[发明专利]一种用加载滚子适应不同直径管片的加载装置及试验方法

说明书

本发明涉及用加载滚子适应不同直径管片的加载装置，包括反力井连接板、加载油缸、滑臂、荷载传感器、位移传感器、加载铰头、分配梁、加载滚子、槽孔和螺孔；加载油缸的尾部通过T型螺栓和螺母与反力井连接板相连接；加载油缸的前端通过加载铰头与分配梁相连接，分配梁靠近管片一侧设有两个加载滚子，加载滚子沿分配梁上的槽孔水平移动；加载油缸的内部设有可以横向伸缩的滑臂；加载油缸的侧边设有可以测量荷载的荷载传感器和测量位移的位移传感器。本发明的有益效果是：本发明的加载装置设置了两个位置可调的加载滚子，可以通过工厂预先生产定制，并且可以通过槽孔来调节加载滚子的位置。

技术领域

本发明属于交通建设中地下隧道工程的技术领域，特别涉及一种用加载滚子适应不同直径盾构管片的加载装置及试验方法。

背景技术

随着城市化水平不断提高，人口大量集中、土地资源紧张和轨道交通堵塞等问题引起广大关注。为了解决这些问题，各大城市开始开发和利用地铁盾构隧道项目。在实际工程中，盾构管片往往受到外界因素的影响出现变形和开裂。因此，研究盾构隧道管片结构在不同工况下的受力性能以及分析其加固和抗渗结构的关键性能点显得尤为重要。

大多数国内外专家学者，主要是通过数值模拟，缩尺寸模型试验和足尺寸模型试验来研究盾构管片结构的受力变形性能。然而，采用数值模拟时通常要将边界条件和材料属性进行简化，与此同时，还会受到各种计算参数的影响，使得结果的随机性较大，可信度低；在缩尺寸模型试验中往往会受到模型的局限性，与真实工况之间差别较大，导致误差大，可靠性低。这两种方法都由于缺乏足尺寸的验证，无法研究盾构隧道管片结构在不同工况下的受力过程、破坏模式和极限承载力等，故采用足尺寸模型试验来使得结果更加接近实际情况以及提高试验结果的准确性。在现有试验加载装置中将加载板与盾构管片直接接触将造成加载装置与盾构管片的接触面积小，盾构管片受力不均匀，不能适应不同直径的盾构管片，大大限制了试验的多元性，无法作为足尺寸实验中的主要的加载装置。

综上所述，现有研究盾构管片受力性能的方法众多，但或多或少都与真实情况存在较大出入，具有一定的局限性，不够灵活，亟需通过改进技术来进行解决。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用加载滚子适应不同直径管片的加载装置及试验方法。

这种用加载滚子适应不同直径管片的加载装置，包括反力井连接板、加载油缸、滑臂、荷载传感器、位移传感器、加载铰头、分配梁、加载滚子、槽孔和螺孔；加载油缸的尾部通过T型螺栓和螺母与反力井连接板相连接；加载油缸的前端通过加载铰头与分配梁相连接，分配梁靠近管片一侧设有两个加载滚子，加载滚子沿分配梁上的槽孔水平移动；加载油缸的内部设有可以横向伸缩的滑臂；加载油缸的侧边设有可以测量荷载的荷载传感器和测量位移的位移传感器。

作为优选：所述分配梁与两个加载滚子连接处分别设有若干个槽孔，槽孔的宽度小于加载滚子的宽度，每个槽孔对应的加载滚子上设有螺孔，每个螺孔上对应设有一个螺栓，加载滚子通过螺栓固定于槽孔。

作为优选：每个分配梁上的两个加载滚子与管片完全贴合。

作为优选：所述加载滚子可以适应半径为3100毫米到3350毫米的盾构管片。

这种用加载滚子适应不同直径管片的加载装置的试验方法，包括以下步骤：

1)管片预处理：试验开始之前，先在部分盾构管片中预埋钢筋测力计和应变片等传感器，再将所需盾构管片吊入反力井中，进行现场安装；

2)安装测量器：在未进行预埋的盾构管片上安装所需传感器，进行线缆规整，通过主控计算机对油源进行远程监控和操作；

3)调整加载装置：利用T型螺栓和螺母调整加载油缸的高度，控制滑臂的伸出量，松开螺栓调整加载滚子水平方向的位置，使加载滚子能够贴合不同直径的盾构管片，然后扭紧螺栓固定加载滚子的位置；