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一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)及盾構(gòu)管片試驗(yàn)的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)，該加載系統(tǒng)包括自平衡反力核心筒和徑向力加載裝置，所述徑向力加載裝置設(shè)置在自平衡反力核心筒的外側(cè)，且位于盾構(gòu)管片所組裝的環(huán)之間。所述自平衡反力核心筒是由上覆板、上環(huán)箍、中環(huán)箍、下環(huán)箍和豎梁組成；上覆板位于自平衡反力核心筒的頂部；多根具有相同的形狀與尺寸的豎梁沿著一個(gè)圓周間隔排列；上環(huán)箍在所述多根豎梁的圓周外側(cè)上部；中環(huán)箍在多根豎梁的圓周外側(cè)中部；下環(huán)箍在多根豎梁圓周外側(cè)下部。本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)具有占地面積小、成本低、應(yīng)用范圍等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)及盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)及盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)管片是盾構(gòu)施工的主要裝配構(gòu)件，是隧道的最外層屏障，承擔(dān)著抵抗土層壓力、地下水壓力以及一些特殊荷載的作用。盾構(gòu)管片是盾構(gòu)法隧道的永久襯砌結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)管片質(zhì)量直接關(guān)系到隧道的整體質(zhì)量和安全，影響隧道的防水性能及耐久性能。
[0003]為了檢驗(yàn)盾構(gòu)管片的質(zhì)量，通常采用盾構(gòu)管片試驗(yàn)設(shè)備來對盾構(gòu)管片的性能進(jìn)行測試。
[0004]加載系統(tǒng)是盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)的重要組成部分。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用反力墻來提供反力。反力墻是設(shè)置在盾構(gòu)管片形成的環(huán)(管道)的外周，反力墻制作費(fèi)時(shí)費(fèi)工，而且占用面積很大，在試驗(yàn)結(jié)束后還需拆除。一種反力墻是在地下挖出的環(huán)形坑，以環(huán)形坑的內(nèi)壁作為反力墻，盾構(gòu)環(huán)的外壁直接抵靠在反力墻上，從盾構(gòu)管片的內(nèi)側(cè)對盾構(gòu)管片施加徑向力。另一種反力墻是豎立起的環(huán)形墻。所述環(huán)形墻設(shè)置在盾構(gòu)管片形成的環(huán)的外周，在環(huán)形墻和盾構(gòu)管片設(shè)置油缸來施加負(fù)載，進(jìn)行測試。
[0005]這兩種形式的加載系統(tǒng)都具有反力墻占地面積大，適用范圍較小的缺點(diǎn)。
[0006]因此，希望有一種盾 構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
[0008]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)包括自平衡反力核心筒和徑向力加載裝置，所述徑向力加載裝置設(shè)置在自平衡反力核心筒的外側(cè)，且位于盾構(gòu)管片所組裝的環(huán)之間。
[0010]所述自平衡反力核心筒是由上覆板、上環(huán)箍、中環(huán)箍、下環(huán)箍和豎梁組成；上覆板位于自平衡反力核心筒的頂部；多根具有相同的形狀與尺寸的豎梁沿著一個(gè)圓周間隔排列；上環(huán)箍在所述多根豎梁的圓周外側(cè)的上部和上覆板的下方；中環(huán)箍在所述多根豎梁的圓周外側(cè)的中部；以及下環(huán)箍在所述多根豎梁的圓周外側(cè)的下部，其中，所述上覆板、上環(huán)箍、中環(huán)箍、下環(huán)箍和豎梁通過焊接連接。
[0011]徑向力加載裝置是由液壓缸、液壓缸定位裝置和墊梁組成，墊梁位于盾構(gòu)管片外側(cè)且與其接觸；液壓缸位于自平衡反力核心筒的外側(cè)和盾構(gòu)管片內(nèi)側(cè)；液壓缸定位裝置位于液壓缸下方；液壓缸定位裝置與自平衡反力核心筒連接；液壓缸通過圓鋼連接自平衡反力核心筒和墊梁。[0012]液壓缸定位裝置由液壓缸托架及滑軌機(jī)構(gòu)和液壓缸旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)兩部分組成，滑軌由圓鋼組成，連接在上環(huán)箍和中環(huán)箍或中環(huán)箍和下環(huán)箍上，是液壓缸托架的滑動軌道；液壓缸托架由滑動抓、底架和弧板組成，弧板直徑與液壓缸直徑相等，拖住液壓缸。四個(gè)滑動抓可在圓鋼滑軌上自由滑動。
[0013]旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)由回轉(zhuǎn)支撐、電機(jī)、變速箱、齒輪、工字鋼挑梁及電動葫蘆組成。回轉(zhuǎn)支撐提供旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)自由度和支撐反力(試驗(yàn)機(jī)使用具體型號查詢有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn))；電機(jī)、變速箱及齒輪提供旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)動力；挑梁為電動葫蘆徑向移動和垂直提升提供反力支撐；電動葫蘆是旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)的提升工作機(jī)構(gòu)；旋轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)位于上覆板上，通過電動葫蘆與液壓缸連接。
