一种石膏盾构管片模型浇筑模具及浇筑方法技术

本发明专利技术提供了一种石膏盾构管片模型浇筑模具及浇筑方法，包括上盖板、下盖板、内模、外模及盖板固定螺栓，上盖板与下盖板上下平行设置；内模及外模均竖向固定在上盖板与下盖板之间，外模套设内模的外侧，内模与外模之间间隔设置，内模与外模之间形成石膏浇筑区；上盖板与下盖板之间通过盖板固定螺栓固定连接在一起；本发明专利技术通过在上盖板与下盖板之间设置内模及外模，内模与外模之间形成石膏浇筑区，上下盖板之间通过盖板固定螺栓固定，确保了石膏盾构管片模型的成型，实现对石膏盾构管片的精细化模拟，以便充分研究管片的力学行为特征；结构精细，操作可行，能够使试验结果真实可靠，并可根据实际设计进行调整，能够为实际工程建设提供有效指导。

【技术实现步骤摘要】
一种石膏盾构管片模型浇筑模具及浇筑方法
本专利技术属于隧道工程结构模具
，特别涉及一种石膏盾构管片模型浇筑模具及浇筑方法。
技术介绍
近年来，随着城市轨道交通系统的快速发展，兴建的大量城市地铁隧道面临着复杂地质条件的挑战，需要更加重视对隧道结构相关的研究，保证地铁后期运营安全。地铁盾构隧道由于风险小、工期短和成本低等特点，受到了越来越多的青睐。为了研究复杂地质条件对地铁盾构隧道的影响，了解结构相关的力学行为特征，建设前期往往需要进行室内缩尺模型试验研究；由于石膏取材容易，模型成型方便，利用其加工模拟得到的盾构隧道管片与原始混凝土管片的性质也较为接近，已在混凝土结构模型试验中得到了广泛应用。然而，为了追求经济效益和面临操作上的一些困难，现有的石膏制作模具大多进行了简化，且制作成型的模型较为粗糙；由于对结构的简化和成型的粗糙，导致试验结果出现相应偏差，难以得到真实的结构力学行为结果，也造成在实际工程应用中出现一些问题；因此，为了得到更加精细化的盾构管片模型，合理研究复杂地质条件下的盾构隧道结构力学行为特征，解决制备精细化石膏盾构管片模型操作中面临的技术问题，需要设计制造一种精细化模拟且具有可操作性的石膏盾构管片模型浇筑模具，用于物理模型试验研究，以便为实际工程建设提供指导。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种石膏盾构管片模型浇筑模具及浇筑方法，以解决采现有模具制作成的石膏模型粗糙而导致模拟的结构偏差较大，难以在试验中得到真实的结构力学行为结果的技术问题。r>为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种石膏盾构管片模型浇筑模具，包括上盖板、下盖板、内模、外模及盖板固定螺栓，上盖板与下盖板上下平行设置；内模及外模均竖向固定在上盖板与下盖板之间，外模套设在内模的外侧，内模与外模之间间隔设置，内模与外模之间形成石膏浇筑区；上盖板与下盖板之间通过盖板固定螺栓固定连接在一起。进一步的，上盖板的下表面设置有上盖板内模卡口及上盖板外模卡口，内模的上端固定卡设在上盖板内模卡口中，外模的上端固定卡设在上盖板外模卡口中；下盖板的上表面设置有下盖板内模卡口及下盖板外模卡口，内模的下端固定卡设在下盖板内模卡口中，外模的下端固定卡设在下盖板外模卡口中。进一步的，上盖板上均匀设置有若干排气孔，排气孔位于石膏浇筑区的正上方；排气孔的一端与石膏浇筑区连通，另一端与外界连通。进一步的，上盖板上均匀设置有若干定位棒上固定孔，下盖板上均匀设置有若干定位棒下固定孔；定位棒上固定孔位于石膏浇筑区的正上方，定位棒下固定孔位于石膏浇筑区的正下方；定位棒上固定孔及定位棒下固定孔中均穿设有定位棒，定位棒的一端伸入石膏浇筑区中，另一端伸出上盖板或下盖板。进一步的，还包括环形配筋；环形配筋设置在内模与外模之间，且置于石膏浇筑区的中部；环形配筋采用双层圆环型配筋，每层圆环型配筋采用环向筋及纵向筋绑扎形成。进一步的，外模的内表面开设若干开槽条，开槽条的布设形式与原型隧道盾构管片环向分块拼缝相匹配。进一步的，内模包括若干内模层块，若干内模层块沿内模轴线方向依次拼接，并通过内模固定螺栓固定连接在一起；外模包括若干外模层块，若干外模层块沿外模轴线方向依次拼接，并通过外模固定螺栓固定连接在一起。