加載的加載方案。試驗(yàn)的目的是研究雙圓襯砌在通縫與錯縫兩種拼裝形式下的受力和變形特點(diǎn)。試驗(yàn)通過三只液壓千斤頂和三根拉桿，實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)對拉加載。其加載裝置簡單，傳力可靠，但是由于加載點(diǎn)過少(僅六點(diǎn)集中加載)，對于模擬襯砌環(huán)在土中的實(shí)際受力情況還比較粗糙；另外，該試驗(yàn)沒有考慮襯砌環(huán)縱向的受力；由于是1:3的模型試驗(yàn)，試驗(yàn)的結(jié)果與實(shí)際襯砌結(jié)構(gòu)在實(shí)際受力情況下的結(jié)果之間存在差異。盡管如此，該試驗(yàn)還是提供了一些重要的數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步開展雙圓盾構(gòu)隧道的研究提供了可供參考的依據(jù)。
[0006]2000年，同濟(jì)大學(xué)與上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院合作進(jìn)行了單圓襯砌1:1原型試驗(yàn)，試件為厚度不同的兩種襯砌環(huán)(上海環(huán)與廣州環(huán))，其中上海地鐵襯砌環(huán)外徑6.2m，內(nèi)徑5.5m，壁厚0.35m，環(huán)寬1.0m，混凝土等級C50 ;廣州地鐵襯砌環(huán)外徑6.0m,內(nèi)徑5.4m,壁厚0.30m,環(huán)寬1.2m,混凝土等級C50。通過兩種環(huán)的試驗(yàn)對比，分析計算襯砌結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形，全面評價兩種地鐵襯砌的變形、強(qiáng)度、抗裂性、密封止水特性，為優(yōu)化上海地鐵襯砌結(jié)構(gòu)，完善設(shè)計計算方法提供依據(jù)。這次試驗(yàn)是我國首次進(jìn)行的盾構(gòu)襯砌結(jié)構(gòu)1:1的原型試驗(yàn)。這次試驗(yàn)采用單環(huán)，未考慮前后的襯砌對其的影響，也未考慮襯砌縱向的受力。試驗(yàn)用32只液壓千斤頂沿徑向施加荷載，來等效代替襯砌的實(shí)際受力，并且通過墊梁，將所加荷載較均勻地傳遞到襯砌上，同1999年的試驗(yàn)相比，試驗(yàn)加載與實(shí)際受力較為接近。[0007]2007年上海隧道工程股份有限公司與同濟(jì)大學(xué)合作，對上海崇明隧道用44套千斤頂即44個對拉力近似模擬均布荷載進(jìn)行加載，并將這些對拉力分成4組，如圖7所示，以調(diào)整大小模擬不用的荷載工況，這種加載方式采用多點(diǎn)施加綜合荷載，即使將土壓和水壓混合在一起施加的。
[0008]上述實(shí)驗(yàn)設(shè)備均具有實(shí)際工程項目背景，即針對解決工程項目中產(chǎn)生的實(shí)際問題而建設(shè)的，所以大多數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備在試驗(yàn)結(jié)束后均以拆除。另外，該試驗(yàn)沒有考慮襯砌環(huán)縱向的受力；試驗(yàn)的結(jié)果與管片襯砌結(jié)構(gòu)在實(shí)際受力情況下的結(jié)果之間存在差異。因此為了驗(yàn)證襯砌管片的承載力和穩(wěn)定性，掌握管片細(xì)部結(jié)構(gòu)真實(shí)受力與變形規(guī)律，以發(fā)展的觀點(diǎn)和長遠(yuǎn)角度分析，建設(shè)更加合理、更加完善的盾構(gòu)管片1:1試驗(yàn)設(shè)備是必要的、值得的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型提供了一種解決現(xiàn)有盾構(gòu)管片試驗(yàn)中的問題的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)。