[0014]反力核心筒豎梁為鋼包混凝土結(jié)構(gòu)，核心筒豎梁組合結(jié)構(gòu)由12根豎梁繞軸心按30度角排列組合而成，
[0015]豎梁的數(shù)量為12根。
[0016]上覆板為承重鋼板，用于為油缸回旋提升子系統(tǒng)提供工作平臺。
[0017]上環(huán)箍、中環(huán)箍和下環(huán)箍由兩層切割成梯形的30號工字鋼焊接而成。
[0018]自平衡反力核心筒的橫截面形狀為一個(gè)內(nèi)接于一個(gè)圓的正十二邊形，圓的半徑為598mm0
[0019]徑向力加載裝置包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的徑向設(shè)置的液壓缸和液壓缸定位裝置。
[0020]徑向力加載裝置包括十二個(gè)徑向設(shè)置的液壓缸和液壓缸定位裝置。
[0021]本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)包括如上所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)。
[0022]下環(huán)箍以角焊縫形式焊接至所述盾構(gòu)管片的試驗(yàn)機(jī)底座。
[0023]本實(shí)用新型的積極效果如下:
[0024]本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)以自平衡反力核心筒來代替反力墻承受反力，具有下述優(yōu)點(diǎn):占地面積小、成本低、應(yīng)用范圍廣(可適用于任何內(nèi)徑大于自平衡反力核心筒外徑的盾構(gòu)管片環(huán))、在所述自平衡反力核心筒可以進(jìn)行油路和管線的布置、能夠?qū)崿F(xiàn)不平衡加載。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)的示意圖。
[0026]圖2是本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)中的自平衡反力核心筒的示意圖。
[0027]圖3是本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)中的自平衡反力核心筒的多根豎梁的俯視不意圖。
[0028]圖4是本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)中的自平衡反力核心筒的環(huán)箍的俯視不意圖。
[0029]I上覆板、2中環(huán)箍、3豎梁、4墊梁、5盾構(gòu)管片、6液壓缸、7下環(huán)箍、8上環(huán)箍、9液壓缸定位裝置、100自平衡反力核心筒、200徑向力加載裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本實(shí)用新型實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。
[0032]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)的示意圖。圖1所示的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)包括:自平衡反力核心筒100和多個(gè)液壓缸6。液壓缸6水平徑向延伸。液壓缸6設(shè)置在自平衡反力核心筒的外側(cè)，且位于盾構(gòu)管片5所組裝的環(huán)之間。液壓缸6的數(shù)量可以根據(jù)需要設(shè)置。
[0033]液壓缸6用作徑向力加載裝置，用于對盾構(gòu)管片5加載。在圖1所示的實(shí)施例中，液壓缸6通過墊梁4對盾構(gòu)管片5施加徑向向內(nèi)(圖中為向左)的徑向力。可以理解的是，液壓缸6還可以對盾構(gòu)管片5施加徑向向外的徑向力，此時(shí)，墊梁應(yīng)設(shè)置在盾構(gòu)管片5的徑向內(nèi)側(cè)。
[0034]圖2是圖1所示盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)中的自平衡反力核心筒的示意圖。圖3是圖2所示自平衡反力核心筒的多根豎梁的俯視示意圖。圖4是圖2所示自平衡反力核心筒的環(huán)箍的俯視示意圖。
[0035]自平衡反力核心筒的作用主要如下:
[0036]1、提供液壓油缸支反力；
[0037]2、提供液壓油缸豎向滑動和定位平臺；以及
[0038]3、為油路系統(tǒng)及液壓控制硬件提供放置空間。
[0039]因此，自平衡反力核心筒的高度尺寸應(yīng)滿足試驗(yàn)機(jī)液壓油缸施力尺寸設(shè)計(jì)要求，內(nèi)外徑設(shè)計(jì)應(yīng)滿足液壓控制系統(tǒng)硬件放置及實(shí)驗(yàn)操作所需空間設(shè)計(jì)要求。
[0040]圖2所示的反力核心筒采用鋼筋混凝土豎梁組成的束筒空腹式結(jié)構(gòu)，并在豎梁束筒上中下三個(gè)位置設(shè)置三層工字鋼環(huán)箍固定，能夠承受較大的施加于筒體的徑向平衡力作用。具體而言，所述自平衡反力核心筒包括:上覆板1，十二根豎梁3及三個(gè)環(huán)箍。其中，所述上覆板和三個(gè)環(huán)箍焊接至所述豎梁。
[0041]上覆板I位于所述核心筒的頂部處。有利的是，所述上覆板為承重鋼板(例如中厚承重鋼板，如厚度在8-12毫米，更具體地，設(shè)置為10毫米)，用于為油缸回旋提升子系統(tǒng)提供工作平臺。
