盾构管片试验装置及试验方法制造方法及图纸

本公开提供一种盾构管片试验装置，包括：地基；多个承台，每个所述承台可移动的设置于所述地基上；多个支撑系统，对应设置于每个所述承台上，每个所述支撑系统包括用于承载盾构管片的支撑床；错台控制系统，用于控制每个所述支撑系统的升降以使不同的支撑系统所承载的盾构管片之间实现管片错台；张开控制系统，用于控制承台在地基上移动以使不同的支撑系统所承载的盾构管片之间实现管片张开；位移监测计，用于监测盾构管片之间的管片错台量和管片张开量；以及结构尺寸控制系统，用于扩展所述支撑床以使所述支撑系统能够承载不同管径的的盾构管片，同时还提供一种基于上述试验装置的盾构管片试验方法。置的盾构管片试验方法。置的盾构管片试验方法。

【技术实现步骤摘要】
盾构管片试验装置及试验方法


[0001]本公开涉及隧道工程设备
，尤其涉及一种适用不同尺寸盾构管片实现错台与张开的试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]近年来，盾构隧道呈现出埋深加大，长度增加和断面增大且多样化的趋势，使作用在盾构隧道衬砌上的土水压力与施工荷载等外荷载急剧增加，造成管片产生不同程度的错台与张开，错台与张开的存在对隧道的安全性会产生重大影响。目前，针对盾构隧道局部管片出现较大错台与张开(超越限值)，错台与张开对管片局部损伤、接头螺栓受力和衬砌结构整体的安全影呴难以确定。因此，对盾构管片错台量与张开量超限对衬砌结构、螺栓接头的安全影响等关键技术问题展开足尺试验研究至关重要，从而构建隧道安全的评估体系，提出可靠的安全评价结果，对管片错台张开超限条件下盾构隧道结构的安全评估及其防控具有重要的理论价值与工程意义。
[0003]传统的盾构管片张错试验装置存在以下问题：现有的相关试验装置以缩尺试验为主，缩尺试验虽然可以揭示相关机理，但并不能完全还原工程中管片损伤真实情况；研究不同直径管片，需设计不同尺寸的试验装置，不够便利且经济性差，难以适应工程中不同尺寸盾构管片；现有相关试验装置仅可针对管片环间接头或环内接缝进行研究，不能同时针对管片环内、环间接缝展开研究。以上问题都对管片错台张开超限条件下盾构隧道结构展开精确研究造成一定影响。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]基于上述问题，本公开提供了一种盾构管片试验装置及试验方法，以缓解现有技术中的盾构管片试验装置中缺乏足尺试验装置、研究不同直径盾构管片需设计不同试验装置、不可同时研究管片环间、环内接缝张开、错台造成的影响等技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]本公开的一个方面，提供一种盾构管片试验装置，包括：地基；多个承台，每个所述承台可移动的设置于所述地基上；多个支撑系统，对应设置于每个所述承台上，每个所述支撑系统包括用于承载盾构管片的支撑床；错台控制系统，用于控制每个所述支撑系统的升降以使不同的支撑系统所承载的盾构管片之间实现管片错台；张开控制系统，用于控制承台在地基上移动以使不同的支撑系统所承载的盾构管片之间实现管片张开；位移监测计，用于监测盾构管片之间的管片错台量和管片张开量；以及结构尺寸控制系统，用于扩展所述支撑床以使所述支撑系统能够承载不同管径的的盾构管片。
[0008]根据本公开实施例，所述地基设置有滑槽，所述多个承台通过T形倒装块与滑槽连接并沿滑槽移动。
[0009]根据本公开实施例，所述支撑床表面与所述盾构管片内壁相匹配，用以支撑盾构
管片。
[0010]根据本公开实施例，所述支撑系统，包括：多根支撑柱，所述支撑柱的一端连接所述支撑床，另一端插设于承台的孔中；以及多根支撑梁，连接于所述支撑柱之间。
[0011]根据本公开实施例，所述错台控制系统，包括：多个液压加载装置，一端设置于承台上，另一端连接至支撑系统，用于控制支撑系统的升降；以及错台控制螺母，设置于支撑柱上，用于支撑系统升降到设定位置后限制支撑柱的移动。
[0012]根据本公开实施例，所述张开控制系统，包括：辅助牵引装置，用于牵引承台沿滑槽移动。
[0013]根据本公开实施例，所述辅助牵引装置，包括：环内管片张开牵引装置，用于使环内管片间发生管片张开；以及环间管片张开牵引装置，用于使环间管片间发生管片张开。
[0014]根据本公开实施例，所述结构尺寸控制系统，包括：尺寸扩展支撑床，包括多个不同尺寸的支撑床；尺寸扩展控制承台，通过支撑杆和支撑梁承载所述多个不同尺寸的支撑床；以及牵引装置，用于牵引不同尺寸的支撑床组合拼接后以承载不同管径的的盾构管片。
[0015]根据本公开实施例，所述位移监测计设置于盾构管片外侧接缝、盾构管片内侧接缝、管片侧面接缝、承台上表面接缝、以及承台侧面接缝。
