[实用新型]一种盾构管片衬砌结构内压加载装置

说明书

本实用新型公开了一种盾构管片衬砌结构内压加载装置，设置在盾构管片衬砌结构内，包括内撑反力支架和加压气囊，所述加压气囊设在内撑反力支架外侧，所述加压气囊的外侧依次为混凝土衬砌结构、盾构管片和外反力框架；所述内撑反力支架为圆柱形框架，所述加压气囊均匀间隔设在内撑反力支架和混凝土衬砌结构之间的环状空隙中，所述加压气囊为气囊单体，两个一组设置多组；所述加压气囊沿水平轴线和竖直轴线均对称设置。本实用新型使用加压气囊代替真实水体作为盾构管片的压力试验的内压加载装置，装置结构简单，操作方便快捷，并且克服了真实水体试验时堵头设置及拆除困难的问题；并且结构简单稳定，安全可靠，操作便捷。

技术领域

本实用新型涉及盾构管片试验技术领域，具体涉及一种盾构管片衬砌结构内压加载装置。

背景技术

目前，在我国地铁区间隧道建设中，广泛采用盾构法施工技术，盾构管片在地铁隧道施工中得到广泛应用。盾构管片的工程造价约占地铁隧道土建施工总造价的30%～45%。盾构管片不仅是隧道的关键结构，也是影响隧道工程造价的一个重要因素。

如果盾构管片设计值偏大，会造成不必要的浪费，增加工程的造价；如果盾构管片设计值偏小，则使工程存在安全隐患。因此，必须对盾构管片的力学性能进行相应的试验，模拟实际载荷情况，试验其各项设计指标的符合性。

目前，国内盾构管片的试验方式主要是模型试验、局部试验和简化试验。由于模型结构的粗略化及模型材料的离散型，局部试验的尺寸效应和诸多忽略因素等，均难以真实实现对管片结构的细部特征及结构承载力、失稳、破坏特征等力学特性的模拟，特别是对盾构管片内压的模拟装置及其少见。如果采用真实水体对盾构管片内压进行模拟则存在堵头设置及拆除困难的问题，风险较高。因此本实用新型提供一种盾构管片衬砌结构内压加载装置进行盾构管片内压模拟，并且克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供一种盾构管片衬砌结构内压加载装置，解决了现有技术盾构管片内压的模拟装置少并且无法有效的模拟压力变化的问题并且试验效果好，操作便捷。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种盾构管片衬砌结构内压加载装置，设置在盾构管片衬砌结构内，包括内撑反力支架和加压气囊，所述加压气囊设在内撑反力支架外侧，所述加压气囊的外侧依次为混凝土衬砌结构、盾构管片和外反力框架，所述内撑反力支架、加压气囊、混凝土衬砌结构、盾构管片和外反力框架同轴设置；所述内撑反力支架为圆柱形框架，所述加压气囊均匀间隔设在内撑反力支架和混凝土衬砌结构之间的环状空隙中，所述加压气囊为气囊单体，两个一组设置多组；所述加压气囊沿水平轴线和竖直轴线均对称设置。

进一步地，所述内撑反力支架包括架筒、加强肋、支撑圈和反力架，所述架筒为圆形管，所述加强肋绕架筒轴线均匀间隔设在架筒的内侧壁上，所述支撑圈沿架筒长度方向均匀间隔设在架筒的内侧壁上，所述反力架和支撑圈一一对应设置，包括对称设置的支撑杆和连接板，所述连接板设在内撑反力支架的轴线处，所述支撑杆固定在连接板上，其外端固定在支撑圈上。

进一步地，所述支撑杆包括竖直杆、水平杆和斜撑杆，所述竖直杆和水平杆的中部固定在连接板上，其两端固定在支撑圈上，所述斜撑杆的内端固定在连接板上，外端固定在支撑圈上。

进一步地，所述加压气囊共设置8组，共16个，每组的两个加压气囊对称设在内撑反力支架1的左右两侧。

进一步地，所述加压气囊为两端锥形、中部圆柱体的橡胶气囊，其两端顶部设有管路，所述管路与供气设备连接。

进一步地，所述加压气囊通过供气设备控制压力量值及压力增量值，不同组的加压气囊的压力控制采用分开单独控制，同一组加压气囊的压力控制采用统一控制。

进一步地，所述内撑反力支架上设有加压气囊的管路的让位孔道。

进一步地，所述内撑反力支架外径为3800mm，长度为5m。