【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于验证结构力学性能，尤其涉及一种适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架。
技术介绍
1、运营期内隧道结构安全是业内普遍关注的重点问题之一。隧道结构变形、病害产生机理与发展、结构破坏模式、隧道管片环与内部结构协调变形与相互作用等与隧道结构的受力密切相关。盾构隧道由管片经螺栓连接拼装而成，管片接缝阻断了结构的连续性，既是结构的薄弱区域，也增加了隧道结构受力分析的难度。采用对盾构隧道结构进行加载的方式获得其变形与受力等的参数，是研究其安全状态的重要手段之一。而且，相较于缩尺隧道试验台架，使用足尺隧道试验台架用于加载试验能够高效、安全且准确地模拟真实隧道受力条件，进行复杂受力条件下的结构性能测试，为隧道设计、施工及维护提供科学依据，同时推动科研和技术创新，降低成本并提升试验数据的可重复性。
2、然而，现有的加载台架将千斤顶的力直接施加于隧道管片，这种模式存在加载点少、加载工况少、荷载调节精细度不高、模块化程度低的缺点。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，从而解决了现有加载台架的加载模式存在加载点少、加载工况少、荷载调节精细度不高、模块化程度低的技术问题。
3、(二)技术方案
4、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
5、本专利技术实施例提供一种适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，能够
6、进一步，反力架系统还包括反力环梁和轨道环梁；反力环梁为h型，反力环梁的第一翼板与反力柱固定，反力环梁的第二翼板与相邻的反力环梁连接使同一高度的所有反力环梁形成一体，第一翼板和第二翼板的同一端均与对应的轨道支撑梁固定；轨道环梁为h型，轨道环梁的第三翼板与对应的轨道支撑梁固定。
7、进一步，加载系统包括千斤顶和固定套设于千斤顶外侧的千斤顶套筒，千斤顶套筒为支撑端，千斤顶套筒远离加载端的第一端设置有第一导向轮，第一导向轮放置于第一翼板和第二翼板之间的第一腹板上，千斤顶套筒靠近加载端的第二端设置有第二导向轮，第二导向轮卡设于轨道环梁的第四翼板顶端，使千斤顶套筒能够带着加载端在分力梁上移动。
8、进一步，千斤顶套筒上设置有锁止板和锁止块，锁止块位于锁止板与第二翼板之间，锁止块为椭圆形，当锁止块的长轴与千斤顶套筒的纵向一致时，千斤顶套筒与反力环梁抵紧，此时，加载端在分力梁上的位置固定。
9、进一步，加载系统还包括千斤顶夹具，千斤顶包括千斤顶缸体和千斤顶活塞，千斤顶缸体上端与千斤顶套筒固定，千斤顶活塞下端与千斤顶夹具固定，千斤顶活塞为加载端。
10、进一步，分力梁顶面设置有导向轨，千斤顶夹具下端固定有夹具移动小车，夹具移动小车能够沿着导向轨移动。导向轨两端分别设置有限位块，以防夹具移动小车移动时从导向轨脱出。
11、进一步，千斤顶套筒上电连接有线缆，线缆能够向千斤顶套筒传递信号控制千斤顶套筒沿轨道环梁移动，进而带动夹具移动小车在分力梁上移动；线缆也能够向千斤顶传递信号控制加载系统产生的加载力大小。
12、进一步，荷载分力系统还包括若干传力垫板，若干传力垫板与若干传力支墩一一对应，传力垫板与对应的传力支墩铰接；若干传力垫板与隧道管片接触并在加载系统的作用下压紧以向隧道管片传递加载系统产生的加载力。
13、进一步，荷载分力系统还包括分力梁小车，分力梁小车包括分力梁车架、四个分力梁小车行驶轮和四个分力梁小车轨道轮，分力梁车架上端固定于分力梁侧面，四个分力梁小车行驶轮固定于分力梁车架下端并位于轨道支撑梁的第五翼板外表面上，四个分力梁小车轨道轮两两夹设于轨道支撑梁的第二腹板两侧使分力梁小车滑动设置于轨道支撑梁以使加载系统加载时分力梁能够在加载方向上纵向移动。
14、进一步，反力柱固定于地层的一端伸入地层与预埋于地层内的反力柱基础固定。
15、(三)有益效果
16、本专利技术的有益效果是：
17、本专利技术的一种适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，由于在隧道管片外侧设置了多个包括分力梁的荷载分力系统，分力梁将加载系统产生的荷载分散成多个分荷载，在不增加加载端数量的前提下成倍的增加加载点的数量，并且使加载在每个分力梁上的加载系统都能够通过单独改变在分力梁上的加载位置以及加载力的大小改变施加于隧道管片上加载点的力的大小，对隧道管片施加精细化荷载，用以验证隧道管片、管片接头以及内部结构的受力、变形、开裂与破坏全过程，获得整个试验过程中的隧道结构整体受力与变形参数。相对于现有技术而言，其实现了加载工况多、荷载调节精细、模块化程度高的目的。
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1.一种适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，能够设置于隧道管片(1)外侧以对所述隧道管片(1)施加荷载，其特征在于，包括沿着所述隧道管片(1)的圆周均匀分布的多个试验台架单元，所述试验台架单元包括反力架系统(2)、荷载分力系统(3)和加载系统(4)；
2.根据权利要求1所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述反力架系统(2)还包括反力环梁(23)和轨道环梁(24)；
3.根据权利要求2所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述加载系统(4)包括千斤顶(41)和固定套设于所述千斤顶(41)外侧的千斤顶套筒(42)，所述千斤顶套筒(42)为所述支撑端，所述千斤顶套筒(42)远离所述加载端的第一端设置有第一导向轮(43)，所述第一导向轮(43)放置于所述第一翼板(231)和所述第二翼板(232)之间的第一腹板(233)上，所述千斤顶套筒(42)靠近所述加载端的第二端设置有第二导向轮(44)，所述第二导向轮(44)卡设于所述轨道环梁(24)的第四翼板(242)顶端，使所述千斤顶套筒(42)能够带着所述