进一步的，内模层块及外模层块均采用PVC工程塑料，相邻两个内模层块或外模层块之间采用强力胶密封粘合。进一步的，内模包括若干内模拼接块，若干内模拼接块沿内模圆周方向依次拼接，相邻两个内模拼接块之间密封固定；外模包括若干外模拼接块，若干外模拼接块沿外模圆周方向依次拼接，相邻两个外模拼接块之间密封固定。本专利技术还提供了一种石膏盾构管片模型浇筑方法，包括以下步骤：步骤1、根据石膏盾构管片模型尺寸，制作完成上盖板、下盖板、内模及外模；步骤2、将内模及外模的下端固定在下盖板上，并在内模外侧、外模内侧及下盖板的上表面涂抹脱模剂或润滑剂；步骤3、将配制的石膏浆料浇入内模与外模之间的石膏浇筑区；步骤4、石膏浆料浇筑完成后，将上盖板安装在内模及外模的上端，并利用盖板固定螺栓将上盖板与下盖板固定在一起；步骤5、脱模养护，得到所述石膏盾构管片模型。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种石膏盾构管片模型浇筑模具，通过在上盖板与下盖板之间设置内模及外模，内模与外模之间形成石膏浇筑区，上下盖板之间通过盖板固定螺栓固定，确保了石膏盾构管片模型的成型，实现对石膏盾构管片的精细化模拟，以便充分研究管片的力学行为特征；结构精细，操作可行，能够使试验结果真实可靠，并可根据实际设计进行调整，能够为实际工程建设提供有效指导。进一步的，通过在上下盖板上设置内外模卡口，利用内外模卡口对内模及外模进行精准定位固定，确保了石膏浇筑区的尺寸精度，进而保证了石膏盾构管片模型的精准尺寸。进一步的，通过上盖板上设置排气孔，可将模具中的石膏混合物中的气体排出，减少管片成型后的气孔，防止由于内部气孔过多影响管片模型的强度，并保证了后期模拟试验结果的准确性。进一步的，通过在上下盖板上分别设置定位棒上固定孔或定位棒下固定孔，将定位棒穿插在定位棒上固定孔和定位棒下固定孔中，对浇筑的石膏盾构管片模型进行横断面的孔位定型，模拟原型盾构管片的纵向连接螺栓孔，确保成型的石膏盾构管片能够进行纵向连接形成一定长度的模型盾构隧道，与原型盾构隧道连接方式保持一致。进一步的，通过在石膏浇筑区设置环形配筋，利用环形配筋模拟原型隧道盾构管片中的钢筋，有效提高了石膏盾构管片模型的结构强度，确保了模拟试验结果的准确度；环形配筋采用双层圆环型配筋结构，模拟原型隧道盾构管片的双层配筋，确保石膏盾构管片模型更加真实。进一步的，通过在外模的内表面布设开槽条，开槽条布设形式与原型盾构管片环向分块拼缝相匹配，通过设置开槽条使块与块的连接部位刚度减弱，以此模拟原型盾构管片之间的螺栓连接，保证石膏盾构管片模型更加接近真实的混凝土盾构管片。进一步的，内模及外模轴线方向采用分层设置，并通过长度相匹配的固定螺栓固定，防止各层材料脱开，也便于根据设计的内模层块和外模层块高度，改变层数，实现对内模及外模高度的调节，满足对不同幅宽的石膏盾构管片模型的制作，适用范围广。进一步的，内模层块及外模层块均采用PVC工程塑料，相邻两个内模层块或外模层块之间采用强力胶密封粘合，确保了内模层块或外模层块之间的密封连接，避免石膏浆料浇筑过程出现漏浆，并够保证模具的强度和耐久度，避免了模具变形，也提高了管片模型的准确度。进一步的，将内模采用若干内模拼接块组合，将外模采用若干外模拼接块组合，通过增减内模拼接块和外模拼接块个数，实现对石膏浇筑区半径尺寸的调节，进而实现对不同半径尺寸石膏盾构管片模型的制作；同时，将内模及外模分块设置，便于脱膜，制作过程简单，确保了成型石膏盾构管片的完整性，避免脱膜过程中对石膏模型的损伤。进一步的，内模与外模上设置有长度相匹配的固定螺栓，防止组合的各层材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石膏盾构管片模型浇筑模具，其特征在于，包括上盖板(1)、下盖板(2)、内模(3)、外模(4)及盖板固定螺栓(6)，上盖板(1)与下盖板(2)上下平行设置；内模(3)及外模(4)均竖向固定在上盖板(1)与下盖板(2)之间，外模(4)套设在内模(3)的外侧，内模(3)与外模(4)之间间隔设置，内模(3)与外模(4)之间形成石膏浇筑区；上盖板(1)与下盖板(2)之间通过盖板固定螺栓(6)固定连接在一起。/n

