一种用于盾构管片和直梁试验加载装置的制造方法
【专利摘要】本文公开了一种用于盾构管片和直梁试验加载装置，其中台架底座、四角四根立柱构成试验台架；水平千斤顶、滑动支座、竖向千斤顶、竖向可三分点加载和跨中加载切换的竖向加载板、横向反力梁以及可升降的“H”形竖向反力梁构成加载系统，各个千斤顶前端的压力传感器、激光位移传感器、带刻度的高精度摄像头构成数据采集系统；将管片或梁放置于水平方向的两个滑动支座上，竖向的竖向加载板置于其上，利用水平向四只千斤顶和竖向两个千斤顶进行加载。
【专利说明】
一种用于盾构管片和直梁试验加载装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及实验设备，尤其是一种用于盾构管片和直梁试验加载装置。
【背景技术】
[0002]目前随着国内地铁的迅速发展，盾构隧道管片的使用也愈来愈广泛。但用这种单层衬砌作为永久支护尤其要注意防水、裂缝开展等，所以对管片自身性能的要求也越来越高，越来越注重管片各方面的综合性能。基于这些要求，各类能有效限制裂缝开展、综合性能高的特性管片将逐渐运用到实际工程中。
[0003]鉴于此，对于各类管片性能的试验研究就显得尤为重要。目前，对于盾构管片力学性能试验的各类试验装置还显得比较单一且精度不高。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就在于为解决上述问题而提供一种用于盾构管片和直梁试验加载装置。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]—种用于盾构管片和直梁试验加载装置，包括试验台架和数据采集系统;其中:试验台架具有台架底座，四根立柱置于台架底座四角上，台架底座的台面上置有导槽，一对滑动支座通过两个滑动滚轴在试验台架底座上的轨道上实现横向滑动，滑动支座与台架底座横向反力梁间设置有水平千斤顶，以对试样提供横向加载；“H”形竖向反力梁套置在台架底座的四根立柱上，并通过螺栓可升降地选择适当的高度位置在四根立柱上固定；竖向加载板的上部两个竖向千斤顶设置在“H”形竖向反力梁的中梁与竖向加载板之间，通过加载板下部的加载滚轴对试样提供竖向加载;数据采集系统包括设置在水平千斤顶顶部的水平压力传感器、竖向千斤顶上部的竖向压力传感器和设置在台架底座中间凹槽内的激光位移传感器和带刻度的高精度摄像头。
[0007]本实用新型的横向千斤顶和竖向千斤顶均为液压千斤顶，利用中央控制系统控制油站加压，并且采用并列对称布置，能够更均匀更精确的加压。每个滑动支座底下均有两个滑动滚轴，可在试验台架底座上的轨道上标准横向滑动，有效的控制管片或梁摆放在试验台架上正确的位置并在加压过程中克服偏压现象。
[0008]为适应不同的试样和加载方式下，加载板的底部具有“T”形槽，一个或一个以上置有三角加载头的活动滑板置有置于“T”形槽内，活动滑板可沿“T”形槽水平滑动。加载滚轴插放在三角加载头的轴孔内，使用者可根据不同的使用场合配置出相应的加载机构。
[0009]为了试验便于管片或梁的装卸，本实用新型竖向千斤顶固定于竖向加载板上，竖向加载板左右2端由两个升降绳索通过滑轮连至顶端“H”形梁上的电动机，可系统控制其升降。
[0010]为了便于实验数据的准确完整的采集，本实用新型在管片或则梁的底部以及前后两侧均配置一个带刻度的高精度摄像头记录整个实验过程和裂缝的开展，并在底部和左右两侧配置五个激光位移传感器可以测出两端及底部的位移。
[0011]为了便于管片和梁底部数据的采集，本实用新型会将试验台架底座的中部做成一个凹槽以利于带刻度的高精度摄像头和激光位移传感器安放至最佳位置。
