可直观观察及量测的钢管混凝土灌注模拟试验拱架制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可直观观察及量测的钢管混凝土灌注模拟试验拱架，包括拱架、拱架固定杆和混凝土灌注泵；拱架采用透明材料，拱架底部中心位置设有灌注口，拱架顶部中心位置设置有溢气孔，拱架表面设计有量测灌注混凝土体积的刻度，刻度值的零点位置位于灌注口处；拱架固定杆有多个，固定在拱架上，拱架固定杆两端设置有定位孔，定位孔与混凝土反力墙预留的孔位置对应；拱架通过拱架固定杆的定位孔与混凝土反力墙内预留的孔通过螺栓连接；混凝土灌注泵的顶端设置有加料口，混凝土灌注泵的端部设置有灌注管，与灌注口连接。本实用新型专利技术可直观观察混凝土在拱架中的流动过程、流动规律及混凝土密实程度的分布状态等试验现象。

Steel tube concrete perfusion simulation test arch with intuitive observation and measurement

The utility model discloses a concrete filled steel tubular (CFST) grouting simulation test arch frame which can be visually observed and measured, including an arch frame, a fixed rod of the arch frame and a concrete grouting pump; the arch frame adopts transparent material, a grouting opening is arranged at the bottom of the arch frame, an air vent is arranged at the top of the arch frame, and a measuring grouting is designed on the surface of the arch frame. The zero position of the scale value is located at the grouting opening; the fixed poles of the arch frame are fixed on the arch frame; the fixed poles of the arch frame are fixed on the arch frame; the fixed poles of the arch frame are provided with positioning holes at both ends; the positioning holes correspond to the positions of the holes reserved for the concrete reaction wall; the arch frame passes the positioning holes of the fixed poles of the arch frame and the holes reserved for the concrete reaction The top of the concrete pouring pump is provided with a feeding port, and the end of the concrete pouring pump is provided with a filling pipe, which is connected with the filling port. The utility model can intuitively observe the flow process of concrete in the arch frame, the flow law and the distribution state of concrete compactness, and other experimental phenomena.

【技术实现步骤摘要】
可直观观察及量测的钢管混凝土灌注模拟试验拱架
本技术涉及一种钢管混凝土拱架的材料试验领域，尤其涉及一种可直观观察及量测的钢管混凝土灌注模拟试验拱架，属于地下工程支护