4.根据权利要求3所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述千斤顶套筒(42)上设置有锁止板(421)和锁止块(422)，所述锁止块(422)位于所述锁止板(421)与所述第二翼板(232)之间，所述锁止块(422)为椭圆形，当所述锁止块(422)的长轴与所述千斤顶套筒(42)的纵向一致时，所述千斤顶套筒(42)与所述反力环梁(23)抵紧，此时，所述加载端在所述分力梁(31)上的位置固定。
5.根据权利要求3所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述加载系统(4)还包括千斤顶夹具(45)，所述千斤顶(41)包括千斤顶缸体(411)和千斤顶活塞(412)，所述千斤顶缸体(411)上端与所述千斤顶套筒(42)固定，所述千斤顶活塞(412)下端与所述千斤顶夹具(45)固定，所述千斤顶活塞(412)为所述加载端。
6.根据权利要求5所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述分力梁(31)顶面设置有导向轨(33)，所述千斤顶夹具(45)下端固定有夹具移动小车(46)，所述夹具移动小车(46)能够沿着所述导向轨(33)移动。
7.根据权利要求6所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述千斤顶套筒(42)上电连接有线缆(47)，所述线缆(47)能够向所述千斤顶套筒(42)传递信号控制所述千斤顶套筒(42)沿所述轨道环梁(24)移动，进而带动所述夹具移动小车(46)在所述分力梁(31)上移动；
8.根据权利要求1所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述荷载分力系统(3)还包括若干传力垫板(34)，若干所述传力垫板(34)与若干所述传力支墩(32)一一对应，所述传力垫板(34)与对应的所述传力支墩(32)铰接；
9.根据权利要求1所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述荷载分力系统(3)还包括分力梁小车(35)，所述分力梁小车(35)包括分力梁车架(351)、四个分力梁小车行驶轮(352)和四个分力梁小车轨道轮(353)，所述分力梁车架(351)上端固定于所述分力梁(31)侧面，四个所述分力梁小车行驶轮(352)固定于所述分力梁车架(351)下端并位于所述轨道支撑梁(22)的第五翼板(221)外表面上，四个所述分力梁小车轨道轮(353)两两夹设于所述轨道支撑梁(22)的第二腹板(222)两侧使所述分力梁小车(35)滑动设置于所述轨道支撑梁(22)以使所述加载系统(4)加载时所述分力梁(31)能够在所述加载方向上纵向移动。
10.根据权利要求1所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述反力柱(21)固定于所述地层(5)的一端伸入所述地层(5)与预埋于所述地层(5)内的反力柱基础(6)固定。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，能够设置于隧道管片(1)外侧以对所述隧道管片(1)施加荷载，其特征在于，包括沿着所述隧道管片(1)的圆周均匀分布的多个试验台架单元，所述试验台架单元包括反力架系统(2)、荷载分力系统(3)和加载系统(4)；
2.根据权利要求1所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述反力架系统(2)还包括反力环梁(23)和轨道环梁(24)；
3.根据权利要求2所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述加载系统(4)包括千斤顶(41)和固定套设于所述千斤顶(41)外侧的千斤顶套筒(42)，所述千斤顶套筒(42)为所述支撑端，所述千斤顶套筒(42)远离所述加载端的第一端设置有第一导向轮(43)，所述第一导向轮(43)放置于所述第一翼板(231)和所述第二翼板(232)之间的第一腹板(233)上，所述千斤顶套筒(42)靠近所述加载端的第二端设置有第二导向轮(44)，所述第二导向轮(44)卡设于所述轨道环梁(24)的第四翼板(242)顶端，使所述千斤顶套筒(42)能够带着所述加载端在所述分力梁(31)上移动。
4.根据权利要求3所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述千斤顶套筒(42)上设置有锁止板(421)和锁止块(422)，所述锁止块(422)位于所述锁止板(421)与所述第二翼板(232)之间，所述锁止块(422)为椭圆形，当所述锁止块(422)的长轴与所述千斤顶套筒(42)的纵向一致时，所述千斤顶套筒(42)与所述反力环梁(23)抵紧，此时，所述加载端在所述分力梁(31)上的位置固定。
5.根据权利要求3所述的适用于盾构隧道结构力学性能验证的足尺试验台架，其特征在于，所述加载系统(4)还包括千斤顶夹具(45)，所述千斤顶(41)包括千斤顶缸体(411)和千斤顶活塞(412)，所述千斤顶缸体(411)上端与所述千斤顶套筒(42)固定，所述千斤顶活塞(412)下端与...
【专利技术属性】
技术研发人员：游楠，李剑锋，刘洪涛，刘效东，赵光，黄俊，董飞，李奥，王安飞，李俊杰，祝嘉辉，杨奎，陈喜坤，黄杰，陶然，
申请(专利权)人：南京长江隧道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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