[发明专利]一种曲线管幕机试验装置及其测试方法

权利要求书

1.一种曲线管幕机试验装置，其特征在于：包括主机（1）、钢管节（2）和顶推机构（4），地面上设有用于支撑顶推机构（4）的桩基（3），顶推机构（4）与桩基（3）固定连接，桩基（3）的上设有悬臂吊（6），主机（1）设置在钢管节（2）的一端，钢管节（2）的另一端穿过顶推机构（4），顶推机构（4）上设有导向机构（5）和辅助设备（8），主机（1）通过设置在钢管节（2）内部的管线（7）与辅助设备（8）相连接，导向机构（5）与钢管节（2）相对应，悬臂吊（6）设置在钢管节（2）的一侧且与钢管节（2）相连接；

所述钢管节（2）主要由若干个分管节焊接而成，分管节为中空结构，与主机（1）相连接的分管节中设有两个压力检测装置（9），两个压力检测装置（9）分别设置在分管节的上壁和下壁上；

所述导向机构（5）包括激光发射器（501）、中继器（502）和激光接收器（503），激光发射器（501）设置在顶推机构（4）上部，中继器（502）设置在分管节内部，激光接收器（503）设置在主机（1）的尾部，激光发射器（501）与中继器（502）相对应，中继器（502）与激光接收器（503）相对应。

2.根据权利要求1所述的曲线管幕机试验装置，其特征在于：所述顶推机构（4）包括支撑架（401）、抱紧机构（403）和管节限位机构（405），抱紧机构（403）位于与支撑架（401）的下部，管节限位机构（405）与支撑架（401）固定连接，支撑架（401）上设有工作平台（402），工作平台（402）的底部设有顶推油缸（404），顶推油缸（404）的伸缩端与抱紧机构（403）相连接。

3.根据权利要求2所述的曲线管幕机试验装置，其特征在于：所述支撑架（401）上设有至少一个管节限位机构（405），管节限位机构（405）与钢管节（2）相配合；管节限位机构（405）包括上部抱箍（4051）和下部抱箍（4052），上部抱箍（4051）通过调节螺栓（4053）、调节螺母（4054）与下部抱箍（4052）相连接；上部抱箍（4051）的内壁和下部抱箍（4052）的内壁上均设有内衬（4055）。

4.根据权利要求3所述的曲线管幕机试验装置，其特征在于：所述下部抱箍（4052）的两侧对称设有凹榫（4056），上部抱箍（4051）的两侧对称设有凸榫（4057），凸榫（4057）与凹榫（4056）相配合，调节螺栓（4053）依次穿过凹榫（4056）与凸榫（4057）。

5.一种如权利要求1所述的曲线管幕机试验装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：a、将顶推机构安装在桩基上，将同一环的分管节焊接成待推进的钢管节；顶推机构包括支撑架、抱紧机构和管节限位机构，抱紧机构位于与支撑架的下部，管节限位机构与支撑架固定连接，支撑架上设有工作平台，工作平台的底部设有顶推油缸，顶推油缸设置有压力传感器；

b、将焊接好的钢管节及主机通过悬臂吊吊装在顶推机构上；

c、测量主机开始掘进时进入土体的位置坐标及角度，根据曲线形钢管节的曲率计算出主机在掘进过程中及露出地面时的位置坐标；

d、在掘进过程中，通过导向机构实时监测主机的位置坐标及姿态坐标，然后将位置坐标及姿态坐标与理论值对比，检验曲线管幕机的掘进精度；

e、通过压力检测装置检测主机在不同位置时的土压力，通过顶推油缸的压力传感器检测实时顶推力大小。

6.根据权利要求5所述的曲线管幕机试验装置的测试方法，其特征在于：所述步骤a中分管焊接成钢管节包括如下步骤：S1：将对接的两个分管节或分管节与主机的连接处调整至对接环（10）开孔位置；

S2：通过调整螺钉调节两个分管节或分管节与主机的焊接位置完全对齐后，在对接环中部开孔位置对分管节进行初步焊接固定；

S3：松开微调螺钉，将对接环从焊缝处移除，继续完成整体焊接。

7.根据权利要求6所述的曲线管幕机试验装置的测试方法，其特征在于：所述对接环（10）为环形体，环形体的中部设有若干个开孔，开孔位于同一圆环上，相邻两个开孔之间设有调整螺钉（11）。