强透明树脂材料填充而成的，既能填充条状孔防止混凝土外泄又能实现透明观测试验拱架内部情况的目的。
[0033]支撑装置由立柱8、横梁9、固定铰支座11、钢丝绳12、卷扬机13、斜撑14和支撑台15组成。所述的横梁8通过螺栓和U型卡10固定在立柱8上，在立柱8的相同高度，前后各设置一根。前后两根钢梁间形成间隔，该间隔尺寸略大于拱架模具的厚度，以用于放置和固定拱架模具。可根据需要调节横梁的高度、数量及水平间距，确保拱架模具的稳定。所述的固定铰支座设置在立柱底端，所述的卷扬机通过所述的钢丝绳连接横梁，用于牵拉所述的支撑装置，可使支撑装置和拱架模具可以以铰为中心转动，一方面可以模拟在不同的倾斜角度下的灌浆，另一方面可以使支撑装置和拱架模具完全平放，便于拱架模具的拼装和拆模。所述的斜撑连接在立柱上，用于在固定支撑装置，以保证灌注过程中支撑装置的稳定。
[0034]所述的灌浆系统由混凝土输送栗16、灌浆管17、灌浆接头18、灌浆孔5、排气孔6和振动器19组成。所述的混凝土输送栗通过所述的灌浆管和所述的灌浆接头连接所述的拱架模具，混凝土输送栗可以向拱架模具中灌注不同配合比的混凝土。所述的灌浆接头内设置单向阀，使混凝土浆液只可单向流入装置而不可逆向流出，确保拆除灌浆管时浆液不会由灌浆孔流出。当混凝土从所述排气孔流出时，灌浆达到结束标准，停止混凝土输送栗。所述的振动器可以固定在拱架模具上，根据试验需要选择是否开启并选择合适的震动参数，在灌浆过程中对拱架模具提供振动作用。
[0035]所述的灌浆监测系统包括观测条带7、重量传感器20和重量数据采集系统21组成。所述的观测条带均匀的布置在试验拱架上，试验员可通过观测条带7，实时观测记录混凝土浆液灌注的位置，从而推算灌浆体积和速度。
[0036]所述的重力传感器202放置在拱架模具I的底端，固定在支撑台上;所述的重量传感器20与重量数据采集系统21连接，对灌浆过程中拱架模具的重量变化进行实时监测和采集，结合灌浆速度从侧面分析和评价灌浆密实度。
[0037]具体的实施方法如下:
[0038](I)拱架模具的拼装及就位。
[0039]如图1、图2所示，在平放状态下将立柱8与横梁9通过U型卡10进行连接，并安装在固定铰支座11上，将重力传感器20安装在支撑平台15上;在支撑装置内通过套管1、纵向法兰4(图3)和横向法兰5(图4)将拱架模具I组装成型，拱架模具I上设置有灌浆孔5、排气孔6观测条带8，观测条带8是在拱架模具I的前、后壁上开出条状孔后填充高强透明树脂材料构成的，如图3所示，前后壁的观测条带交错布置以利于观测；将卷扬机13的钢丝绳12—端固定在最上端的横梁9上；启动卷扬机13将支撑装置调整到不同倾斜角度以模拟现场的拱架灌注情况，并利用斜撑14将支撑装置固定。
[0040](2)混凝土灌注及监测。
[0041]如图1、图2所示，通过灌浆管17和灌浆接头18将拱架模具的灌浆孔5与混凝土输送栗16相连;用导线将重量传感器15与重量数据监测系统21相连，开启重量数据监测系统21，实时监测并记录拱架模具I的重量；启动混凝土输送栗16，通过其对混凝土浆液加压，向拱架模具I内灌注混凝土，灌浆过程中实时测量并记录拱架模具I的重量变化；同时通过观测条带7实时观测并记录不同时刻的混凝土灌注位置，由于观察条带7为一前一后交错布置，灌浆的界面情况可以连续的观测。灌浆过程中，根据需要选择是否开启振动器19并可以选择不同的振动模式。为保证拱架模具I重量监测准确性，将灌浆孔5附近的灌浆管17进行托举或悬吊处理，减小其重量对拱架模具I重量结果的影响。当排气孔6有混凝土流出且已流出规定量后，关闭混凝土输送栗16，从灌浆接头18中拔出灌浆管17，灌浆结束。灌浆接头18中设置有单向阀，防止灌浆管17拔除后混凝土倒流。灌浆结束后，保持拱架模具I原位不动，静止放置，按规定条件养护至规定时间。
[0042 ] (3)混凝土拆模及取样测试。
[0043]如图1、图2所示，养护完毕后，移除振动器19及斜撑14，并用卷扬机13牵拉钢丝绳12，将拱架模具I调整至水平姿态。通过拆卸拱架模具I上的横向法兰3、纵向法兰4和套管2，将拱架模具I内的混凝土取出，然后对混凝土进行切割、取样和编号;量测每个编号试样的密度及强度指标(单轴压缩强度、黏聚力等)。
[0044](4)灌注效果测评
[0045]①灌浆过程中的密实度测评。
