[发明专利]顶推式盾构隧道结构原型试验水压施加装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种盾构隧道管片结构原型试验装置，尤其涉及一种顶推式盾构隧道结构原型试验水压施加装置。

背景技术

对盾构隧道原型管片结构水压的施加，通常采用自锚环箍式的装置实现，其俯视局部结构示意图见图3。其构成是：将盾构隧道结构原型2垂直地放置于地面(其中心轴线与地面垂直)，外周面上纵向设置两根环箍梁3，环箍梁3一侧设置有千斤顶4，环箍锚索5的始端穿过环箍梁3上的始端锚索孔，再在盾构隧道结构原型2上环绕一周后，其末端穿过环箍梁3上的末端锚索孔与千斤顶4的顶杆相连。其中，环箍梁3通过环箍锚索5提供压力来模拟和控制结构水压力。然而，该自锚式环箍式的加载装置存在如下两方面的问题和隐患：

首先，由于千斤顶吨位和尺寸较大，环箍梁两侧环箍锚索从弧形的管片外表面进入环箍梁时，由于锚索孔平直，其左右两侧与盾构隧道结构原型表面的距离相同，加之，千斤顶吨位和尺寸较大，其顶头与侧面的距离将导致不可避免地产生约14°～17°的张拉角(α)，对称安装的锚索另一端也必然产生14°～17°的张拉角(β)。使环箍梁左右附近区域存在较大的张拉空隙，而在环箍梁处产生附加集中力，当所模拟水压较大时，环箍梁处附加集中力的影响十分显著，严重影响试验效果。

其次，环箍锚索在锚索孔的边缘处A形成拐点，张拉时应力集中于此处，将导致环箍锚索易在此处断裂，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的就是提供一种顶推式盾构隧道结构原型试验水压施加装置，该装置采用顶推式环箍加载方法，消除了自锚式环箍法中环箍梁处由于附加集中力的存在对结构水压模拟的干扰，及环箍梁环箍锚索张拉时存在的安全隐患。试验结果更真实准确；从而更真实地模拟出环境水压对原型隧道结构的作用和影响，以对水下盾构隧道结构的设计和施工给出更准确、可靠的试验依据，以保证隧道的建设和营运安全；且装置的可靠性高，安全性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种顶推式盾构隧道结构原型试验水压施加装置，其组成是：中轴线平行于地面的隧道结构原型的顶部设置有周向的两个以上的千斤顶，千斤顶的两端分别设有纵向的左、右顶推梁体；环箍锚索环绕隧道结构原型表面一周后相交于左、右顶推梁体之间的隧道结构原型顶部表面，交叉后的两端分别与左、右顶推梁体相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

将立式的隧道结构原型改为卧式，即使隧道结构原型的中轴线平行于地面，然后在其表面环绕布设环箍锚索，环箍锚索交叉于隧道结构原型的顶部表面后再张拉锚固于左右顶推梁上，千斤顶从两顶推梁中间向外(两侧)施加推力。由于环箍锚索在隧道结构原型表面形成一个完整的圆，其张拉角为0，二者之间不存在任何的张拉空隙，因此，不会产生任何附加集中力，彻底消除了环箍梁附加集中力对结构水压力模拟的不利影响；使结构水压力的模拟更为真实可靠。从而使试验较真实地模拟出环境水压对隧道结构原型的作用和影响，以对水下盾构隧道结构的设计和施工给出更科学可靠的试验依据，以保证隧道的建设和营运安全。

上述的左、右顶推梁体相对的一侧分别安装顶推传力体，顶推传力体之间设置千斤顶。

千斤顶推动传力体，通过传力体将千斤顶的顶推力传递到两根梁体，避免千斤顶与梁体接触处的局部应力集中。

上述的左、右顶推梁体上分别开有锚索孔，环箍锚索穿过锚索孔后锚固在左、右顶推梁体的外侧面上；锚索孔倾斜，其倾斜的角度使穿过左、右顶推梁体的环箍锚索在孔缘处不形成拐点。

这样，可进一步使环箍锚索在顶推梁的穿过及相连处不形成拐点，不在顶推梁的任意位置处产生应力集中，使环箍锚索牢固，不易断裂、脱落，使用安全。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明进行进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例的顶部(局部)正视结构示意图。

图2是本发明实施例从俯-后方向看到的缩小立体结构示意图。

图3是现有的自锚环箍式装置的俯视局部结构示意图。

具体实施方式

实施例

图1-2示出，本发明的一种具体实施方式为：

一种顶推式盾构隧道结构原型试验水压施加装置，其组成是：中轴线平行于地面的隧道结构原型2的顶部设置有周向的两个以上的千斤顶4，千斤顶4的两端分别设有纵向的左、右顶推梁体3；环箍锚索5环绕隧道结构原型2表面一周后相交于左、右顶推梁体3之间的隧道结构原型2顶部表面，交叉后的两端分别与左、右顶推梁体3相连。左、右顶推梁体3相对的一侧分别安装顶推传力体31，顶推传力体31之间设置千斤顶4。

左、右顶推梁体3上分别开有锚索孔32，环箍锚索5穿过锚索孔32后锚固在左、右顶推梁体3的外侧面上；锚索孔32倾斜，其倾斜的角度使穿过左、右顶推梁体3的环箍锚索5在孔缘处不形成拐点。