CN215948286U - 一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置，其适用于多节胶结预应力拼装式管廊模型试验，包括：固定***、加载***和量测***；其中，所述固定***包括地锚和试验平台，用于限制管廊模型两端节段的位移和转动；所述加载***包括传力框架、千斤顶***、限位***，用于推动管廊模型中间节段与两端节段发生相对水平剪切位移；所述测量装置包括剪切推力传感器、位移测量装置与应变传感器，用于量测剪切推力、剪切位移和管廊模型局部应变。该测试装置原理明确、结构简单，试验操作易于实现，整个试验时间短、效率高。

Description

一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种胶结预应力拼装式管廊的接缝抗剪性能模型测试装置

背景技术

所谓综合管廊，就是“地下城市管道综合走廊”，即在城市地下建造一个隧道空间，将市政、电力、通讯、燃气、给排水等各种管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测***，实施统一规划、设计、建设和管理。

胶结预应力拼装式管廊的主要特点是横截面方向整体预制，纵向则根据需要划分为一定长度的模型(一般为2m左右)。胶结预应力拼装式管廊具有施工效率高、质量易于控制、可有效缩短模型施工周期、降低综合建造成本等优点。胶结预应力拼装式管廊一般适用于单舱或双舱且横截面尺寸不大的综合管廊。

胶结预应力拼装式管廊各管段间接头是综合管廊的薄弱环节，其力学性能显著影响着衬砌结构整体的力学行为。为了使管廊衬砌结构的设计安全、合理，需弄清变形缝接头的受剪状况、变形特征及破坏模式。

因此，需要一种胶结预应力拼装式管廊的接缝抗剪性能模型测试装置，对胶结预应力拼装式管廊的接缝进行剪切测试。此外本人查阅了许多资料，没有发现关于对于胶结预应力拼装式管廊的接缝抗剪性能模型测试的装置，所以该装置具有创新性，且不具有重复性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置，其克服了背景技术所存在的不足。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置，其适用于多节胶结预应力拼装式管廊模型试验，包括：固定***、加载***和量测***；

其中，所述固定***包括地锚和试验平台，用于限制管廊模型两端节段的位移和转动；所述加载***包括传力框架、千斤顶***、限位***，用于推动管廊模型中间节段与两端节段发生相对水平剪切位移；所述测量装置包括剪切推力传感器、位移测量装置与应变传感器，用于量测剪切推力、剪切位移和管廊模型局部应变；

多节胶结预应力拼装式管廊模型水平放置，多节胶结预应力拼装式管廊模型的两端节段通过地锚固定在多节胶结预应力拼装式管廊模型下方的试验平台上，多节胶结预应力拼装式管廊模型的中间节段与加载***进行连接，剪切推力传感器安装在千斤顶***上，剪切位移量测装置安装在限位***上，应变传感器黏贴于接缝附近的管廊结构上，管廊模型中间节段在千斤顶***的推动作用及限位***的约束下，与管廊模型两端节段发生相对剪切移动。在加载过程中始终保证管廊受剪切推力后的位移方向与管廊模型接缝的垂直投影方向平行。

在一较佳实施例中：所述地锚穿过多节胶结预应力拼装式管廊模型两端节段底板上预留的锚固孔，并固定在试验平台上。

在一较佳实施例中：所述传力框架为一闭合框架，并紧箍于多节胶结预应力拼装式管廊模型中间节段的外侧，传力框架与多节胶结预应力拼装式管廊模型中间节段通过螺栓进一步连接防止两者相对位移。

在一较佳实施例中：所述千斤顶***水平放置于传力框架之外，千斤顶***的两端分别与传力框架和试验平台的反力墙连接。

在一较佳实施例中：所述千斤顶***包括六个轴对称布置的液压千斤顶和一块反力板；所述反力板用于确保六个液压千斤顶处在同一垂直面内，所述六个液压千斤顶在加载过程中的推力相等且同步施加，所述反力板固定于试验平台的竖直反力墙上，试验剪切过程中由反力墙提供反力。

