[发明专利]一种盾构隧道结构管片接头试验装置的加载机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种盾构隧道结构管片接头试验装置的加载机构。

背景技术

盾构隧道在城市地铁、综合管廊及大型水下隧道等工程中大量采用。盾构隧道的衬砌结构是盾构管片通过接头连接而成。盾构管片接头作为管片的连接装置和薄弱环节容易受损，而接头一旦破损就会对工程的施工、运营造成严重影响且修复起来非常困难。所以管片接头受力特性的分析研究就显得尤为重要。通常需要通过管片接头试验对其受力特征进行测试，从而为盾构隧道的设计、施工、运营提供试验数据。

现有的管片接头试验的加载装置，是试验管片的两端放在L形板上，L形板栓接在试验装置的L形梁上。试验时，试验装置的右侧的千斤顶向右侧的L形梁施加向左的推力，以模拟管片接头轴向压力，试验装置上方的千斤顶向通过竖向加力梁向管片施加竖向力，以模拟管片接头弯矩。其存在以下两个方面的问题：

(1)在边界处理上不合理，试验管片与L形板的底板上表面存在接触，在试验过程中，因为施加有竖向力，导致管片在接触面边缘位置存在较大剪力，容易使管片的产生剪切破坏，与实际的管片纯弯状态的受力不同，导致试验结果误差大、可靠性低。

(2)使用水平千斤顶施加水平推力模拟管片的轴向压力，竖向千斤顶施加竖向力来模拟弯矩。但是，不能施加轴向拉力。其试验范围有较大的局限性，无法进行管片受到轴向拉力下的接头试验。

发明内容

本发明的目的是提出一种盾构隧道结构管片接头试验装置的加载机构，该种加载机构能使盾构隧道结构管片接头试验的试验更精确、可靠；且试验时能施加轴向拉力，试验范围更大，从而为盾构隧道的设计、施工、运营提供更全面、准确、可靠的试验数据。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种盾构隧道结构管片接头试验装置的加载机构，包括试验直管片，试验装置两端的L形梁，位于试验直管片上方的试验装置的上部加载装置，与右端的L形梁相连的试验装置的右侧加载装置；位于试验直管片两侧的L形板，L形板叠合于试验装置的L形梁的中部，并通过螺栓实现栓接，其特征是：

所述的L形板设有与其横板和竖板均垂直的立式肋板对，竖直的连接板的肋板插于立式肋板对中，并与立式肋板对铰接；所述的试验直管片两端的端部前后加宽形成凸起，连接板由穿过凸起的螺栓固定在试验直管片的端部；

试验直管片左端的L形梁的前部、后部均嵌合于倒L形块，并通过螺栓连接；倒L形块的右侧部与左油缸的底部栓接，左油缸的缸杆与连接梁的左端栓接，连接梁的右端与试验直管片右端的L形梁栓接。

本发明的工作过程和原理是：

轴向拉力的实现：试验时，关闭试验装置的右侧加载装置，使前部和后部的左油缸的缸杆向右推出，通过前部和后部的连接梁推动右侧的L形梁的前部和后部，右侧的L形梁的中部通过右端L形板将试验直管片向右拉动；而试验直管片左端通过L形板固定于左侧的L形梁的中部，从而使试验直管片受到向右的轴向拉力，模拟出管片受到轴向拉力的工况。

接头弯矩的实现：试验时试验装置的上部加载装置将向下的推力施加到试验直管片中部，由于试验直管片两端均处于铰接结构，两侧可以随意转动，从而使试验直管片中部的接头位置处于纯弯状态(只承受弯矩，不承受剪力)，可以完整地模拟出管片接头受到的正向弯矩(管片的下表面受拉)工况。

同时进行以上两种操作即可模拟出轴向拉力状态下的纯弯状态的管片接头试验。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、试验直管片通过接连板与L形梁铰接，试验直管片的底部悬空，不与任何连接件接触，在竖向加载过程中，管片两侧可以随意转动，不产生附加弯矩，管片接头不会承受承受剪切力。从而使试验直管片的接头位置处于纯弯状态(只承受弯矩，不承受剪力)，可以完整地模拟出管片接头受到的正向弯矩(管片的下表面受拉)与管片接头的实际的受力状态更接近。使试验结果更加真实、准确，可靠。

二、左侧油缸、L形连接块、连接梁构成的轴向拉力加载装置，实现了轴向拉力荷载的施加。可以模拟试验直管片可以承受轴向拉力的工况，从而可以对对管片接头在地震等特殊环境下的受拉情况进行试验，拓宽了试验装置的试验范围，能为受拉环境下的盾构管片接头的设计、施工、运营提供可靠的试验依据。

三、在试验直管片两端加宽形成凸起，连接管片的螺栓位于前后凸起位置，在试验时，试验直管片主体部分受到边界影响较小，使得试验结果更加精确可靠。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例的主视结构示意图。