[0010]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0011]本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)是由自平衡反力核心筒、油缸施力裝置、軸向力加載裝置、加載梁和底座組成；底座呈圓形位于盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的最底部；自平衡反力核心筒位于底座的中心；盾構(gòu)管片環(huán)位于底座邊緣的上方；加載梁為立方體結(jié)構(gòu)，垂直立于底座和盾構(gòu)管片環(huán)的外側(cè)；油缸施力裝置兩端分別連接自平衡反力核心筒和加載梁；軸向力加載裝置位于盾構(gòu)管片環(huán)上；自平衡反力核心筒和盾構(gòu)管片環(huán)的圓周上設(shè)置有十二個油缸施力裝置和加載梁；每兩個加載梁之間的盾構(gòu)管片環(huán)上設(shè)有一個軸向力加載裝置。
[0012]自平衡反力核心筒是由上覆板、豎梁、上環(huán)箍、中環(huán)箍和下環(huán)箍組成；多根豎梁具有相同的形狀與尺寸，并且沿著一個圓周間隔排列，圍成一個圓桶狀；上覆板是一個內(nèi)部中空的環(huán)板，上覆板位于多根豎梁圍成圓桶的頂部；上環(huán)箍呈圓環(huán)狀，套在豎梁的圓周外側(cè)的上部；中環(huán)箍呈圓環(huán)狀，套在豎梁的圓周外側(cè)的中部；下環(huán)箍呈圓環(huán)狀，套在豎梁的圓周外側(cè)的下部；上覆板、上環(huán)箍、中環(huán)箍和下環(huán)箍通過焊接與豎梁連接。
[0013]豎梁為鋼包混凝土結(jié)構(gòu)，自平衡反力核心筒由12根豎梁繞軸心按30度角排列組合而成，每兩個豎梁之間留有間隙。
[0014]上環(huán)箍、中環(huán)箍和下環(huán)箍由切割成梯形的工字鋼焊接而成。
[0015]油缸施力裝置由液壓油缸、錨固圓鋼和受拉圓鋼組成；所述錨固圓鋼的一端與液壓油缸的缸體或活塞桿連接，另一端連接到自平衡反力核心筒內(nèi)壁上；所述受拉圓鋼的一端與液壓油缸的缸體和活塞桿中的另一個連接，另一端連接到加載梁上。
[0016]錨固圓鋼與受拉圓鋼的端部都設(shè)有內(nèi)絲錨頭，內(nèi)絲錨頭內(nèi)側(cè)設(shè)有墊片。
[0017]軸向力加載裝置包括第一墊板、第二墊板、拉桿和千斤頂；兩根平行設(shè)置的拉桿，其垂直于第一墊板設(shè)置，且一端與所述第一墊板固定連接；第二墊板平行于第一墊板，且?guī)в型祝瑑筛瓧U穿過通孔，第二墊板沿著拉桿相對于第一墊板運(yùn)動；千斤頂位于第二墊板上方，其對第二墊板施加朝著第一墊板方向的力。
[0018]軸向力加載裝置還包括反力板，反力板平行于第一墊板，且位于千斤頂上方，反力板帶有通孔，允許拉桿穿過，反力板沿著拉桿相對于第一墊板運(yùn)動；拉桿在上端處具有螺紋段，且在所述螺紋段上旋擰有螺母，且螺母位于反力板的上方。
[0019]所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)還包括油缸定位裝置，油缸定位裝置是由油缸托架、滑軌和油缸旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)組成；兩根滑軌通過焊接方式連接在上環(huán)箍和中環(huán)箍或中環(huán)箍和下環(huán)箍上，是油缸托架的滑動軌道；油缸托架與滑軌通過托架滑動抓連接，每根滑軌上各有兩個滑動抓；油缸旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)位于自平衡反力核心筒上方，用于上下垂直提升加載油缸。
[0020]油缸旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)支撐、電機(jī)、工字鋼挑梁和電動葫蘆組成；回轉(zhuǎn)支撐與上覆板連接；工字鋼挑梁橫置于回轉(zhuǎn)支撐上；電機(jī)位于工字鋼挑梁上；電動葫蘆位于工字鋼挑梁上，由電機(jī)帶動用于上下垂直提升加載油缸。
[0021]自平衡反力核心筒是試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)的子系統(tǒng)，是試驗(yàn)機(jī)主體結(jié)構(gòu)中各機(jī)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)。根據(jù)反力核心筒主要功用:1、提供液壓油缸支反力；2、為油路系統(tǒng)及液壓控制硬件提供放置空間；3、提供液壓油缸豎向滑動和定位平臺。