在一较佳实施例中：所述限位***包括水平轨道、轨道梁与支撑柱；

所述水平轨道设置在管廊模型中间节段下方的试验平台上，水平轨道上设置滑动滚轴，用以消除传力框架与水平轨道间的摩擦；所述轨道梁设置于管廊模型中间节段上方，用于约束管廊模型中间节段的竖向位移；所述轨道梁一端连接在试验平台的反力墙上，另一端和支撑柱连接；所述轨道梁底面设置轨道，轨道上设置滑动滚轴，用以消除传力框架与轨道梁间的摩擦；所述水平轨道、轨道梁与支撑柱位于同一垂直面内，并且水平轨道与轨道梁相互平行，共同构成限制管廊模型中间节段整体的位移方向。

在一较佳实施例中：所述剪切推力传感器安装在千斤顶***上、剪切位移量测装置安装在限位***上、应变传感器黏贴于接缝附近的管廊模型结构上。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.该测试装置原理明确、结构简单，试验操作易于实现，整个试验时间短、效率高。模型试验可以在实验室里进行，所以可以不需要像现场试验一样需要考虑进行试验时的气候条件。模型试验偶然性小，面对突发情况的时候试验易于调整。

2.可通过胶结预应力拼装式管廊模型的大小调整传力框架的大小以及液压千斤顶的数量，使得其可适配不同尺寸的管廊模型。

3.水平轨道、轨道梁与支撑柱位于同一垂直面内，并且水平轨道与轨道梁相互平行，共同构成限制管廊模型中间节段整体的位移方向，该装置的设计能满足剪切试验对剪切方向严格的要求。

4.该装置可通过位移测量装置与剪切推力传感器的结果绘制位移与剪力的关系曲线图，结合应变传感器的数据后便可弄清胶结预应力拼装式管廊模型拼接缝的受剪情况、抗剪性能、变形特征及破坏模式。

附图说明

图1绘示了一较佳实施例的胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能模型测试装置的整体示意图。

图2绘示了一较佳实施例的限位***的结构示意图。

图3绘示了一较佳实施例的加载***的结构示意图。

图4绘示了一较佳实施例的管廊拼接缝截面结构示意图。

图中：多节胶结预应力拼装式管廊模型-1；拼接缝-14；固定***-2；试验平台21；地锚-22；加载***-3；液压千斤顶***-31；液压千斤顶-311；反力板-312；传力框架-32；限位***-33；水平轨道-331；滑动轮-332；轨道梁-333；支撑柱-334；量测装置-4；剪切推力传感器-41；位移测量装置-42；应变传感器-43

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请查阅图1至图4，本实施例提供了一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置及方法，包括多节胶结预应力拼装式管廊模型1、管廊拼接缝14、固定***2、***装置3、量测***4。固定***2包括试验平台21和地锚22；加载***包括千斤顶***31、传力框架32、限位***33.千斤顶***31包括千斤顶311和反力板312；限位***33包括水平轨道331、滑动轮332、轨道梁333和支撑住334。量测装置包括应变传感器43、位移测量装置42与剪切推力传感器41。

本实用新型将胶结预应力拼装式管廊模型11、13通过地锚22穿过管廊模型两端节段底板上预留的锚固孔的方法固定在管廊下方的试验平台21上。传力框架32为一闭合框架，并紧箍于多节胶结预应力拼装式管廊模型1中间节段12的外侧，传力框架32与管廊模型中间节段12通过螺栓连接防止两者相对位移。千斤顶***31水平放置于传力框架32之外，两端分别与传力框架32和试验室的反力墙连接。反力板312用于确保六个液压千斤顶311在同一垂直面内，六个液压千斤顶311在加载过程中所施加的推力相等且同步施加，反力板312固定于试验平台的竖直反力墙上，试验剪切过程中由反力墙提供反力。

水平轨道331设置在多节胶结预应力拼装式管廊模型1的中间节段12下方的试验平台21上，水平轨道331上设置滑动滚轴332，用以消除传力框架32与水平轨道331间的摩擦。轨道梁333设置于多节胶结预应力拼装式管廊模型1的中间节段12上方，主要用于约束多节胶结预应力拼装式管廊模型1的中间节段12的竖向位移；轨道梁333一端连接在试验平台21的反力墙上，另一端和支撑柱334连接；所述轨道梁333底面设置轨道331，轨道331上设置滑动滚轴332，用以消除传力框架32与轨道梁轨道331间的摩擦；所述水平轨道331、轨道梁333与支撑柱334位于同一垂直面内，并且水平轨道331与轨道梁333相互平行，共同构成限制多节胶结预应力拼装式管廊模型1的中间节段12整体的位移方向。剪切推力传感器41安装在千斤顶***上、剪切位移量测42装置安装在限位***上、应变传感器43黏贴于接缝附近管廊结构上。

