專利名稱：一種盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)的水壓施加設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)設(shè)備，尤其涉及一種盾構(gòu)隧道結(jié) 構(gòu)原型試驗(yàn)的水壓施加設(shè)備。
背景技術(shù)：
對(duì)盾構(gòu)隧道原型管片結(jié)構(gòu)水壓的施加，可采用自錨式環(huán)箍式的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，S卩在 盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型外周面上縱向設(shè)置兩根環(huán)箍梁，環(huán)箍梁一側(cè)設(shè)置有環(huán)箍千斤頂，固定于 環(huán)箍梁上的環(huán)箍錨索的錨固端穿過(guò)環(huán)箍梁上的錨固孔，再在盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型上環(huán)繞一周 后，其千斤頂端穿過(guò)環(huán)箍梁上的千斤頂孔與環(huán)箍千斤頂?shù)捻敆U相連。其中，環(huán)箍梁通過(guò)環(huán)箍 錨索提供壓力來(lái)模擬和控制結(jié)構(gòu)水壓力。然而，該加載設(shè)備存在如下兩方面的問(wèn)題和隱患。首先，由于環(huán)箍千斤頂噸位和尺寸較大，環(huán)箍梁兩側(cè)鋼絞線從弧形的管片外表面 進(jìn)入環(huán)箍梁時(shí)，由于錨固孔平直，其左右兩側(cè)與盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型表面的距離相同，加之， 環(huán)箍千斤頂噸位和尺寸較大，其頂頭與側(cè)面的距離將導(dǎo)致不可避免地產(chǎn)生約14° 17° 的張拉角，對(duì)稱安裝的錨索錨固端也必然產(chǎn)生14° 17°的張拉角。使環(huán)箍梁左右附近區(qū) 域存在較大的張拉空隙，而在環(huán)箍梁處產(chǎn)生附加集中力，當(dāng)所模擬水壓較大時(shí)，環(huán)箍梁處附 加集中力的影響十分顯著，嚴(yán)重影響試驗(yàn)效果。其次，鋼絞線張拉時(shí)將導(dǎo)致兩個(gè)隱患第一，環(huán)箍錨索在錨固孔、千斤頂孔的邊緣 處形成拐點(diǎn)，應(yīng)力集中于此處，導(dǎo)致環(huán)箍錨索在此處易斷裂，存在安全隱患；第二，在環(huán)箍錨 索與千斤頂?shù)捻旑^及環(huán)箍梁的相連處，連接用的張拉錨具與張拉力的方向不垂直，處于偏 壓受力狀態(tài)，導(dǎo)致該處環(huán)箍錨索也易出現(xiàn)脫落、斷裂。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)的水壓施加設(shè)備，該設(shè)備 將環(huán)箍錨索的張拉角及張拉空隙小，環(huán)箍梁處的附加集中力大幅減小，試驗(yàn)結(jié)果更真實(shí)準(zhǔn) 確；且設(shè)備的可靠性高，安全性好。從而更真實(shí)地模擬出環(huán)境水壓對(duì)原型隧道結(jié)構(gòu)的作用和 影響，以對(duì)水下盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工給出更準(zhǔn)確、可靠的試驗(yàn)依據(jù)，以保證隧道的建 設(shè)和營(yíng)運(yùn)安全。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)的 水壓施加設(shè)備，在盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型外周面上縱向設(shè)有環(huán)箍梁，環(huán)箍錨索的錨固端穿過(guò)環(huán) 箍梁上的錨固孔，再在盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型上環(huán)繞一周后，其千斤頂端穿過(guò)環(huán)箍梁上的千斤 頂孔與環(huán)箍梁側(cè)面的千斤頂?shù)捻敆U相連，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是所述的錨索的錨固端與錨固孔之間還設(shè)有錨固墊板，錨固墊板上開有與錨固孔貫 通的錨固通孔，錨固孔及錨固墊板上的錨固通孔傾斜，其傾斜的角度使錨索穿過(guò)錨固孔及 錨固通孔時(shí)在孔緣處不形成拐點(diǎn)；錨固墊板與錨索錨固端相連的外側(cè)面與錨固通孔垂直；所述的錨索的千斤頂端與千斤頂孔之間還設(shè)有千斤頂墊板，千斤頂墊板上開有與 千斤頂孔貫通的千斤頂通孔，千斤頂孔及千斤頂墊板上的千斤頂通孔傾斜，其傾斜的角度