[0046]通过灌注过程的实时重量数据采集系统21的监测数据和观测条带7的观测记录，直观的获取拱架模具I的重量变化和混凝土灌注界面位置。基于此可以得到混凝土的灌注速度、已灌入混凝土的总体密度的变化规律，进而可以从侧面分析混凝土的灌注密实度。
[0047]②灌注效果的综合测评。
[0048]通过密度量测和力学指标测试，一方面获取了拱架模具I内不同部位的混凝土物理力学指标，依此对拱架模具I内不同部位混凝土灌注效果进行对比评价；同时通过加权平均可得到拱架模具I内混凝土的总体密度值和总体强度指标，依此对不同灌注方案的灌注效果进行对比评价。采用如下评价指标:密度值越高，灌注效果越好;力学指标如轴心抗压强度、黏聚力等越高，灌注效果越好。
[0049]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种钢管混凝土拱架灌注模拟系统，其特征在于:包括一个由空心钢管拼装而成的拱架模具，在所述的拱架模具上设有与灌浆系统相连的灌浆孔和用于在灌注混凝土时排出拱架模具内多余气体的排气孔，且在所述的拱架模具上还设有沿拱架模具轴线一前一后交错布置在拱架模具的正面和背面的观测条带以及设置在拱架模具的底端的重力传感器;所述的重力传感器与数据采集系统相连。2.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注模拟系统，其特征在于:所述的拱架模具为由钢管拼装而成的拱架形状的组合结构，其整体形状为圆形、直腿半圆拱形或三心拱形;其净横截面为圆形、方形或矩形。3.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注模拟系统，其特征在于:所述的拱架模具由数节构件通过套管连接而成，每一节构件的各段由横向法兰连接而成，每一段是由从中轴线纵剖的钢管通过纵向法兰连接而成;所述的拱架模具在各套管和法兰处均可拆装。4.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注模拟系统，其特征在于:所述的观测条带是在试验拱架侧壁设定位置切出条状孔后用透明树脂材料填充而成的。5.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注模拟系统，其特征在于:所述的拱架模具还通过一个支撑装置进行支撑，所述的支撑装置由立柱、横梁、固定铰支座和卷扬机组成;所述的横梁固定在立柱上，在立柱的相同高度，前后各设置一根横梁，前后两根横梁间形成放置和固定拱架模具的间隔;所述的固定铰支座设置在立柱底端，所述的卷扬机通过钢丝绳连接横梁，使支撑装置和拱架模具以固定铰为中心转动。6.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注模拟系统，其特征在于:所述的灌浆系统包括混凝土输送栗、灌浆管和灌浆接头;所述的混凝土输送栗通过所述的灌浆管和所述的灌浆接头连接所述的灌浆孔，混凝土输送栗向拱架模具中灌注不同配合比的混凝土。7.如权利要求6所述的钢管混凝土拱架灌注模拟系统，其特征在于:所述的灌浆接头内设置有使混凝土浆液只可单向流入装置而不可逆向流出的单向阀。8.如权利要求6所述的钢管混凝土拱架灌注模拟系统，其特征在于:所述的灌浆系统还包括一个振动器，所述的振动器固定在拱架模具上。
【专利摘要】本实用新型提出了一种钢管混凝土拱架灌注模拟系统。该模拟系统由拱架模具、支撑装置、灌浆系统和灌浆监测系统构成。基于该试验系统的混凝土灌注效果测评方法：灌浆过程中通过观测条带和重量数据采集系统，从侧面分析和评价灌浆密实度；灌注完成经养护、拆模、切割、取样和编号后，测试编号试样的密度值和力学指标，依此对拱架模具内不同部位混凝土灌注效果进行对比评价，同时对不同灌注方案的灌注效果进行对比评价。本实用新型的有益效果是：利用本实用新型可研究各灌浆因素对钢管混凝土拱架灌注效果的影响规律，优化灌注方法、工艺和参数。
【IPC分类】G01N33/38
【公开号】CN205263090
【申请号】CN201521053586
【发明人】玄超, 张玉华, 张尹, 王书庆, 李为腾, 杨宁
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月16日