[0012]水平压力传感器位于滑动支座与水平千斤顶之间，竖向压力传感器位于竖向千斤顶与试验台架顶端可升降“H”形竖向反力梁之间。
[0013]为了便于试验台架在管片和大梁这些高差太大的加载物中切换试验，本实用新型会将试验台架顶部的“H”形竖向反力梁四角连上吊索通过滑轮连到立柱上的电动机，并在四根立柱侧面预先在1.4m、1.7m、2m处留下锁定孔，使其能沿四根立柱上下升降并固定。
[0014]为了便于不同尺寸管片与大梁的跨中加载与三分点加载的切换，本实用新型将在竖向加载板中嵌入两个活动滑板，使其可在竖向加载板侧面抽拉，用以完成加载滚轴位置的变动。
[0015]本实用新型的优点在于:
[0016]本试验装置能够利用液压千斤顶精确导入水平力和竖向压力，有效的到达设计的弯矩和轴力，并且能够通过滑动支座的可控水平滑动使试验条件与理论设计达到一致，加上可上下升降的可在三分点加载和跨中加载切换的竖向加载板和台架顶部可升降“H”形竖向反力梁，使得本装置可在管片和梁的三分点加载与跨中加载实验中灵活切换;其试验台架底座的改造以及压力传感器、带刻度的高精度摄像头、激光位移传感器使得该实验装置可以测得一套全面且精确的数据，更接近试验预期。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型盾构管片和直梁试验加载装置的立体结构图。
[0018]图2是图1的纵向剖视图。
[0019]图3是本实用新型装置用于盾构隧道管片三分点加载的试验装置的主视图；
[0020]图4是本实用新型装置用于盾构隧道管片跨中加载的试验装置的主视图；
[0021]图5是本实用新型装置用于盾构隧道梁三分点加载的试验装置的主视图；
[0022]图6是本实用新型装置用于盾构隧道梁跨中加载的试验装置的主视图；
[0023]图7是本实用新型装置用于盾构管片和直梁试验加载装置横向支座的后视图；
[0024]图8是本实用新型装置用于盾构管片和直梁试验加载装置横向支座的侧视图；
[0025]图9是本实用新型装置用于盾构管片和直梁试验加载装置竖向反力梁的俯视图；
[0026]图10是本实用新型装置用于盾构隧道梁尺寸变小时跨中加载的试验装置的主视图；
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0028]如图1、图2和图3可看出，本实用新型所述的盾构管片和直梁试验加载装置包括试验台架数据采集系统以及被测试盾构管片11和各类梁12，所述试验台架包括台架底座7和四根竖向立柱6，其之间采用焊接;所述加载装置分为横向加载装置和竖向加载装置，横向加载装置包括两个横向反力梁14、四只水平千斤顶8和两个放管片的可滑动支座9和10，四只水平千斤顶8分别放在两个横向反力梁14前端所特制的四个凹槽15里，四只水平压力传感器19安置于千斤顶前端并嵌入两个滑动支座预制好的四只圆孔16里固定，通过千斤顶8的伸长推动滑动支座的横向滑动实现横向加载，竖向加载装置由可升降“H”形竖向反力梁
1、两个竖向压力传感器2、两个竖向千斤顶3、1个竖向加载板4和二根控制竖向加载板升降的吊索5构成，通过吊索5下降使竖向加载板安置于被加载物上，通过千斤顶实现加载，竖向加载板通过两个电动机21、两个滑轮20以及二根吊索5实现短距离升降;所述数据采集系统包括两个竖向压力传感器2、四只水平压力传感器19、5个激光位移传感器和三个带刻度的高精度摄像头17。
[0029]三个激光位移传感器13安置于底座7中间凹槽里，另外两个激光位移传感器13位于横向反力梁14中央，这些数据采集装置均通过连接线连至中央控制系统(图中未画出)进行数据记录、保存。