【技术特征摘要】
1.一种石膏盾构管片模型浇筑模具，其特征在于，包括上盖板(1)、下盖板(2)、内模(3)、外模(4)及盖板固定螺栓(6)，上盖板(1)与下盖板(2)上下平行设置；内模(3)及外模(4)均竖向固定在上盖板(1)与下盖板(2)之间，外模(4)套设在内模(3)的外侧，内模(3)与外模(4)之间间隔设置，内模(3)与外模(4)之间形成石膏浇筑区；上盖板(1)与下盖板(2)之间通过盖板固定螺栓(6)固定连接在一起。


2.根据权利要求1所述的一种石膏盾构管片模型浇筑模具，其特征在于，上盖板(1)的下表面设置有上盖板内模卡口(13)及上盖板外模卡口(14)，内模(3)的上端固定卡设在上盖板内模卡口(13)中，外模(4)的上端固定卡设在上盖板外模卡口(14)中；下盖板(2)的上表面设置有下盖板内模卡口(23)及下盖板外模卡口(24)，内模(3)的下端固定卡设在下盖板内模卡口(23)中，外模(4)的下端固定卡设在下盖板外模卡口(24)中。


3.根据权利要求1所述的一种石膏盾构管片模型浇筑模具，其特征在于，上盖板(1)上均匀设置若干排气孔(15)，排气孔(15)位于石膏浇筑区的正上方；排气孔(15)的一端与石膏浇筑区连通，另一端与外界连通，排气孔(15)中设置有排气孔密封体(16)。


4.根据权利要求1所述的一种石膏盾构管片模型浇筑模具，其特征在于，上盖板(1)上均匀设置有若干定位棒上固定孔(11)，下盖板(2)上均匀设置有若干定位棒下固定孔(21)；定位棒上固定孔(11)位于石膏浇筑区的正上方，定位棒下固定孔(21)位于石膏浇筑区的正下方；定位棒上固定孔(11)及定位棒下固定孔(21)中均穿设有定位棒(7)，定位棒(7)的一端伸入石膏浇筑区中，另一端伸出上盖板(1)或下盖板(2)。


5.根据权利要求1所述的一种石膏盾构管片模型浇筑模具，其特征在于，还包括环形配筋(5)；环形配...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄强兵，苟玉轩，雒继峰，杨晓强，王立新，贾少春，马明波，李储军，
申请(专利权)人：长安大学，西安市轨道交通集团有限公司，中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61