[发明专利]一种盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置及方法

权利要求书

1.一种盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置，其特征在于，包括两个相互平行的底部支架(1)，底部支架(1)上安装有固定架(13)；底部支架(1)间活动架设有两个相互平行的承载横梁(12)，承载横梁(12)上铺设有滑动板(121)，滑动板(121)与设置于待测管片衬砌(4)上的滑动片(41)配合抵接；

一侧承载横梁(12)的侧面上安装有横向加载机构(2)，横向加载机构(2)包括定滑轮(22)与砝码(23)，砝码(23)的上端连接有与待测管片衬砌(4)套接的绞线(24)；另一侧承载横梁(12)的外侧活动设置有测量机构(3)，所述测量机构(3)包括活动架设于底部支架(1)上的安装横梁(31)，安装横梁(31)上设置有若干磁力支座(32)，所述磁力支座(32)与位移计(34)连接。

2.根据权利要求1所述的盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置，其特征在于，所述底部支架(1)上设置有滑行槽(11)，所述滑行槽(11)顶端开设有顶部滑槽(111)，两个滑行槽(11)相对的侧面上开设有侧向滑槽(112)；所述固定架(13)通过底部滑轨(133)安装于顶部滑槽(111)上，所述承接横梁(12)和安装横梁(12)活动安装于侧向滑槽(112)上。

3.根据权利要求1所述的盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置，其特征在于，所述固定架(13)上活动设置有固定夹(131)，固定夹(131)上安装有若干固定弹簧(132)。

4.根据权利要求3所述的盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置，其特征在于，所述两个相对固定架(131)上相对的侧面呈弧形结构。

5.根据权利要求3所述的盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置，其特征在于，所述固定架(13)沿竖直方向上设置有若干装配孔，所述固定夹(131)通过装配孔与固定夹(13)连接。

6.根据权利要求1所述的盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置，其特征在于，所述磁力支座(32)上端与连接弯杆(33)的下端固定连接，连接弯杆(33)的上端与位移计(34)连接；所述连接弯杆(33)为多个短杆铰接而成，连接弯杆(33)的上端与下端平行。

7.根据权利要求1所述的盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置，其特征在于，所述横向加载机构(2)包括与承载横梁(12)活动连接的转向承载支架(21)，所述定滑轮(22)固定设置于转向承载支架(21)上端。

8.根据权利要求7所述的盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置，其特征在于，所述承载横梁(12)与转向承载支架(21)连接部沿竖直方向上设置有若干安装孔，所述转向承载支架(21)通过安装孔与承载横梁(12)连接。

9.根据权利要求1所述的盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置，其特征在于，所述滑动板(121)和滑动片(41)的材质均为聚四氟乙烯。

10.一种采用权利要求1至9所述的盾构隧道管片衬砌结构纵向刚度测试装置的纵向刚度测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将滑行槽(11)安放于底部支架(1)上，将固定架(1)与滑行槽(11)的顶部滑槽(111)活动连接，将承载横梁(12)和测量机构(3)分别与滑行槽(11)的侧向滑槽(112)活动连接，然后将滑动板(121)铺设于承载横梁(12)上；

S2、将滑动片(41)贴设于待测管片衬砌(4)的底部，并将待测管片衬砌(4)放置于与滑动板(121)上，使滑动片(41)与滑动板(121)相抵接；

S3、根据待测管片衬砌(4)的直径，调整固定夹(131)相对于固定架(13)的安装高度，使固定架(131)的弧面圆心与待测管片衬砌(4)的截面圆心处于同一高度，将固定夹(131)上的固定弹簧(132)与待测管片衬砌(4)抵接；

S4、根据待测管片衬砌(4)的直径，调节位移计(34)的高度，使所有位移计(34)位于同一高度；

S5、根据待测管片衬砌(4)的直径，调整横向加载机构(2)的安装高度，并安装横向加载机构(2)，将绞线(24)与待测管片衬砌(4)套接后，再穿过定滑轮(22)与砝码(23)连接；

S6、令砝码(23)自由悬挂，砝码(23)通过绞线(24)带动待测管片衬砌(4)发生横向位移，位移计(34)测出对应位移数据；

S7、根据位移计(34)拟合出对应挠度曲线，计算待测管片衬砌(4)的纵向刚度。