试验过程中，多节胶结预应力拼装式管廊模型1的中间节段12在加载***3的液压千斤顶311的作用下发生位移，使其与胶结预应力拼装式管廊模型11、13相连的接缝接口14发生相对错动，在限位系33的水平轨道331与内置轨道的轨道梁333的约束作用下朝管廊模型接缝的垂直投影方向平行方向发生剪切变形至破坏。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (7)

1.一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置，其适用于多节胶结预应力拼装式管廊模型试验，其特征在于包括：固定***、加载***和量测***；

其中，所述固定***包括地锚和试验平台，用于限制管廊模型两端节段的位移和转动；所述加载***包括传力框架、千斤顶***、限位***，用于推动管廊模型中间节段与两端节段发生相对水平剪切位移；所述测量装置包括剪切推力传感器、位移测量装置与应变传感器，用于量测剪切推力、剪切位移和管廊模型局部应变；

多节胶结预应力拼装式管廊模型水平放置，多节胶结预应力拼装式管廊模型的两端节段通过地锚固定在多节胶结预应力拼装式管廊模型下方的试验平台上，多节胶结预应力拼装式管廊模型的中间节段与加载***进行连接，剪切推力传感器安装在千斤顶***上，剪切位移量测装置安装在限位***上，应变传感器黏贴于接缝附近的管廊结构上，管廊模型中间节段在千斤顶***的推动作用及限位***的约束下，与管廊模型两端节段发生相对剪切移动。在加载过程中始终保证管廊受剪切推力后的位移方向与管廊模型接缝的垂直投影方向平行。

2.根据权利要求1所述的一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置，其特征在于：所述地锚穿过多节胶结预应力拼装式管廊模型两端节段底板上预留的锚固孔，并固定在试验平台上。

3.根据权利要求1所述的一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置，其特征在于：所述传力框架为一闭合框架，并紧箍于多节胶结预应力拼装式管廊模型中间节段的外侧，传力框架与多节胶结预应力拼装式管廊模型中间节段通过螺栓进一步连接防止两者相对位移。

4.根据权利要求3所述的一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置，其特征在于：所述千斤顶***水平放置于传力框架之外，千斤顶***的两端分别与传力框架和试验平台的反力墙连接。

5.根据权利要求4所述的一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置，其特征在于：所述千斤顶***包括六个轴对称布置的液压千斤顶和一块反力板；所述反力板用于确保六个液压千斤顶处在同一垂直面内，所述六个液压千斤顶在加载过程中的推力相等且同步施加，所述反力板固定于试验平台的竖直反力墙上，试验剪切过程中由反力墙提供反力。

6.根据权利要求5所述的一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置，其特征在于：所述限位***包括水平轨道、轨道梁与支撑柱；

所述水平轨道设置在管廊模型中间节段下方的试验平台上，水平轨道上设置滑动滚轴，用以消除传力框架与水平轨道间的摩擦；所述轨道梁设置于管廊模型中间节段上方，用于约束管廊模型中间节段的竖向位移；所述轨道梁一端连接在试验平台的反力墙上，另一端和支撑柱连接；所述轨道梁底面设置轨道，轨道上设置滑动滚轴，用以消除传力框架与轨道梁间的摩擦；所述水平轨道、轨道梁与支撑柱位于同一垂直面内，并且水平轨道与轨道梁相互平行，共同构成限制管廊模型中间节段整体的位移方向。

7.根据权利要求6所述的一种胶结预应力拼装式管廊模型接缝的抗剪性能测试装置，其特征在于：所述剪切推力传感器安装在千斤顶***上、剪切位移量测装置安装在限位***上、应变传感器黏贴于接缝附近的管廊模型结构上。

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