[0016]本公开的另一方面，提供一种盾构管片试验装置试验方法，采用以上任一项所述的盾构管片试验装置进行试验，所述试验方法包括：步骤S1：在管片拼装前，通过牵引装置将与盾构管片尺寸匹配的支撑床及下部承台通过滑槽移动至试验位置；步骤S2：管片拼装完成后，通过错台控制系统控制盾构管片之间实现管片错台，并在达到试验所需的管片错台量后通过移动错台控制螺母位置来限制支撑系统上下移动；以及步骤S3：通过张开控制系统实现管片张开，并根据位移监测计来控制管片张开量以满足实验要求。
[0017](三)有益效果
[0018]从上述技术方案可以看出，本公开盾构管片试验装置及试验方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
[0019](1)能够满足盾构管片张开与错台足尺试验的要求，还原工程中管片损伤真实情况；
[0020](2)能够满足不同尺寸盾构管片的试验要求，提高了相关试验的经济性与便利性；
[0021](3)能够同时针对管片环内、环间接缝的错台与张开展开研究；
[0022](4)能够提高试验结果精度；
[0023](5)简单且实施可行性高，可降低造价并提高试验效率，具有良好应用前景。
附图说明
[0024]图1为本公开实施例的盾构管片试验装置主视结构示意图。
[0025]图2为本公开实施例的盾构管片试验装置俯视结构示意图。
[0026]图3为本公开实施例的盾构管片试验装置侧视结构示意图。
[0027]图4为本公开实施例的盾构管片试验装置结构及结构尺寸控制系统的主视结构示意图。
[0028]图5为本公开实施例的盾构管片试验装置结构及结构尺寸控制系统的俯视结构示意图。
[0029]图6为本公开实施例的盾构管片试验方法的流程图。
[0030]【附图中本公开实施例主要元件符号说明】
[0031]1‑
支撑床1号；2
‑
支撑床2号；3
‑
支撑床3号；4
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支撑床4号；5
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承台1号；6
‑
承台2号；7
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承台3号；8
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承台4号；9
‑
环内管片张开牵引装置；10
‑
环间管片张开牵引装置；11
‑
环间管片张开滑槽；12
‑
环内管片张开滑槽；13
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地基；14
‑
液压加载装置；15
‑
T形倒装块；16
‑
支撑柱；17
‑
位移监测计；18
‑
支撑梁；19
‑
错台控制螺母；20
‑
尺寸扩展控制承台；21
‑
尺寸扩展支撑床1号；22
‑
尺寸扩展支撑床2号；23
‑
尺寸扩展支撑床3号；24
‑
尺寸控制滑槽；25
‑
尺寸扩展支撑柱；26
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构管片试验装置，包括：地基；多个承台，每个所述承台可移动的设置于所述地基上；多个支撑系统，对应设置于每个所述承台上，每个所述支撑系统包括用于承载盾构管片的支撑床；错台控制系统，用于控制每个所述支撑系统的升降以使不同的支撑系统所承载的盾构管片之间实现管片错台；张开控制系统，用于控制承台在地基上移动以使不同的支撑系统所承载的盾构管片之间实现管片张开；位移监测计，用于监测盾构管片之间的管片错台量和管片张开量；以及结构尺寸控制系统，用于扩展所述支撑床以使所述支撑系统能够承载不同管径的的盾构管片。2.根据权利要求1所述的盾构管片试验装置，所述地基设置有滑槽，所述多个承台通过T形倒装块与滑槽连接并沿滑槽移动。3.根据权利要求1所述的盾构管片试验装置，所述支撑床表面与所述盾构管片内壁相匹配，用以支撑盾构管片。4.根据权利要求1所述的盾构管片试验装置，所述支撑系统，包括：多根支撑柱，所述支撑柱的一端连接所述支撑床，另一端插设于承台的孔中；以及多根支撑梁，连接于所述支撑柱之间。5.根据权利要求1所述的盾构管片试验装置，所述错台控制系统，包括：多个液压加载装置，一端设置于承台上，另一端连接至支撑系统，用于控制支撑系统的升降；以及错台控制螺母，设置于支撑柱上，用于支撑系统升降到设定位置后限制支撑柱的移动。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张稳军，曹文振，牛荣健，起建兵，张弛，张高乐，郭卫社，高攀，曾垂刚，李治国，
申请(专利权)人：盾构及掘进技术国家重点实验室，
类型：发明
国别省市：