技术介绍
随着我国经济的快速发展，地铁、隧道等地下工程的修建越来越多，工程状况也越来越复杂，同时煤炭作为我国的主要能源，其开采已走向深部，其巷道的安全支护问题亦越发突出。这一切都急需一种高强的支护方式来应对日益复杂的支护现状。近年来发展起来的钢管混凝土拱架支护技术为上述复杂支护的解决提供了途径和方法。但是钢管混凝土拱架支护技术作为一种较新的支护方式，其设计和实践都是以经验为主，缺乏一定的试验和理论积累，尤其对于钢管混凝土拱架灌注过程中混凝土的流动规律及其灌注参数的设计缺乏理论指导，导致现场钢管混凝土拱架中混凝土存在诸如密实度不够、空洞等问题，制约了钢管混凝土拱架高强承载力的发挥，使支护现场存在极大的安全隐患。
技术实现思路
本技术目的是：提供一种可直观观察及量测的钢管混凝土灌注模拟试验拱架，试验中可直观观察混凝土在拱架中的流动过程、流动规律及混凝土密实程度的分布状态等试验现象，只需简单的固定即可完成试验拱架的布置。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种可直观观察及量测的钢管混凝土灌注模拟试验拱架，包括拱架、拱架固定杆和混凝土灌注泵；所述的拱架采用透明材料，拱架底部中心位置设有灌注口，拱架顶部中心位置设置有溢气孔，拱架表面设计有量测灌注混凝土体积的刻度，刻度值的零点位置位于灌注口处，零点以上的刻度值对称设置划分在零点位置的左右两侧；所述的拱架固定杆有多个，固定在拱架上，拱架固定杆两端设置有定位孔，定位孔与混凝土反力墙预留的孔位置对应；所述拱架通过拱架固定杆的定位孔与混凝土反力墙内预留的孔通过螺栓连接；所述的混凝土灌注泵的顶端设置有加料口，混凝土灌注泵的端部设置有灌注管，与灌注口连接。本技术进一步的，所述的拱架由透明的高强有机玻璃制成。本技术进一步的，所述的拱架固定杆设有四对，两两交叉呈V字形对称布置于拱架上。本技术进一步的，所述的混凝土灌注泵的旁边设置有灌注时间记录仪。本技术进一步的，所述的混凝土灌注泵的底端设置有重力量测设备。本技术进一步的，所述的灌注管的末端设置有逆向阀。由上述技术方案可以看出，本专利技术具有如下优点：（1）试验拱架结构形式简单，不需要设置连接的套管，设计制作比较方便，所选材料自重较轻，仅需简单的固定即可完成试验拱架的布置。（2）试验拱架选用的材料为透明高强度钢化玻璃，试验全过程可直观观察混凝土在拱架中的流动过程、流动规律及混凝土密实程度的分布状态等试验现象。（3）试验拱架设置的刻度值可实时精确量测混凝土灌注过程中所达到的体积量。（4）重力量测设备可以实时监测读取混凝土灌注泵灌注的混凝土重量，混凝土灌注泵旁边设置的灌注时间记录仪可以实时记录混凝土灌注泵的工作时间。（5）结合监测获取的混凝土灌注体积量、重量及时间读数可以计算出混凝土的灌注速度及整体密实度，有利于分析拱架的灌注工艺参数，为拱架的灌注提供理论支撑。附图说明图1是本技术的结构示意图；图中：1-拱架；2-拱架固定杆；3-定位孔；4-溢气孔；5-灌注口；6-灌注管；7-加料口；8-混凝土灌注泵；9-重力量测设备；10-刻度；11-混凝土反力墙；12-灌注时间记录仪。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本技术的一种实施例：如图1所示，一种可直观观察及量测的钢管混凝土灌注模拟试验拱架，包括拱架1、拱架固定杆2和混凝土灌注泵8；拱架1采用透明材料，拱架1截面形状根据试验拱架的设计要求而定，一般为圆形、方形和矩形等常见的形状。拱架1底部中心位置设有灌注口5，方便连接灌注管通过混凝土灌注泵进行混凝土的灌注。拱架1顶部中心位置设置有溢气孔4，方便灌注过程中排出多余的气体。拱架1表面设计有量测灌注混凝土体积的刻度10，刻度值的零点位置位于灌注口5处，刻度值的划分和确定依据试验拱架的截面大小及拱架的整体形状来设计，其刻度值的零点位置位于灌注口处，零点以上的刻度值对称设置划分在零点位置的左右两侧，左读数和右读数的和即为灌注混凝土的体积总值。拱架固定杆2有多个，固定在拱架1上，拱架固定杆2两端设置有定位孔3，定位孔3与混凝土反力墙11预留的孔位置对应；拱架1通过拱架固定杆2的定位孔与混凝土反力墙11内预留的孔通过螺栓连接；混凝土灌注泵8的顶端设置有加料口7，方便加入预先搅拌好的混凝土，混凝土强度等级一般取C30~C60，以C40最为常见。