3使錨索穿過(guò)千斤頂孔及千斤頂通孔時(shí)在孔緣處不形成拐點(diǎn)；千斤頂墊板與千斤頂相連的外 側(cè)面與千斤頂通孔垂直。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是一、由于千斤頂孔及千斤頂墊板的千斤頂通孔傾斜，使錨索穿過(guò)千斤頂時(shí)在孔緣 處不形成拐點(diǎn)，也即千斤頂孔及千斤頂墊板的千斤頂通孔的軸線在千斤頂頂頭向盾構(gòu)隧道 結(jié)構(gòu)原型表面所引的切線上，保證千斤頂通孔在外側(cè)面上距離盾構(gòu)隧道的結(jié)構(gòu)原型表面的 距離增大，使千斤頂?shù)陌惭b不受限制；同時(shí)千斤頂孔在非千斤頂墊板側(cè)的孔緣距盾構(gòu)隧道 的結(jié)構(gòu)原型表面的距離減至最小，從而大大減小了環(huán)箍錨索千斤頂側(cè)的張拉角及張拉空 隙，對(duì)稱安裝的另一側(cè)(錨固端)的張拉角也同步減小，本實(shí)用新型設(shè)備的張拉角僅為3°， 環(huán)箍梁處的附加集中力大幅減小，從而更真實(shí)地模擬出環(huán)境水壓對(duì)原型隧道結(jié)構(gòu)的作用和 影響，以對(duì)水下盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工給出更準(zhǔn)確、可靠的試驗(yàn)依據(jù)，以保證隧道的建 設(shè)和營(yíng)運(yùn)安全。二、同時(shí)，由于千斤頂孔及千斤頂通孔傾斜，使錨索穿過(guò)千斤頂時(shí)在孔緣處不形成 拐點(diǎn)；錨固孔及錨固墊板上的錨固通孔傾斜，其傾斜的角度使錨索穿過(guò)錨固孔及通孔時(shí)在 孔緣處也不形成拐點(diǎn)。整個(gè)環(huán)箍錨索在任何位置均無(wú)拐點(diǎn)存在，消除了現(xiàn)有技術(shù)在孔緣處 的拐點(diǎn)及應(yīng)力集中，大大改善了錨索在孔緣處的受力條件，而不易斷裂。并且由于錨固墊板連接環(huán)箍錨索的外側(cè)面，千斤頂墊板連接千斤頂?shù)耐鈧?cè)面，均 與其通孔或者說(shuō)該處的環(huán)箍錨索垂直，消除了千斤頂頂頭及錨固墊板在張拉時(shí)的偏壓受力 狀態(tài)，使錨索在連接處也不易斷裂脫落，從而明顯改善了整個(gè)設(shè)備的可靠性和安全性。
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中環(huán)箍梁處的局部俯視放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的環(huán)箍梁、左、右墊板在右墊板處的橫向剖視放大示意 圖。圖如、圖4b、圖如分別為本實(shí)用新型設(shè)備和現(xiàn)有設(shè)備測(cè)得和理論計(jì)算得到的彎矩 在盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型上的分布圖。圖fe、圖恥、圖5c分別為本實(shí)用新型設(shè)備和現(xiàn)有設(shè)備測(cè)得和理論計(jì)算得到的軸力 在盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型上的分布圖。圖4a、圖4b、圖5a、圖恥中，“Δ”表示環(huán)箍梁所在位置。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例圖1-3示出，本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
為一種盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)的 水壓施加設(shè)備，在盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型1外周面上縱向設(shè)有環(huán)箍梁2，環(huán)箍錨索3的錨固端3A 穿過(guò)環(huán)箍梁2上的錨固孔，再在盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型1上環(huán)繞一周后，其千斤頂端:3B穿過(guò)環(huán) 箍梁2上的千斤頂孔與環(huán)箍梁2側(cè)面的千斤頂4的頂桿相連，其特征在于所述的錨索3的錨固端3A與錨固孔之間還設(shè)有錨固墊板5，錨固墊板5上開有與錨固孔貫通的錨固通孔5A，錨固孔及錨固墊板5上的錨固通孔5A傾斜，其傾斜的角度使錨 索3穿過(guò)錨固孔及錨固通孔5A時(shí)在孔緣處不形成拐點(diǎn)；錨固墊板5與錨索3錨固端3A相 連的外側(cè)面5B與錨固通孔5A垂直；所述的錨索3的千斤頂端:3B與千斤頂孔之間還設(shè)有千斤頂墊板6，千斤頂墊板6 上開有與千斤頂孔貫通的千斤頂通孔6A，千斤頂孔及千斤頂墊板6上的千斤頂通孔6A傾 斜，其傾斜的角度使錨索3穿過(guò)千斤頂孔及千斤頂通孔6A時(shí)在孔緣處不形成拐點(diǎn)；千斤頂 墊板6與千斤頂相連的外側(cè)面6B與千斤頂通孔6A垂直。