一種用于盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤其是一種用于盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著國內(nèi)地鐵的迅速發(fā)展，盾構(gòu)隧道管片的使用也愈來愈廣泛。但用這種單層襯砌作為永久支護(hù)尤其要注意防水、裂縫開展等，所以對管片自身性能的要求也越來越高，越來越注重管片各方面的綜合性能?；谶@些要求，各類能有效限制裂縫開展、綜合性能高的特性管片將逐漸運(yùn)用到實(shí)際工程中。
[0003]鑒于此，對于各類管片性能的試驗(yàn)研究就顯得尤為重要。目前，對于盾構(gòu)管片力學(xué)性能試驗(yàn)的各類試驗(yàn)裝置還顯得比較單一且精度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于為解決上述問題而提供一種用于盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載
目.ο
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種用于盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置，包括試驗(yàn)臺(tái)架和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);其中:試驗(yàn)臺(tái)架具有臺(tái)架底座，四根立柱置于臺(tái)架底座四角上，臺(tái)架底座的臺(tái)面上置有導(dǎo)槽，一對滑動(dòng)支座通過兩個(gè)滑動(dòng)滾軸在試驗(yàn)臺(tái)架底座上的軌道上實(shí)現(xiàn)橫向滑動(dòng)，滑動(dòng)支座與臺(tái)架底座橫向反力梁間設(shè)置有水平千斤頂，以對試樣提供橫向加載；“H”形豎向反力梁套置在臺(tái)架底座的四根立柱上，并通過螺栓可升降地選擇適當(dāng)?shù)母叨任恢迷谒母⒅瞎潭?；豎向加載板的上部兩個(gè)豎向千斤頂設(shè)置在“H”形豎向反力梁的中梁與豎向加載板之間，通過加載板下部的加載滾軸對試樣提供豎向加載;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括設(shè)置在水平千斤頂頂部的水平壓力傳感器、豎向千斤頂上部的豎向壓力傳感器和設(shè)置在臺(tái)架底座中間凹槽內(nèi)的激光位移傳感器和帶刻度的高精度攝像頭。
[0007]本發(fā)明的橫向千斤頂和豎向千斤頂均為液壓千斤頂，利用中央控制系統(tǒng)控制油站加壓，并且采用并列對稱布置，能夠更均勻更精確的加壓。每個(gè)滑動(dòng)支座底下均有兩個(gè)滑動(dòng)滾軸，可在試驗(yàn)臺(tái)架底座上的軌道上標(biāo)準(zhǔn)橫向滑動(dòng)，有效的控制管片或梁擺放在試驗(yàn)臺(tái)架上正確的位置并在加壓過程中克服偏壓現(xiàn)象。
[0008]為適應(yīng)不同的試樣和加載方式下，加載板的底部具有“T”形槽，一個(gè)或一個(gè)以上置有三角加載頭的活動(dòng)滑板置有置于“T”形槽內(nèi)，活動(dòng)滑板可沿“T”形槽水平滑動(dòng)。加載滾軸插放在三角加載頭的軸孔內(nèi)，使用者可根據(jù)不同的使用場合配置出相應(yīng)的加載機(jī)構(gòu)。
[0009]為了試驗(yàn)便于管片或梁的裝卸，本發(fā)明豎向千斤頂固定于豎向加載板上，豎向加載板左右2端由兩個(gè)升降繩索通過滑輪連至頂端“H”形梁上的電動(dòng)機(jī)，可系統(tǒng)控制其升降。
[0010]為了便于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確完整的采集，本發(fā)明在管片或則梁的底部以及前后兩側(cè)均配置一個(gè)帶刻度的高精度攝像頭記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程和裂縫的開展，并在底部和左右兩側(cè)配置五個(gè)激光位移傳感器可以測出兩端及底部的位移。
[0011]為了便于管片和梁底部數(shù)據(jù)的采集，本發(fā)明會(huì)將試驗(yàn)臺(tái)架底座的中部做成一個(gè)凹槽以利于帶刻度的高精度攝像頭和激光位移傳感器安放至最佳位置。
[0012]水平壓力傳感器位于滑動(dòng)支座與水平千斤頂之間，豎向壓力傳感器位于豎向千斤頂與試驗(yàn)臺(tái)架頂端可升降“H”形豎向反力梁之間。
[0013]為了便于試驗(yàn)臺(tái)架在管片和大梁這些高差太大的加載物中切換試驗(yàn)，本發(fā)明會(huì)將試驗(yàn)臺(tái)架頂部的“H”形豎向反力梁四角連上吊索通過滑輪連到立柱上的電動(dòng)機(jī)，并在四根立柱側(cè)面預(yù)先在1.4m、1.7m、2m處留下鎖定孔，使其能沿四根立柱上下升降并固定。
