[发明专利]单边式隧道风机支承结构承载力检测装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道检测技术领域,特别涉及一种单边式隧道风机支承结构承载力检测装置与方法。

背景技术

随着交通技术的发展，长隧道、特长隧道越来越多，隧道通风成为影响行车舒适性重要因素。现大多数隧道通风采用的是射流风机，悬挂于隧道顶部，根据《公路隧道通风设计细则》（JTG/T D70/2-02-2014）中规定，隧道射流风机安装前应对风机支承结构进行载荷试验，试验值不少于风机静荷载的15倍，但并没有对试验方法、试验仪器、试验装置进行规定。本发明为一种单边式隧道风机支承结构承载力检测装置，与锚杆拉拔仪联合使用，采用单边拉拔法，客观模拟风机支承结构受力状态，通过分级加载的方式，检测风机支承结构承载力。该检测装置全部采用型钢焊接制作，结构型式简单，实用性强。

发明内容

为解决现有技术和实际情况中存在的上述问题，本发明提供了一种单边式隧道风机支承结构承载力检测装置，包括Ⅰ型测试架和Ⅱ型测试架，Ⅰ型测试架包括上横梁、下横梁、连接柱和长螺杆，上横梁通过连接柱与下横梁连接，上横梁与下横梁均为双肢槽钢焊接成口字型，所述上横梁上设有若干上下贯通的椭圆通孔，高强螺栓通过椭圆通孔与风机基座上的U型槽连接；下横梁与中空千斤顶底部接触，并承担向下的反力；所述Ⅱ型测试架包括横梁、柱腿，横梁由双肢槽钢焊接成口字型，所述横梁中心设有上下贯通的中孔；所述横梁中孔下面设有加固盘，柱腿为薄壁钢管；所述Ⅰ型测试架与Ⅱ型测试架反向交叉设置，长螺杆将Ⅰ型测试架与Ⅱ型测试架、中空千斤顶连接成一体；横梁通过加固盘与中空千斤顶顶部接触，并承担向上的反力，柱腿与衬砌接触，将向上的反力传递到衬砌上。

优选地，连接柱为单肢槽钢，与上横梁、下横梁焊接连接。

优选地，所述上横梁、下横梁、横梁两端均设有封口，封口为一矩形钢块。

优选地，所述上横梁下面与高强螺栓头部之间椭圆孔外侧设有加筋肋和组合垫片，所述加筋肋为一中空矩形钢块。

优选地，所述加固盘为一圆环形钢块，保护横梁底部受力部位，加筋肋为一矩形块，保护横梁上部受力部位；保护块为一圆形钢块，保护衬砌混凝土。

优选地，所述柱腿上端设有保护块、连接柱下端与横梁之间设有加筋肋。

优选地，所述Ⅰ型测试架与Ⅱ型测试架中，尺寸需满足下列要求：30mm≤H₁-H₂-H₃≤50mm；130mm≤H₅-H₄≤150mm，其中H₁为连接柱高度、H₂为中空千斤顶高度、H₃为加固盘与横梁连接的高度、H₄为上横梁的高度，H₅为柱腿两端设有保护片和加筋肋的高度。

本发明同时公开了一种单边式隧道风机支承结构承载力检测装置的检测方法，包括以下步骤：

1）将Ⅱ型测试架与Ⅰ型测试架正交串联，横梁置于上横梁之下，将上横梁通过高强螺栓与U型槽连接；

2）加载第一级荷载为试验荷载（F1或F2）的50%，保持此状态1min，观察U型槽与机座焊接处及机座与周边混凝土状况；

3）第二级荷载为试验荷载（F1或F2）的75%，保持此状态1min，观察U型槽与机座焊接处及机座与周边混凝土状况；

4）第三级荷载为试验荷载（F1或F2）的90%，保持此状态1min，观察U型槽与机座焊接处及机座与周边混凝土状况；

5）第四级荷载为试验荷载（F1或F2）的100%，保持此状态5min，观察U型槽与机座焊接处及机座与周边混凝土状况；

式中F1为短边试验荷载，N；F2为长边试验荷载，N；

m为风机总质量，kg；g为重力加速度，N/kg； 为短边与竖向的夹角，rad； 为长边与竖向夹角，rad；F为试验荷载，N；

则

。

该发明公开一种单边式隧道风机支承结构承载力检测装置由Ⅰ型测试架、Ⅱ型测试架组成；Ⅰ型测试架通过高强螺栓与风机机座上的U型槽连接，下部横梁提供反力；Ⅱ型测试架直接与衬砌接触，提供反力。Ⅰ型测试架与Ⅱ型测试架正交装配，Ⅱ型测试架下部放置中空千斤顶，三者通过长螺杆连接，形成一体。该检测装置均为型钢焊接而成，结构型式简单，费用低廉，实用性强。