[0022]加載梁底部與底座固定連接，且加載梁的高度高于盾構(gòu)管片，加載梁在與盾構(gòu)管片連接處設(shè)有墊梁，墊梁直接與盾構(gòu)管片接觸，加載點(diǎn)施加徑向力由液壓油缸傳遞到受拉圓鋼，并通過加載梁和墊梁傳遞到盾構(gòu)管片。
[0023]底座體系的作用是為管線油路布置、管片拼裝提供結(jié)構(gòu)支持，并構(gòu)成加載系統(tǒng)和試件的邊界約束條件；
[0024]墊梁底座主要功用:
[0025]1、支撐墊梁；
[0026]2、為墊梁拼裝提供定位；
[0027]3、減小試驗(yàn)機(jī)施加管片徑向力時由于千斤頂微小施力角度偏差產(chǎn)生墊梁豎向附加力導(dǎo)致的墊梁底部附加靜摩擦力；
[0028]設(shè)備底座主要指自平衡反力核心筒底座，其主要功用為:
[0029]1、為加載系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供管線通道；
[0030]2、為反力核心筒提供穩(wěn)定性安全儲備；
[0031]本實(shí)用新型的積極效果如下:
[0032](I)本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)采用了一套自平衡裝置(自平衡反力核心筒)，簡單經(jīng)濟(jì)，又可以實(shí)現(xiàn)對盾構(gòu)管片的不平衡加載。對比常規(guī)加載、反力系統(tǒng)，比如利用反力墻提供反力。反力墻制作費(fèi)時費(fèi)工，而且過多地占用試驗(yàn)場地，試驗(yàn)結(jié)束后還需拆除；地面千斤頂對打的加載方式，加載的力過于簡單，不能實(shí)現(xiàn)對管片真實(shí)受力的模擬，不能實(shí)現(xiàn)不平衡加載。
[0033](2)自平衡反力核心筒和設(shè)備底座體系大大簡化了千斤頂油路系統(tǒng)的布置，更加合理的利用了空間，減少了試驗(yàn)設(shè)備的占地面積，優(yōu)化了試驗(yàn)加載控制系統(tǒng)，降低了設(shè)備建設(shè)成本。
[0034](3)本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的加載梁可在加載梁底座范圍內(nèi)移動并固定，可形成不同直徑、不同幾何尺寸和不同材料盾構(gòu)管片的試驗(yàn)?zāi)芰Α?br> [0035](4)本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)在徑向和軸向都采用12點(diǎn)加載，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)加載。同以往襯砌結(jié)構(gòu)試驗(yàn)如采用4點(diǎn)對拉加載相比，能更好地模擬襯砌結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)下的受力特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的示意圖。[0037]圖2是本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的自平衡反力核心筒的示意圖。
[0038]圖3是本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的施力裝置的示意圖。
[0039]圖4是本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的油缸托架和滑軌連接的示意圖。
[0040]圖5是本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的油缸旋轉(zhuǎn)提升裝置的示意圖。
[0041]圖6是本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的軸向力加載裝置的示意圖。
[0042]圖7是不同加載模式下盾構(gòu)管片加載圖。
[0043]圖8是不同加載模式下盾構(gòu)管片變形圖。
[0044]圖9是不同加載模式下盾構(gòu)管片彎矩圖。
[0045]圖10是不同加載模式下盾構(gòu)管片軸力圖。
[0046]圖11是不同加載模式下盾構(gòu)管片剪力圖。