[0042]十二根豎梁具有相同的形狀與尺寸，并且沿著一個(gè)圓周間隔排列。所述豎梁的數(shù)量不限于12根，也可以為其他適當(dāng)?shù)臄?shù)量(例如10根、6根、18根等等)。所述十二根豎梁的排列使得所述自平衡反力核心筒的橫截面形狀為一個(gè)內(nèi)接于一個(gè)圓的正多邊形。優(yōu)選的是，所述圓的半徑為598mm,所述正多邊形為十二邊形。
[0043]三個(gè)環(huán)箍3分別為上環(huán)箍、中環(huán)箍以及下環(huán)箍。所述上環(huán)箍設(shè)置在所述多根豎梁的圓周外側(cè)的上部處。所述上環(huán)箍設(shè)置在所述多根豎梁的圓周外側(cè)的中部處。所述上環(huán)箍設(shè)置在所述多根豎梁的圓周外側(cè)的下部。
[0044]有利的是，所述環(huán)箍由切割成梯形工字鋼焊接而成。為了提高強(qiáng)度，所述由兩層切割成梯形的30號工字鋼焊接而成。
[0045]本實(shí)用新型還提供一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，所述盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)包括如上所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)。
[0046]優(yōu)選地，所述下環(huán)箍以角焊縫形式焊接至所述盾構(gòu)管片的試驗(yàn)機(jī)底座。
[0047]本實(shí)用新型的自平衡反力核心筒采用上中下三個(gè)環(huán)箍，有效地提高了整個(gè)自平衡反力核心筒的強(qiáng)度，尤其提高了承受徑向平衡力的能力。
[0048]本實(shí)用新型的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)以自平衡反力核心筒來代替反力墻承受反力，具有下述優(yōu)點(diǎn):占地面積小、成本低、應(yīng)用范圍廣(可適用于任何內(nèi)徑大于自平衡反力核心筒外徑的盾構(gòu)管片環(huán))、在所述自平衡反力核心筒可以進(jìn)行油路和管線的布置、能夠?qū)崿F(xiàn)不平衡加載。
[0049]最后需要指出的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)，其特征在于:該加載系統(tǒng)包括自平衡反力核心筒(100)和徑向力加載裝置(200)，所述徑向力加載裝置(200)設(shè)置在自平衡反力核心筒(100)的外側(cè)，且位于盾構(gòu)管片(5)所組裝的環(huán)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的加載系統(tǒng)，其特征在于:所述自平衡反力核心筒是由上覆板(I)、上環(huán)箍(8)、中環(huán)箍(2)、下環(huán)箍(7)和豎梁(3)組成；上覆板(I)位于自平衡反力核心筒(100)的頂部；多根具有相同的形狀與尺寸的豎梁(3)沿著一個(gè)圓周間隔排列；上環(huán)箍(8)在所述多根豎梁(3)的圓周外側(cè)的上部和上覆板(I)的下方；中環(huán)箍(2)在所述多根豎梁(3)的圓周外側(cè)的中部；以及下環(huán)箍(7)在所述多根豎梁(3)的圓周外側(cè)的下部，其中，所述上覆板(I)、上環(huán)箍(8)、中環(huán)箍(2)、下環(huán)箍(7)和豎梁(3)通過焊接連接。
3.如權(quán)利要求1所述的加載系統(tǒng)，其特征在于:徑向力加載裝置(200)是由液壓缸(6)、液壓缸定位裝置(9)和墊梁(4)組成，墊梁(4)位于盾構(gòu)管片(5)外側(cè)且與其接觸；液壓缸(6)位于自平衡反力核心筒(100)的外側(cè)和盾構(gòu)管片(5)內(nèi)側(cè)；液壓缸定位裝置(9)位于液壓缸(6 )下方；液壓缸定位裝置(9 )與自平衡反力核心筒(100 )連接；液壓缸(6 )通過圓鋼連接自平衡反力核心筒(100)和墊梁(4)。
4.如權(quán)利要求2所述的加載系統(tǒng)，其特征在于:豎梁(3)的數(shù)量為12根。
5.如權(quán)利要求2所述的加載系統(tǒng)，其特征在于:上環(huán)箍(8)、中環(huán)箍(2)和下環(huán)箍(7)由兩層切割成梯形的30號工字鋼焊接而成。
6.如權(quán)利要求2所述的加載系統(tǒng)，其特征在于:自平衡反力核心筒的橫截面形狀為一個(gè)內(nèi)接于一個(gè)圓的正十二邊形，圓的半徑為598mm。
7.如權(quán)利要求3所述的加載系統(tǒng)，其特征在于:徑向力加載裝置(200)包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的徑向設(shè)置的液壓缸(6 )和液壓缸定位裝置(9 )。
8.如權(quán)利要求7所述的加載系統(tǒng)，其特征在于:徑向力加載裝置(200)包括十二個(gè)徑向設(shè)置的液壓缸(6 )和液壓缸定位裝置(9 )。
9.一種盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的盾構(gòu)管片試驗(yàn)機(jī)，其特征在于:下環(huán)箍(7)以角焊縫形式焊接至所述盾構(gòu)管片的試驗(yàn)機(jī)底座。
【文檔編號】G01M13/00GK203561500SQ201320736939
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】馬程昊, 白晨光, 馬慶松, 秦會來, 油新華, 耿冬青, 宋福淵, 許國光, 張清林, 楊春英, 張偉, 郭恒, 胡賀祥 申請人:中國建筑股份有限公司