反力井中可上下移动的加载油缸试验装置的制作方法

本实用新型属于液压控制技术领域，涉及加载油缸试验装置，特别涉及一种反力井中可上下移动的加载油缸试验装置。

背景技术：

随着城市基础设施的日益发展以及地下空间的进一步开发，地下交通已经成为很多城市不可或缺的公共交通组成部分，因此，地铁盾构隧道的结构安全以及力学性能研究有着举足轻重的意义。

为此，国内外主要采用缩尺寸模型试验以及足尺寸模型试验等方法从事相关研究，然而，在缩尺寸模型试验中，缩尺寸效应不可忽视的影响了试验可靠性，并且碍于模型材料性能的限制，实验结果与实际情况间也往往存在一定差异。并且在运营地铁隧道内也无法进行承载力方面的现场试验。因此，越来越多的学者选择采用足尺寸试验来模拟真实情况。对于足尺寸试验来说，加载装置的结构性能以及加载方式直接影响了试验的结果。为了更好的模拟真实情况下隧道管片所受的柔性的水土压力，反力装置对管片的施压通常要再通过加载头，而不能直接由加载油缸或者千斤顶的刚性接触直接作用于管片。一般的弧形加载头的作用点必须在管片的中间。目前广泛使用着多种尺寸的管片，如杭绍sg-4标盾构管片，金华-义乌-东阳市域轨道交通工程，金华站-双溪西路站区间，宁波市轨道交通1号线一期工程tj-ⅱ标泽民站～鼓楼站区间，北京地铁12号线02标长春桥站～人民大学站区间的环宽都为1.2m；青岛地铁8号线盾构混凝土管片，西安地铁6-5标盾构管片，西安地铁9-7标盾构管片，广州8-2标管片，杭州至临安城际铁路工程高新园区站-高青区间的环宽都达到了1.5m。但传统装置加载油缸固定，无法适应不同环宽的管片。

综上所述，现有的加载油缸本身功能存在不足，针对上述问题，亟需通过改进技术来解决。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种反力井中可上下移动的加载油缸试验装置。

这种反力井中可上下移动的加载油缸试验装置，包括液压加载系统以及配套辅助设备；液压加载系统包括t型槽、t型板、滑臂、加载油缸、固定铰板、活动铰板、分配梁和连接板；t型板上设有t型槽，t型板通过第三螺栓孔与反力井连接；t型板通过连接板与加载油缸连接，连接板四角设有t型螺孔，t型螺孔与t型槽内的t型螺栓配合连接；加载油缸设有可横向移动的滑臂，加载油缸前端连接固定铰板，固定铰板前端连接活动铰板，活动铰板前端连接分配梁；配套辅助设备包括位移传感器、荷载传感器、油缸吊梁、吊梁滑车和手拉葫芦。

作为优选：t型板横截面呈t字型，并采用整体铸钢结构。

作为优选：t型板两侧设有第三螺栓孔。

作为优选：t型槽与连接板通过t型螺栓和螺母连接固定，t型槽与连接板上的t型螺孔相匹配。

作为优选：连接板中部设有一圈第一螺栓孔，连接板通过第一螺栓孔连接加载油缸。

作为优选：固定铰板与活动铰板连接处设有一圈第二螺栓孔并通过高强度螺栓连接。

作为优选：活动铰板为可拆卸万向承载球铰结构。

作为优选：油缸吊梁通过螺栓固定在反力墙上，吊梁滑车固定于油缸吊梁下部的导轨；吊梁滑车下端与加载油缸上下两端均设有空心圆环结构，空心圆环结构可以与手拉葫芦上下两端的钩子相连；手拉葫芦主要由链条、链轮和钩子组成。

本实用新型的有益效果是：

1)装置结构简单，操作方便；

相比于传统的加载装置，本装置设置了t型槽和t型板，能够通过拆装t型螺栓来实现加载装置的上下移动，结构简单，并且能够有效的弥补传统装置的缺点。本装置还配置油缸原位标定装置一套，可用于对油缸及传感器进行标定，标定装置可沿t型板上下滑动，用于对不同油缸进行标定。

2)装置稳定可靠，使用安全；

相比于传统的加载装置，本装置能够通过加载油缸的上下移动来满足不同尺寸管片的要求，传统的加载装置只能满足单一尺寸的管片，面对不同尺寸的管片时只能采取垫块等方法，然而垫块等方法不仅使得实验前期准备繁琐，还会对试验数据的可靠性造成影响，更甚存在安全隐患。本装置的力学结构性能稳定，不仅操作简单，并且稳定安全。

3)装置适用性广，满足多种试验要求；

相比于传统的加载装置，本装置设置了54个加载油缸，每一个油缸都可以单独出力，使得本装置能够形成54路单独控制，满足偏心加载卸载，通缝错缝拼装等工况要求，这是环绕式与对拉式等传统加载装置无法满足的。

