[实用新型]一种地铁盾构隧道管片加固补强效果测定试验设备

说明书

本实用新型公开了一种地铁盾构隧道管片加固补强效果测定试验设备，包括设备基础，所述设备基础上设置有对试验用管片进行竖向加载的竖向加载组件和对试验用管片在水平面内横向加载的水平横向加载组件、纵向加载的水平纵向加载组件，所述水平纵向加载组件与设备基础滑动配合便于取放试验用管片。本实用新型可以从竖向、水平横向和水平纵向三个方向对管片构件进行加载，且既能实现同步加载，又可进行异步加载，模拟更为真实的盾构管片受力情况。本实用新型有效试验空间大，水平横向和纵向加载范围可分别由水平横向撑杆和梯形螺纹拉杆进行调节，配合不同形式的分配梁辅具，适应多种拼接形式管片结构的加载，应用范围广。

技术领域

本实用新型属于结构构件力学性能试验技术领域，具体涉及一种地铁盾构隧道管片加固补强效果测定试验设备。

背景技术

在地铁盾构隧道的施工和运维期间，衬砌管片都是最主要的承载结构，必须满足强度和变形要求，因地层条件差、盾构通过时超欠挖、注浆质量不满足要求、地面堆载、管片结构性能劣化的影响等，均可能导致衬砌管片发生破坏，因此需要关注破损管片的加固补强及加固后的效果。地铁盾构隧道衬砌管片由单块管片拼装而成，存在大量的沿环向和纵向的接头，尤其对于加固后管片及接头，其力学特性更为复杂。鉴于上述原因，需要对地铁盾构隧道管片加固补强效果进行研究。

目前，对盾构管片力学性能的研究包括建立各类内力计算模型、进行三维数值模拟、相似模型试验和足尺试验，其中不乏对单管片和管片接头性能的研究，但对破损管片加固后管片及接头的力学性能的研究较为匮乏，且由于进行足尺试验占用空间大、操作复杂、现场还原度低，对破损管片加固后的结构力学性能认识不足。

发明内容

本实用新型针对现有地铁盾构隧道管片及接头力学性能测试试验中加载模式单一、操作复杂、现场还原度低等问题，提供一种地铁盾构隧道管片加固补强效果测定试验设备。

本实用新型的技术方案是：一种地铁盾构隧道管片加固补强效果测定试验设备，包括设备基础，所述设备基础上设置有对试验用管片进行竖向加载的竖向加载组件和对试验用管片在水平面内横向加载的水平横向加载组件、纵向加载的水平纵向加载组件，所述水平纵向加载组件与设备基础滑动配合便于取放试验用管片。

所述竖向加载组件包括设置在设备基础上的竖向加载立柱，所述竖向加载立柱成对设置，竖向加载立柱之间设置有竖向加载次梁，所述竖向加载次梁下端设置有竖向加载主梁，所述竖向加载主梁下端设置有竖向加载用的竖向加载作动器。

所述水平横向加载组件包括设置在设备基础上的水平横向加载立柱，所述水平横向加载立柱成对设置，所述水平横向加载立柱上端设置有水平横向加载拉杆，一对水平横向加载立柱的相对侧面分别设置有加载用的水平横向加载作动器和支撑用的水平横向撑杆。

所述设备基础设置有导轨，所述水平纵向加载组件包括Ⅰ号水平纵向反力框、Ⅱ号水平纵向反力框，所述Ⅰ号水平纵向反力框、Ⅱ号水平纵向反力框沿导轨滑动，所述Ⅰ号水平纵向反力框、Ⅱ号水平纵向反力框之间设置有连接且调节间距的螺纹拉杆，所述Ⅱ号水平纵向反力框端部设置有作动器支撑，所述作动器支撑上设置有水平纵向加载作动器。

所述竖向加载次梁设置在两个水平横向加载拉杆之间。

所述试验用管片中部存在管片连接接头，所述试验用管片内侧设置有管片加固部。

所述竖向加载作动器的活动端与竖向加载分配梁上端的垫板相连，所述竖向加载分配梁下端形成与试验用管片相适应的弧形。

所述Ⅰ号水平纵向反力框、水平纵向加载作动器的活动端均设置有水平纵向延长梁，所述水平纵向延长梁另一端设置有连接角钢，所述连接角钢中设置有支撑槽钢，所述支撑槽钢中形成倾斜且与试验用管片端部相适应的支撑槽。