[0014]為了便于不同尺寸管片與大梁的跨中加載與三分點(diǎn)加載的切換，本發(fā)明將在豎向加載板中嵌入兩個(gè)活動(dòng)滑板，使其可在豎向加載板側(cè)面抽拉，用以完成加載滾軸位置的變動(dòng)。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016]本試驗(yàn)裝置能夠利用液壓千斤頂精確導(dǎo)入水平力和豎向壓力，有效的到達(dá)設(shè)計(jì)的彎矩和軸力，并且能夠通過滑動(dòng)支座的可控水平滑動(dòng)使試驗(yàn)條件與理論設(shè)計(jì)達(dá)到一致，加上可上下升降的可在三分點(diǎn)加載和跨中加載切換的豎向加載板和臺(tái)架頂部可升降“H”形豎向反力梁，使得本裝置可在管片和梁的三分點(diǎn)加載與跨中加載實(shí)驗(yàn)中靈活切換;其試驗(yàn)臺(tái)架底座的改造以及壓力傳感器、帶刻度的高精度攝像頭、激光位移傳感器使得該實(shí)驗(yàn)裝置可以測得一套全面且精確的數(shù)據(jù)，更接近試驗(yàn)預(yù)期。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置的立體結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2是圖1的縱向剖視圖。
[0019]圖3是本發(fā)明裝置用于盾構(gòu)隧道管片三分點(diǎn)加載的試驗(yàn)裝置的主視圖；
[0020]圖4是本發(fā)明裝置用于盾構(gòu)隧道管片跨中加載的試驗(yàn)裝置的主視圖；
[0021]圖5是本發(fā)明裝置用于盾構(gòu)隧道梁三分點(diǎn)加載的試驗(yàn)裝置的主視圖；
[0022]圖6是本發(fā)明裝置用于盾構(gòu)隧道梁跨中加載的試驗(yàn)裝置的主視圖；
[0023]圖7是本發(fā)明裝置用于盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置橫向支座的后視圖；
[0024]圖8是本發(fā)明裝置用于盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置橫向支座的側(cè)視圖；
[0025]圖9是本發(fā)明裝置用于盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置豎向反力梁的俯視圖；
[0026]圖10是本發(fā)明裝置用于盾構(gòu)隧道梁尺寸變小時(shí)跨中加載的試驗(yàn)裝置的主視圖；
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0028]如圖1、圖2和圖3可看出，本發(fā)明所述的盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置包括試驗(yàn)臺(tái)架數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及被測試盾構(gòu)管片11和各類梁12，所述試驗(yàn)臺(tái)架包括臺(tái)架底座7和四根豎向立柱6，其之間采用焊接;所述加載裝置分為橫向加載裝置和豎向加載裝置，橫向加載裝置包括兩個(gè)橫向反力梁14、四只水平千斤頂8和兩個(gè)放管片的可滑動(dòng)支座9和10，四只水平千斤頂8分別放在兩個(gè)橫向反力梁14前端所特制的四個(gè)凹槽15里，四只水平壓力傳感器19安置于千斤頂前端并嵌入兩個(gè)滑動(dòng)支座預(yù)制好的四只圓孔16里固定，通過千斤頂8的伸長推動(dòng)滑動(dòng)支座的橫向滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)橫向加載，豎向加載裝置由可升降“H”形豎向反力梁1、兩個(gè)豎向壓力傳感器2、兩個(gè)豎向千斤頂3、1個(gè)豎向加載板4和二根控制豎向加載板升降的吊索5構(gòu)成，通過吊索5下降使豎向加載板安置于被加載物上，通過千斤頂實(shí)現(xiàn)加載，豎向加載板通過兩個(gè)電動(dòng)機(jī)21、兩個(gè)滑輪20以及二根吊索5實(shí)現(xiàn)短距離升降;所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括兩個(gè)豎向壓力傳感器2、四只水平壓力傳感器19、5個(gè)激光位移傳感器和三個(gè)帶刻度的高精度攝像頭17。
[0029]三個(gè)激光位移傳感器13安置于底座7中間凹槽里，另外兩個(gè)激光位移傳感器13位于橫向反力梁14中央，這些數(shù)據(jù)采集裝置均通過連接線連至中央控制系統(tǒng)(圖中未畫出)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、保存。
[0030]如圖3和圖8所示，滑動(dòng)支座通過底下的兩個(gè)滾軸18在特定滑槽中實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)橫向移動(dòng)，以此來實(shí)現(xiàn)加載。
[0031]如圖3、圖4、圖5和圖6所示，當(dāng)取滑動(dòng)支座9上的三角柱10，將頂部可升降“H”形豎向反力梁I上下升降便可實(shí)現(xiàn)將該裝置切換為梁的加載試驗(yàn)。
[0032]如圖10所示，當(dāng)在水平千斤頂8后加上預(yù)制小墊塊25(每個(gè)橫向千斤頂配置20cm、40cm、60cm三種)并調(diào)整豎向加載板兩個(gè)加載滾軸242的距離便能完成各個(gè)尺寸大梁(0.9m-3.5m)的跨中加載與三分點(diǎn)加載的切換。