[0047]I自平衡反力核心筒、1-1上環(huán)箍、1-2中環(huán)箍、1-3下環(huán)箍、1-4豎梁、1-5上覆板、2油缸施力裝置、2-1液壓油缸、2-2錨固圓鋼、2-3受拉圓鋼、3油缸定位裝置、3-1油缸托架、3-2滑軌、3-3滑動抓、3-4回轉(zhuǎn)支撐、3-5電機(jī)、3_6工字鋼挑梁、3_7電動葫蘆、4軸向力加載裝置、4-1第一墊板、4-2第二墊板、4-3拉桿、4-4千斤頂、4_5反力板、4_6螺母、5加載梁、6底座、7盾構(gòu)管片環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面的實(shí)施例是對本實(shí)用新型的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0049]如圖1所示:本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)是由自平衡反力核心筒1、油缸施力裝置2、軸向力加載裝置4、加載梁5和底座6組成；底座6呈圓形位于盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的最底部；自平衡反力核心筒I位于底座6的中心；盾構(gòu)管片環(huán)7位于底座6邊緣的上方；加載梁5為立方體結(jié)構(gòu)，垂直立于底座6和盾構(gòu)管片環(huán)7的外側(cè)；油缸施力裝置2兩端分別連接自平衡反力核心筒I和加載梁5 ;軸向力加載裝置4位于盾構(gòu)管片環(huán)7上；自平衡反力核心筒I和盾構(gòu)管片環(huán)7的圓周上設(shè)置有十二個油缸施力裝置2和加載梁5 ;每兩個加載梁5之間的盾構(gòu)管片環(huán)7上設(shè)有一個軸向力加載裝置4。
[0050]如圖2所示:自平衡反力核心筒I是由上覆板1-5、豎梁1-4、上環(huán)箍1_1、中環(huán)箍1-2和下環(huán)箍1-3組成；多根豎梁1-4具有相同的形狀與尺寸，并且沿著一個圓周間隔排列，圍成一個圓桶狀；上覆板1-5是一個內(nèi)部中空的環(huán)板，上覆板1-5位于多根豎梁1-4圍成圓桶的頂部；上環(huán)箍1-1呈圓環(huán)狀，套在豎梁的圓周外側(cè)的上部；中環(huán)箍1-2呈圓環(huán)狀，套在豎梁的圓周外側(cè)的中部；下環(huán)箍1-3呈圓環(huán)狀，套在豎梁的圓周外側(cè)的下部；上覆板1-5、上環(huán)箍1-1、中環(huán)箍1-2和下環(huán)箍1-3通過焊接與豎梁1-4連接。
[0051]如圖3所示:油缸施力裝置2由液壓油缸2-1、錨固圓鋼2-2和受拉圓鋼2-3組成；所述錨固圓鋼2-2的一端與液壓油缸2-1的缸體或活塞桿連接，另一端連接到自平衡反力核心筒I內(nèi)壁上；所述受拉圓鋼2-3的一端與液壓油缸2-1的缸體和活塞桿中的另一個連接，另一端連接到加載梁5上。
[0052]如圖4和圖5所示:油缸定位裝置3是由油缸托架3-1、滑軌3-2和油缸旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)組成；兩根滑軌3-2通過焊接方式連接在上環(huán)箍1-1和中環(huán)箍1-2或中環(huán)箍1-2和下環(huán)箍1-3上，是油缸托架3-1的滑動軌道；油缸托架3-1與滑軌3-2通過托架滑動抓3-3連接，每根滑軌3-2上各有兩個滑動抓3-3 ;油缸旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)位于自平衡反力核心筒I上方，用于上下垂直提升加載油缸。
[0053]油缸旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)支撐3-4、電機(jī)3-5、工字鋼挑梁3_6和電動葫蘆3-7組成；回轉(zhuǎn)支撐3-4與上覆板1-5連接；工字鋼挑梁3-6橫置于回轉(zhuǎn)支撐3-4上；電機(jī)3_5位于工字鋼挑梁3-6上；電動葫蘆3-7位于工字鋼挑梁3-6上，由電機(jī)3-5帶動用于上下垂直提升加載油缸。
[0054]在進(jìn)行盾構(gòu)管片性能試驗(yàn)時，液壓油缸對受拉圓鋼施加一定的徑向力，徑向力通過受拉圓鋼，傳遞到加載梁和墊梁，然后施加給盾構(gòu)管片徑向力，另一側(cè)液壓油缸通過錨固圓鋼與自平衡反力核心筒連接，起到穩(wěn)固和反力的作用。