圖4a、圖仙、圖如分別為本實(shí)用新型設(shè)備、現(xiàn)有設(shè)備測(cè)得和理論計(jì)算得到的彎矩 分布圖。圖5a、圖恥、圖5c分別為本實(shí)用新型設(shè)備、現(xiàn)有設(shè)備測(cè)得和理論計(jì)算得到的軸力分 布圖。由圖可見，由于環(huán)箍梁附加集中力導(dǎo)致現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu)彎矩與軸力在環(huán)箍梁處(“Δ” 處)發(fā)生了突變，而本實(shí)用新型設(shè)備的環(huán)箍梁處(“Δ”處)的結(jié)構(gòu)彎矩與軸力沒有大的變 化，環(huán)箍梁的附加集中力的效應(yīng)基本消失。根據(jù)這些圖可以得出下表，從表中可見，由于現(xiàn)有設(shè)備的環(huán)箍梁附加集中力的影 響，其最大正彎矩量值較理論值明顯增大，而最小軸力的量值較理論值又明顯減小。而本實(shí) 用新型的設(shè)備，由于明顯消除了環(huán)箍梁附加集中力的影響，其最大正彎矩量值僅比理論值 低10%左右，而最小軸力的值也僅比理論值略有降低。
權(quán)利要求1. 一種盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)的水壓施加設(shè)備，在盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型(1)外周面上縱 向設(shè)有環(huán)箍梁O)，環(huán)箍錨索C3)的錨固端(3A)穿過(guò)環(huán)箍梁( 上的錨固孔，再在盾構(gòu)隧道 結(jié)構(gòu)原型(1)上環(huán)繞一周后，其千斤頂端(3B)穿過(guò)環(huán)箍梁(2)上的千斤頂孔與環(huán)箍梁(2) 側(cè)面的千斤頂?shù)捻敆U相連，其特征在于所述的錨索(3)的錨固端(3A)與錨固孔之間還設(shè)有錨固墊板(5)，錨固墊板(5)上開 有與錨固孔貫通的錨固通孔(5A)，錨固孔及錨固墊板( 上的錨固通孔(5A)傾斜，其傾斜 的角度使錨索( 穿過(guò)錨固孔及錨固通孔(5A)時(shí)在孔緣處不形成拐點(diǎn)；錨固墊板( 與錨 索(3)錨固端(3A)相連的外側(cè)面(5B)與錨固通孔(5A)垂直；所述的錨索(3)的千斤頂端(3B)與千斤頂孔之間還設(shè)有千斤頂墊板(6)，千斤頂墊板 (6)上開有與千斤頂孔貫通的千斤頂通孔(6A)，千斤頂孔及千斤頂墊板(6)上的千斤頂通 孔(6A)傾斜，其傾斜的角度使錨索( 穿過(guò)千斤頂孔及千斤頂通孔(6A)時(shí)在孔緣處不形 成拐點(diǎn)；千斤頂墊板(6)與千斤頂相連的外側(cè)面(6B)與千斤頂通孔(6A)垂直。
專利摘要一種盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)原型試驗(yàn)的水壓施加設(shè)備，其錨索的錨固端與錨固孔之間還設(shè)有錨固墊板，錨固孔及錨固墊板上的錨固通孔傾斜，其傾斜的角度使錨索穿過(guò)錨固孔及錨固通孔時(shí)在孔緣處不形成拐點(diǎn)；錨固墊板的外側(cè)面與錨固孔垂直；千斤頂端與千斤頂孔之間設(shè)有千斤頂墊板，千斤頂孔及千斤頂墊板上的千斤頂通孔傾斜，其傾斜的角度使錨索穿過(guò)千斤頂孔及千斤頂通孔時(shí)在孔緣處不形成拐點(diǎn)；千斤頂墊板的外側(cè)面與千斤頂孔垂直。該設(shè)備錨索的張拉角及張拉空隙小，環(huán)箍梁處的附加集中力小，可更真實(shí)地模擬出環(huán)境水壓對(duì)原型隧道結(jié)構(gòu)的影響，從而能對(duì)盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工給出更準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)，保證隧道建設(shè)和營(yíng)運(yùn)安全。且設(shè)備的可靠性高，安全性好。
文檔編號(hào)G01M99/00GK201909719SQ201020665808
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者何川, 封坤, 王士民 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)