附图说明

图1为反力井中可上下移动的加载油缸试验装置示意图；

图2为加载油缸上下移动原理图；

图3为加载装置细部结构示意图；

图4为吊梁葫芦示意图；

图5为手拉葫芦示意图。

附图标记说明：t型槽1、t型板2、滑臂3、加载油缸4、固定绞板5、活动绞板6、分配梁7、位移传感器8、荷载传感器9、t型螺孔10、第一螺栓孔11、第二螺栓孔12、油缸吊梁13、吊梁滑车14、手拉葫芦15、链条16、链轮17、连接板99、第三螺栓孔98。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

如图1所示，所述的反力井中可上下移动的加载油缸试验装置，包括液压加载系统以及配套辅助设备，液压加载系统包括t型槽1、t型板2、滑臂3、加载油缸4、固定铰板5、活动铰板6、分配梁7和连接板99，配套辅助设备包括位移传感器8、荷载传感器9、油缸吊梁13、吊梁滑车14、手拉葫芦15、辅助安装支架、试件竖向加载装置、伺服电机、伺服油源、主控计算机、油箱、油管、电缆、油管沟、集水沟等。以高强钢筋混凝土浇筑成主体反力墙，主体反力墙周边布置3层共54块锚板，用于加载系统的固定。环向一层均匀固定18台加载油缸4，相邻的两台加载油缸中心相隔20°。并在主体反力墙上设置钢爬梯，方便试验人员的出入以及部分材料零件消耗件的进退场。t型板2采用整体铸钢结构，横截面呈t字型，这种断面结构在受压时有利于力的传递以及结构的稳定。t型板2上沿竖直方向开t型槽1，用于调整及固定t型螺栓和螺母的高度，周边及槽内均进行机加工保证平整度。滑臂3可适应加载油缸4水平移动，从而适应不同直径大小的管片并保证出力能加载在管片上。加载油缸4前端铰板为可拆卸万向承载球铰结构，可直接对试件进行加载，也可以通过分配梁7加载。

如图2所示，四个t型螺栓的栓头内嵌于t型槽1内，t型螺栓的栓杆穿过连接板99上的四个t型螺栓孔10并在连接板99上通过螺母固定。加载油缸4可上下移动，松开连接板99上的四个t型螺栓，此时连接板99及加载油缸4不固定，可以在t型槽1内上下滑动，移动到所需位置后，固定连接板99上的四个t型螺栓，此时连接板99固定，从而实现加载油缸4的上下滑动。例如，此时加载油缸4位置对应管片环宽为1.2m，想调节成适用于1.5m的管片环宽时，首先松开连接板99上的四个t型螺栓，拉动手拉葫芦15上的链条16，使得手拉葫芦15带动加载油缸4与连接板99上升15cm，再固定连接板99上的四个t型螺栓，此时加载油缸4的加载位置适用于环宽为1.5m的管片。实现了装置满足不同环宽尺寸的管片的要求。

如图3所示，连接板99中部设有一圈第一螺栓孔11，多个高强度螺栓能够有效的分散竖直方向上的受力，不仅大大加强了结构强度，并有效的延长了结构寿命，还便于后期更换少量螺栓。连接板99上开四个t型螺孔10，在空载情况下位于下面的两个t型螺栓主要承压，位于上面的两个t型螺栓主要承拉，有效的稳定结构，同时螺母强度高，便于拆装，能够方便有效的调整加载油缸4的上下高度，使加载点位于管片中央。用高强度螺栓通过第二螺栓孔12连接固定铰板5和活动铰板6，固定铰板5和活动铰板6配合使用，当前端的加载辊子不是竖直方向或者有一定角度时，可在同一径向平面内相对于某一径向方向进行角度偏移微调，保护加载油缸4。

如图4所示，油缸吊梁13通过螺栓固定在反力墙上，吊梁滑车14固定于油缸吊梁13下的导轨，导轨位置任意可调，并可在任意位置固定。吊梁滑车14下端与加载油缸4上下两端均设有空心圆环结构，可以与手拉葫芦15上下两端的钩子相连。吊梁滑车14与手拉葫芦15相配合，用于吊装加载油缸4。

如图5所示，手拉葫芦15左右两端配有链条16，向上提升重物时，顺时针拽动链条16使得链轮17转动，下降时逆时针拽动链条16，制动座跟刹车片分离，棘轮在棘爪的作用下静止，齿轴带动起重链轮反方向运行，从而平稳升降重物。

所述的反力井中可上下移动的加载油缸试验装置的试验方法，包括以下步骤：

1)管片进场拼装：试验开始前首先将试验所需管片吊入反力井并安装。

2)安装测试仪器：在管片上固定所需的传感计，并将导线连接调制器，与控制台主控计算机连接。

3)调整装置：按照管片的尺寸，调整加载油缸4位置。先松开t型螺栓，上下移动加载油缸4调节位置，再调整t型螺栓和螺母固定加载油缸4位置。依次对所有需要的加载油缸进行调节。

4)获取数据：主控计算机接收来自于调制器的传感计参数，自动以图表表格等形式输出所需数据。

5)管片仪器拆卸：恢复加载油缸4位置，断开导线，取下管片上的传感计，拆装管片并吊出。

本装置还配置油缸原位标定装置一套，可用于对油缸及传感器进行标定，标定装置可沿t型板2上下滑动，用于对不同油缸进行标定。