[0055]軸向力試驗(yàn)方面，千斤頂對第二墊片施加向下的力，通過第二墊片和第一墊片將軸向力傳遞給它們中間的盾構(gòu)管片，而還可以通過螺母禁錮反力板，進(jìn)行加大軸向力的施加。
[0056]盾構(gòu)管片在實(shí)際地層中受到所受的荷載為連續(xù)分布荷載，因此加載控制點(diǎn)越多管片的受力越接近于實(shí)際地層受力，但盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)的造價也就越高，系統(tǒng)也就越復(fù)雜。
[0057]所以本實(shí)用新型對比了傳統(tǒng)的4點(diǎn)和8點(diǎn)加載與本實(shí)用新型的12點(diǎn)加載對盾構(gòu)管片的受力影響。
[0058]圖7是不同加載模式下盾構(gòu)管片加載圖。圖8是不同加載模式下盾構(gòu)管片變形圖。圖9是不同加載模式下盾構(gòu)管片彎矩圖。圖10是不同加載模式下盾構(gòu)管片軸力圖。圖11是不同加載模式下盾構(gòu)管片剪力圖。
[0059]通過上述管片力學(xué)響應(yīng)的對比分析可知，各加載方案的變形圖和軸力圖在形式上基本相同，并和一般情況下管片實(shí)際所受軸力和變形比較接近。但各加載方案的彎矩圖和剪力圖有一定區(qū)別，見圖9可知，4點(diǎn)加載時管片所受彎矩圖形式與實(shí)際所受彎矩形式完全不符。8點(diǎn)加載和12點(diǎn)加載方案中管片所受彎矩圖基本相似，但存在一定區(qū)別。8點(diǎn)加載方案的彎矩圖較陡，變化較快，有尖點(diǎn)；且最大負(fù)彎矩出現(xiàn)在拱腰上下兩側(cè)，在數(shù)量級上也相對較大。12點(diǎn)加載方案管片彎矩圖較平緩，最大負(fù)彎矩出現(xiàn)在拱腰上，結(jié)果數(shù)量級上也和實(shí)際情況較為接近。通過上述分析可知本實(shí)用新型的12點(diǎn)加載方案(管片變形和受力)比較符合理論分析結(jié)果和實(shí)際管片受力變形模式。
[0060]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)是由自平衡反力核心筒(I)、油缸施力裝置(2)、軸向力加載裝置(4)、加載梁(5)和底座(6)組成；底座(6)呈圓形位于盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的最底部；自平衡反力核心筒(I)位于底座(6)的中心；盾構(gòu)管片環(huán)(7)位于底座(6)邊緣的上方；加載梁(5)為立方體結(jié)構(gòu),垂直立于底座(6)和盾構(gòu)管片環(huán)(7)的外側(cè)；油缸施力裝置(2)兩端分別連接自平衡反力核心筒(I)和加載梁(5);軸向力加載裝置(4)位于盾構(gòu)管片環(huán)(7)上；自平衡反力核心筒(I)和盾構(gòu)管片環(huán)(7)的圓周上設(shè)置有十二個油缸施力裝置(2)和加載梁(5);每兩個加載梁(5)之間的盾構(gòu)管片環(huán)(7)上設(shè)有一個軸向力加載裝置(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:自平衡反力核心筒(I)是由上覆板(1-5)、豎梁(1-4)、上環(huán)箍(1-1)、中環(huán)箍(1-2)和下環(huán)箍(1-3)組成；多根豎梁(1_4)具有相同的形狀與尺寸，并且沿著一個圓周間隔排列，圍成一個圓桶狀；上覆板(1-5)是一個內(nèi)部中空的環(huán)板，上覆板(1-5)位于多根豎梁(1-4)圍成圓桶的頂部；上環(huán)箍(1-1)呈圓環(huán)狀，套在豎梁的圓周外側(cè)的上部；中環(huán)箍(1-2)呈圓環(huán)狀，套在豎梁的圓周外側(cè)的中部；下環(huán)箍(1-3)呈圓環(huán)狀，套在豎梁的圓周外側(cè)的下部；上覆板(1-5)、上環(huán)箍(1-1)、中環(huán)箍(1-2)和下環(huán)箍(1-3)通過焊接與豎梁(1-4)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:豎梁(1-4)為鋼包混凝土結(jié)構(gòu)，自平衡反力核心筒由12根豎梁(1-4)繞軸心按30度角排列組合而成，每兩個豎梁(1-4)之間留有間隙。