[0030]如图3和图8所示，滑动支座通过底下的两个滚轴18在特定滑槽中实现标准横向移动，以此来实现加载。
[0031]如图3、图4、图5和图6所示，当取滑动支座9上的三角柱10，将顶部可升降“H”形竖向反力梁I上下升降便可实现将该装置切换为梁的加载试验。
[0032]如图10所示，当在水平千斤顶8后加上预制小垫块25(每个横向千斤顶配置20cm、40cm、60cm三种)并调整竖向加载板两个加载滚轴242的距离便能完成各个尺寸大梁(0.9m-3.5m)的跨中加载与三分点加载的切换。
[0033]如图1、图2、图3所示，将竖向加载板4的“T”形槽内的滑板24抽动使加载滚轴到达特定位置并用螺栓固定便可以作管片和加载试验;将一边的加载滚轴242移动至跨中，另一根取掉，并用螺栓固定便可以作管片与梁的跨中加载试验。
[0034]如图1和图9所示，实验时，顶部“H”形竖向反力梁I可用四周四根吊索5通过四只滑轮20连至四只电动机21来控制其上下升降，并在相应的销钉孔23处用销钉22固定。
[0035]如图1、图7所示，四只水平压力传感器19通过嵌入支座后预制圆孔16进行定位。
【主权项】
1.一种用于盾构管片和直梁试验加载装置，其特征在于，包括试验台架和数据采集系统;其中:试验台架具有台架底座(7)，四根立柱(6)置于台架底座四角上，台架底座的台面上置有导槽，一对滑动支座(9和10)通过两个滑动滚轴(18)在试验台架底座上的轨道上实现横向滑动，滑动支座(9和10)与台架底座横向反力梁(14)间设置有水平千斤顶(8)，以对试样提供横向加载；“H”形竖向反力梁(I)套置在台架底座(7)的四根立柱(6)上，并通过螺栓(22)可升降地选择适当的高度位置在四根立柱上固定；竖向加载板(4)的上部两个竖向千斤顶(3)设置在“H”形竖向反力梁(I)的中梁与竖向加载板(4)之间，通过加载板(4)下部的加载滚轴(242)对试样提供竖向加载;数据采集系统包括设置在水平千斤顶(8)顶部的水平压力传感器(19)、竖向千斤顶(3)上部的竖向压力传感器(2)和设置在台架底座(7)中间凹槽内的激光位移传感器(13)和带刻度的高精度摄像头(17)。2.根据权利要求1所述的用于盾构管片和直梁试验加载装置，其特征在于，所述加载板(4)的底部具有“T”形槽，一个或一个以上置有三角加载头(241)的活动滑板(24)置于“T”形槽内，活动滑板可沿“T”形槽水平滑动。3.根据权利要求1或权利要求2所述的用于盾构管片和直梁试验加载装置，其特征在于，所述加载滚轴(242)插放在三角加载头(241)的轴孔内。4.根据权利要求1所述的用于盾构管片和直梁试验加载装置，其特征在于，所述水平千斤顶(8)在台架两端各两个并列排列;竖向千斤顶(3)为竖向加载板上两个并列排列。5.根据权利要求1所述的用于盾构管片和直梁试验加载装置，其特征在于，台架底座(7)的底部以及前后两侧均设置有带刻度的高精度摄像头(17)，以记录下加载全过程裂缝的开展与宽度;台架底座的底部以及左右两侧的设置激光位移传感器(13)以测出试样两端及底部的位移。6.根据权利要求1所述的用于盾构管片和直梁试验加载装置，其特征在于，所述试样包括盾构管片(11)和直梁(12)。
【文档编号】G01N3/12GK205538486SQ201620071650
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】周佳媚, 张迁, 蒙国往, 曹国栋, 王英学, 全晓娟, 马敏, 冯天炜, 常效境, 刘欢, 戴龙钦, 余乐, 周生波, 张雨帆
【申请人】西南交通大学