[发明专利]钢管混凝土拱架灌注试验系统及试验方法

权利要求书

1.钢管混凝土拱架灌注试验系统，其特征在于：包括一个由空心管组成的试验拱架，在所述的试验拱架上设有灌浆孔和用于排气的排气孔，所述的灌浆孔与给空心管进行灌浆的灌浆系统相连；所述的试验拱架的四周设有多个对其实施加荷载的加载系统，所述的加载系统和试验拱架与一个为其提供反作用力的反力系统相连；且在试验拱架上还设有对灌浆进行检测的灌浆监测系统。

2.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注试验系统，其特征在于：所述的加载系统包括液压泵站、输油管、液压油缸和加载控制采集系统；所述的液压泵站通过输油管与设置在试验拱架四周的液压油缸相连，通过所述的加载控制采集系统实现对所述的液压油缸的控制，实现对所述的试验拱架的加载或卸载。

3.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注试验系统，其特征在于：所述的灌浆系统包括混凝土输送泵、灌浆管和灌浆接头，所述的混凝土输送泵通过所述的灌浆管和所述的灌浆接头与所述的试验拱架相连接，将不同配合比的混凝土以指定的不同速度泵送至所述的试验拱架中。

4.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注试验系统，其特征在于：所述的灌浆系统还包括一个在灌浆时对拱架提供振动作用或不同的振动参数的振动器，所述的振动器固定在所述的试验拱架上。

5.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注试验系统，其特征在于：所述的灌浆监测系统包括重量传感器和重量数据采集系统；所述的重量传感器放置在所述的试验拱架底部和拱架底座之间，左右各一个，并与重量数据采集系统相连接，在灌浆过程中实时监测并记录所述的试验拱架重量变化情况。

6.如权利要求5所述的钢管混凝土拱架灌注试验系统，其特征在于：所述的灌浆监测系统还包括均匀布置在所述的试验拱架壁上的观测孔，当混凝土浆灌注至某个所述的观测孔时，确知混凝土灌注填充位置，从而确定灌注到所述的试验拱架内的混凝土体积。

7.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注试验系统，其特征在于：所述的反力系统包括直立反力墙、油缸支座及拱架底座；

所述的直立反力墙为钢筋混凝土结构，其上设有用于固定油缸支座和拱架支座及其他构件的螺栓孔；

所述的油缸支座为液压油缸提供反力，其固定在所述的反力墙的指定位置；

所述的拱架底座固定在反力墙底端指定位置，左右各一个，用于支撑试验拱架，并在加载时提供对拱架底部的约束力。

8.如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注试验系统的试验方法，其特征在于，

步骤1、连接好如权利要求1所述的钢管混凝土拱架灌注试验系统；

步骤2、灌浆及监测

2-1开启拱架重量数据采集系统，实时监测并记录试验拱架的重量；

2-2启动混凝土输送泵，向试验拱架内灌注混凝土，灌浆过程中实时测量并记录试验拱架重量变化；同时通过观测孔实时观测并记录不同时刻的混凝土灌注位置，当混凝土超过某观测孔后，及时封堵该观测孔；

2-3当一侧灌浆接近顶部后，将灌浆管拔除，通过灌浆接头接到另外一侧的灌浆孔上继续灌浆；当排气孔有混凝土流出且已流出规定量后，停止混凝土输送泵，拔出灌浆管，灌浆结束；

步骤3、拱架养护

灌浆结束后，保持试验拱架原位不动，静止放置，按规定条件养护至规定时间；

步骤4加载至破坏

养护完成后，移除拱架重量传感器、重量数据采集系统和振动器；紧固限位档梁的螺栓，通过限位档梁使试验拱架只能在平面内变形；通过加载控制采集系统操控液压泵站及液压油缸，使液压油缸按照预定模式对试验拱架施加荷载；拱架底座为试验拱架提供约束；在加载过程中，加载控制采集系统可实时记录各液压油缸的出力值；持续加载直至拱架破坏，加载结束；

步骤5对步骤3、步骤4的数据进行处理。