4.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:上環(huán)箍(1-1)、中環(huán)箍(1-2)和下環(huán)箍(1-3)由切割成梯形的工字鋼焊接而成。
5.如權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:油缸施力裝置(2)由液壓油缸(2-1)、錨固圓鋼(2-2)和受拉圓`鋼(2-3)組成；所述錨固圓鋼(2-2)的一端與液壓油缸(2-1)的缸體或活塞桿連接，另一端連接到自平衡反力核心筒(I)內(nèi)壁上；所述受拉圓鋼(2-3)的一端與液壓油缸(2-1)的缸體和活塞桿中的另一個連接，另一端連接到加載梁(5)上。
6.如權(quán)利要求5所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:錨固圓鋼(2-2)與受拉圓鋼(2-3)的端部都設(shè)有內(nèi)絲錨頭，內(nèi)絲錨頭內(nèi)側(cè)設(shè)有墊片。
7.如權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:軸向力加載裝置(4)包括第一墊板(4-1)、第二墊板(4-2)、拉桿(4-3)和千斤頂(4-4);兩根平行設(shè)置的拉桿(4_3)，其垂直于第一墊板(4-1)設(shè)置,且一端與所述第一墊板(4-1)固定連接；第二墊板(4-2)平行于第一墊板(4-1)，且?guī)в型?，兩根拉桿(4-3 )穿過通孔，第二墊板(4-2 )沿著拉桿(4-3 )相對于第一墊板(4-1)運(yùn)動；千斤頂(4-4)位于第二墊板(4-2)上方,其對第二墊板(4-2)施加朝著第一墊板(4-1)方向的力。
8.如權(quán)利要求7所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:軸向力加載裝置(4)還包括反力板(4-5)，反力板(4-5)平行于第一墊板(4-1)，且位于千斤頂(4-4)上方，反力板(4-5)帶有通孔，允許拉桿(4-3 )穿過，反力板(4-5 )沿著拉桿(4-3 )相對于第一墊板(4-1)運(yùn)動；拉桿(4-3)在上端處具有螺紋段，且在所述螺紋段上旋擰有螺母(4-6)，且螺母(4-6)位于反力板(4-5)的上方。
9.如權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)還包括油缸定位裝置(3)，油缸定位裝置(3)是由油缸托架(3-1)、滑軌(3-2)和油缸旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)組成；兩根滑軌(3-2)通過焊接方式連接在上環(huán)箍(1-1)和中環(huán)箍(1-2)或中環(huán)箍(1-2)和下環(huán)箍(1-3)上，是油缸托架(3-1)的滑動軌道；油缸托架(3-1)與滑軌(3-2)通過托架滑動抓(3-3)連接，每根滑軌(3-2)上各有兩個滑動抓(3-3);油缸旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)位于自平衡反力核心筒(I)上方，用于上下垂直提升加載油缸。
10.如權(quán)利要求9所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:油缸旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)支撐(3-4)、電機(jī)(3-5 )、工字鋼挑梁(3-6)和電動葫蘆(3-7)組成；回轉(zhuǎn)支撐(3_4)與上覆板(1-5)連接；工字鋼挑梁(3-6)橫置于回轉(zhuǎn)支撐(3-4)上；電機(jī)(3-5)位于工字鋼挑梁(3-6)上；電動葫蘆(3-7 )位于工字鋼挑梁(3-6 )上，由電機(jī)(3-5 )帶動用于上下垂直提升加載油缸。
【文檔編號】G01M13/00GK203587331SQ201320736386
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】馬程昊, 白晨光, 馬慶松, 秦會來, 油新華, 耿冬青, 宋福淵, 許國光, 張清林, 楊春英, 張偉, 郭恒, 胡賀祥 申請人:中國建筑股份有限公司