[0033]如圖1、圖2、圖3所示，將豎向加載板4的“T”形槽內(nèi)的滑板24抽動(dòng)使加載滾軸到達(dá)特定位置并用螺栓固定便可以作管片和加載試驗(yàn);將一邊的加載滾軸242移動(dòng)至跨中，另一根取掉，并用螺栓固定便可以作管片與梁的跨中加載試驗(yàn)。
[0034]如圖1和圖9所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，頂部“H”形豎向反力梁I可用四周四根吊索5通過四只滑輪20連至四只電動(dòng)機(jī)21來控制其上下升降，并在相應(yīng)的銷釘孔23處用銷釘22固定。
[0035]如圖1、圖7所示，四只水平壓力傳感器19通過嵌入支座后預(yù)制圓孔16進(jìn)行定位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置，其特征在于，包括試驗(yàn)臺(tái)架和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);其中:試驗(yàn)臺(tái)架具有臺(tái)架底座(7)，四根立柱(6)置于臺(tái)架底座四角上，臺(tái)架底座的臺(tái)面上置有導(dǎo)槽，一對滑動(dòng)支座(9和10)通過兩個(gè)滑動(dòng)滾軸(18)在試驗(yàn)臺(tái)架底座上的軌道上實(shí)現(xiàn)橫向滑動(dòng)，滑動(dòng)支座(9和10)與臺(tái)架底座橫向反力梁(14)間設(shè)置有水平千斤頂(8)，以對試樣提供橫向加載；“H”形豎向反力梁(I)套置在臺(tái)架底座(7)的四根立柱(6)上，并通過螺栓(22)可升降地選擇適當(dāng)?shù)母叨任恢迷谒母⒅瞎潭?；豎向加載板(4)的上部兩個(gè)豎向千斤頂(3)設(shè)置在“H”形豎向反力梁(I)的中梁與豎向加載板(4)之間，通過加載板(4)下部的加載滾軸(242)對試樣提供豎向加載;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括設(shè)置在水平千斤頂(8)頂部的水平壓力傳感器(19)、豎向千斤頂(3)上部的豎向壓力傳感器(2)和設(shè)置在臺(tái)架底座(7)中間凹槽內(nèi)的激光位移傳感器(13)和帶刻度的高精度攝像頭(17)。2.根據(jù)權(quán)利I要求所述的盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置，其特征在于，所述加載板(4)的底部具有“T”形槽，一個(gè)或一個(gè)以上置有三角加載頭(241)的活動(dòng)滑板(24)置于“T”形槽內(nèi)，活動(dòng)滑板可沿“T”形槽水平滑動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利I或權(quán)利2要求所述的盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置，其特征在于，所述加載滾軸(242)插放在三角加載頭(241)的軸孔內(nèi).4.根據(jù)權(quán)利I要求所述的盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置，其特征在于，所述水平千斤頂(8)在臺(tái)架兩端各兩個(gè)并列排列;豎向千斤頂(3)為豎向加載板上兩個(gè)并列排列。5.根據(jù)權(quán)利I要求所述的盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置，其特征在于，臺(tái)架底座(7)的底部以及前后兩側(cè)均設(shè)置有帶刻度的高精度攝像頭(17)，以記錄下加載全過程裂縫的開展與寬度;臺(tái)架底座的底部以及左右兩側(cè)的設(shè)置激光位移傳感器(13)以測出試樣兩端及底部的位移。6.根據(jù)權(quán)利I要求所述的盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置，其特征在于，所述試試樣包括盾構(gòu)管片(11)和直梁(12)。
【專利摘要】本文公開了一種用于盾構(gòu)管片和直梁試驗(yàn)加載裝置，其中臺(tái)架底座、四角四根立柱構(gòu)成試驗(yàn)臺(tái)架；水平千斤頂、滑動(dòng)支座、豎向千斤頂、豎向可三分點(diǎn)加載和跨中加載切換的豎向加載板、橫向反力梁以及可升降的“H”形豎向反力梁構(gòu)成加載系統(tǒng)，各個(gè)千斤頂前端的壓力傳感器、激光位移傳感器、帶刻度的高精度攝像頭構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；將管片或梁放置于水平方向的兩個(gè)滑動(dòng)支座上，豎向的豎向加載板置于其上，利用水平向四只千斤頂和豎向兩個(gè)千斤頂進(jìn)行加載。
【IPC分類】G01N3/12
【公開號(hào)】CN105651614
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】周佳媚, 張遷, 蒙國往, 曹國棟, 王英學(xué), 全曉娟, 馬敏, 馮天煒, 常效境, 劉歡, 戴龍欽, 余樂, 周生波, 張雨帆
【申請人】西南交通大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月25日