混凝土灌注泵8的端部设置有灌注管6，与灌注口5连接。在本技术的另一些具体实施方式中，其余与上述实施方式相同，不同之处在于，如图1所示，拱架1由透明的高强有机玻璃制成，具有较好的透明性、稳定性和耐候性。在本技术的另一些具体实施方式中，其余与上述实施方式相同，不同之处在于，如图1所示，拱架固定杆2设有四对，两两交叉呈V字形对称布置于拱架1上，采用V字形进行固定，安装方便连接更稳固。在本技术的另一些具体实施方式中，其余与上述实施方式相同，不同之处在于，如图1所示，混凝土灌注泵8的旁边设置有灌注时间记录仪12，可以随时读取混凝土灌注泵的工作时间。在本技术的另一些具体实施方式中，其余与上述实施方式相同，不同之处在于，如图1所示，混凝土灌注泵8的底端设置有重力量测设备9，可以随时监测混凝土泵内部混凝土使用的重量。在本技术的另一些具体实施方式中，其余与上述实施方式相同，不同之处在于，如图1所示，灌注管的末端设置有逆向阀，保证混凝土灌注完毕后混凝土不发生由重力引起的逆向回流。下面以圆形截面的圆形钢管混凝土灌注模拟试验拱架为例，说明本专利技术的具体实施过程：根据现场的需要进行试验模型拱架的设计，确定试验拱架1的截面直径大小，圆形拱架1的外径等基本参数，确定灌注混凝土的强度等级并进行配合比设计，本实施方式选用C40的细石混凝土进行灌注。将加工好的高强有机玻璃拱架1运输到指定位置，并借助对称布置的4个拱架固定杆2通过定位孔3与混凝土反力墙11中的预留孔进行螺栓固定连接，待固定牢固后再通过灌注管6连接灌注口5将混凝土灌注泵8与高强有机玻璃拱架连接起来。将预先设计好的搅拌完成的混凝土通过加料口适时的加入到混凝土灌注泵8中，与此同时，混凝土灌注泵8开始工作，灌注时间记录仪12开始计时。在灌注过程中，可以透过高强有机玻璃拱架密切实时观察混凝土灌注过程中的流动状态、流动规律及拱架不同部分的混凝土密实情况。通过高强有机玻璃拱架表面的刻度可实时读取当下混凝土灌注的体积，通过混凝土灌注泵8下设置的重力量测设备9可以实时记录已经灌注混凝土的重力，通过混凝土灌注泵8旁边的灌注时间记录仪12可以实时记录混凝土灌注花费的时间，基于读取的体积、重力及时间可以实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可直观观察及量测的钢管混凝土灌注模拟试验拱架，其特征在于，包括高强有机玻璃拱架、拱架固定杆和混凝土灌注泵；所述的拱架采用透明材料，拱架底部中心位置设有灌注口，拱架顶部中心位置设置有溢气孔，拱架表面设计有量测灌注混凝土体积的刻度，刻度值的零点位置位于灌注口处，零点以上的刻度值对称设置划分在零点位置的左右两侧；所述的拱架固定杆有多个，固定在拱架上，拱架固定杆两端设置有定位孔，定位孔与混凝土反力墙预留的孔位置对应；所述拱架通过拱架固定杆的定位孔与混凝土反力墙内预留的孔通过螺栓连接；所述的混凝土灌注泵的顶端设置有加料口，混凝土灌注泵的端部设置有灌注管，与灌注口连接。

【技术特征摘要】
1.一种可直观观察及量测的钢管混凝土灌注模拟试验拱架，其特征在于，包括高强有机玻璃拱架、拱架固定杆和混凝土灌注泵；所述的拱架采用透明材料，拱架底部中心位置设有灌注口，拱架顶部中心位置设置有溢气孔，拱架表面设计有量测灌注混凝土体积的刻度，刻度值的零点位置位于灌注口处，零点以上的刻度值对称设置划分在零点位置的左右两侧；所述的拱架固定杆有多个，固定在拱架上，拱架固定杆两端设置有定位孔，定位孔与混凝土反力墙预留的孔位置对应；所述拱架通过拱架固定杆的定位孔与混凝土反力墙内预留的孔通过螺栓连接；所述的混凝土灌注泵的顶端设置有加料口，混凝土灌注泵的端部设置有灌注管，与灌注口连接。2.根据权利要求1所述的一种可直观观察...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宁，赵美霞，陈东升，马可，李光耀，
申请(专利权)人：江苏建筑职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32