本发明涉及一种盾构隧道原型管片结构试验的组合式水压加载装置
背景技术：
海底、江底的水下盾构隧道结构承受的水压很大。水压对隧道结构的作用和影响作用不可忽略，严重时会导致隧道毁损。通过水压加载下的盾构隧道原型管片结构试验能测试出水压对隧道结构的作用和影响，从而对水下盾构隧道结构的设计和施工给出可靠的试验依据，以保证隧道建设和营运的安全。
目前，盾构隧道原型管片结构的水压施加，是采用自锚、环箍式的设备实现。即：在盾构隧道结构原型管片外周面上相隔180°、沿管片宽度方向设置两根环箍梁；每根环箍梁一侧设置有环箍千斤顶，另一侧固定钢绞线的锚固端；钢绞线的另一端穿过环箍梁上的锚固孔，在盾构隧道结构管片上环绕一周后，再穿过环箍梁上的千斤顶孔与环箍千斤顶的顶杆相连。两根环箍梁通过千斤顶及钢绞线提供压力来模拟水压力。该加载设备存在如下的问题和隐患：
(1)预应力钢绞线与管片外弧面混凝土之间存在摩擦力，使得环箍钢绞线的拉力自环箍梁沿圆周不均匀减小，在力的叠加效应下，等效水压在两根环箍梁位置最大，水压力沿着圆周分布不均；这与隧道实际承受的水压分布不符，导致其试验结果误差大，可靠性低。
(2)加载装置的适应性差，对不同幅宽管片的试验，必须更换不同环箍梁长度的加载装置，增加了试验的难度和成本。
(3)钢绞线的两端在管片幅宽方向错位(存在高度差)，使得环箍梁体存在扭矩作用；加之只用两个环箍梁及其钢绞线进行加载，每个钢绞线上的拉力较大，这种扭矩作用更加明显，可能导致环箍梁发生倾斜，产生严重的安全隐患。
(4)一个环箍梁的钢绞线在绕过另一个环箍梁时，需要通过另一个环箍梁内侧面的凹槽。对凹槽的位置和大小的加工精度要求高，稍有错位即会影响拉力的传递、并产生应力集中，影响试验结果的可靠性。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种盾构隧道原型管片结构试验的组合式水压加载装置，在盾构隧道原型管片结构试验时，采用该加载装置加载的水压分布与隧道实际承受的水压分布更符，其试验结果误差小，可靠性高；且试验更简便、试验成本低。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种盾构隧道原型管片结构试验的组合式水压加载装置，包括在盾构隧道原型管片结构外周面上纵向设置的环箍梁；环箍梁的一侧有千斤顶，环箍梁的另一侧固定钢绞线的锚固端；钢绞线的另一端穿过环箍梁上的锚固孔，在盾构隧道结构原型管片上环绕一周后，再穿过环箍梁上的千斤顶孔与千斤顶的顶杆相连；其特征在于：
所述的隧道原型管片结构外周面上的环箍梁有四根，相邻的环箍梁的弧度间隔为90°；且环箍梁与隧道原型管片结构相对的内表面的纵向两端设有厚度大于钢绞线直径的垫块，环箍梁通过垫块贴合在隧道原型管片结构的外周面上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、水压在四根环箍梁之间的90°弧度区间内进行变化分布，其水压力沿圆周分布的均匀程度明显提高；更符合隧道实际承受的水压分布，使其试验结果误差更小，可靠性提高。
二、由四根环箍梁及其钢绞线共同对管片进行施压，每根环箍梁及其钢绞线的拉力降低，每根环箍梁上的扭矩作用也降低；减轻或避免了环箍梁发生倾斜的的安全隐患。
三、一个环箍梁的钢绞线在绕过另外的环箍梁时，需要通过的是另外的环箍梁在两个垫块之间的大间隙空间。对垫块的加工要求极低，钢绞线不会对不上两个垫块之间的大间隙空间，避免了钢绞线与环箍梁凹槽错位产生的拉力传递受阻、应力集中的弊端，提高了试验结果的可靠性。且对垫块的加工、安装要求极低，也减低了试验成本。
进一步，本发明的环箍梁由两节以上的环箍节通过法兰连接构成，且每个环箍节的内侧面的纵向两端均设有垫块。
这样，对不同纵向长度的管片结构的试验，只需法兰连接对应节数的环箍节，即可进行相应的试验；而无需更换不同环箍梁长度的加载装置。提高了本发明装置的适应性，降低了试验的难度和成本。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明的盾构隧道的组合式水压加载装置的主视图。
图2是图1的俯视结构示意图。
具体实施方式
实施例
图1、图2示出，本发明的第一种具体实施方式为，一种盾构隧道原型管片结构试验的组合式水压加载装置，包括在盾构隧道原型管片结构1外周面上纵向设置的环箍梁2；环箍梁2的一侧有千斤顶4，环箍梁2的另一侧固定钢绞线3的锚固端3a；钢绞线3的另一端穿过环箍梁2上的锚固孔，在盾构隧道结构原型管片1上环绕一周后，再穿过环箍梁2上的千斤顶孔2a与千斤顶4的顶杆相连；其特征在于：
所述的隧道原型管片结构1外周面上的环箍梁2有四根，相邻的环箍梁2的弧度间隔为90°；且环箍梁2与隧道原型管片结构1相对的内表面的纵向两端设有厚度大于钢绞线3直径的垫块5，环箍梁2通过垫块5贴合在隧道原型管片结构1的外周面上。
本例的环箍梁2由两节以上的环箍节通过法兰连接构成，且每个环箍节的内侧面的纵向两端均设有垫块5。