[发明专利]一种新建地铁车站与既有车站帮接试验装置及其实验方法

权利要求书

1.一种新建地铁车站与既有车站帮接试验装置，其特征在于：包括模型箱(1)；所述模型箱(1)内设置有新旧车站一体模型(2)和光纤检测设备(4)；所述新旧车站一体模型(2)包括新建地铁车站和既有车站，所述新建地铁车站和既有车站接触相连，所述新建地铁车站和既有车站均包括多层新建地铁车站板(6)；所述既有车站内的新建地铁车站板(6)的两侧均设置有既有车站侧墙(7)，所述新建地铁车站内的新建地铁车站板(6)的两侧均设置有地下连续墙围护板(5)；所述既有车站一侧的既有车站侧墙(7)与邻近新建地铁车站一侧的地下连续墙围护板(5)内均嵌入有多个方形通道块(8)；

所述光纤检测设备(4)包括应变式光纤传感器(19)和位移式光纤传感器(20)；所述应变式光纤传感器(19)均匀布设于新建地铁车站与既有车站的新建地铁车站板(6)表面，所述模型箱(1)上装填有土砂，所述位移式光纤传感器(20)布设在土砂顶面；

所述模型箱(1)靠近新建地铁车站一侧的内板(9)上开设有多个与通道块(8)对应的预设孔(15)，所述新建地铁车站上设置有通道拆除组件(3)，所述通道拆除组件(3)包括动滑轮(16)、定滑轮(17)与钢丝绳(18)；所述通道块(8)上设置有把手，把手通过钢丝绳(18)与滑轮(16)连接，且滑轮(16)上套设的钢丝绳(18)一端固定于内板(9)上，另一端穿过预设孔(15)延伸至模型箱(1)外。

2.根据权利要求1所述的新建地铁车站与既有车站帮接试验装置，其特征在于：所述模型箱(1)包括多个透明内板(9)，多个透明内板(9)构成顶部与底部均开口设置的正方体；所述透明内板(9)上均设置有多根加筋条(10)；所述加筋条(10)包括水平向加筋条(10-1)和垂向加筋条(10-2)。

3.根据权利要求2所述的新建地铁车站与既有车站帮接试验装置，其特征在于：所述透明内板(9)表面间隔设置有多根水平向加筋条(10-1)，透明内板(9)的两端均设置有多根垂向加筋条(10-2)；所述水平向加筋条(10-1)的两端均延伸至与垂向加筋条(10-2)接触相连。

4.根据权利要求1所述的新建地铁车站与既有车站帮接试验装置，其特征在于：所述新建地铁车站内的新建地铁车站板(6)靠近既有车站侧墙(7)的一侧间隔设置有多个螺丝端(11)，其对应的地下连续墙围护板(5)上开设有多个与螺丝端(11)相配合的螺母端(12)。

5.根据权利要求4所述的新建地铁车站与既有车站帮接试验装置，其特征在于：所述新建地铁车站内的新建地铁车站板(6)上设置有磁性控制器(13)和辅助电钻(14)，所述磁性控制器(13)与辅助电钻(14)连接。

6.根据权利要求1所述的新建地铁车站与既有车站帮接试验装置，其特征在于：所述应变式光纤传感器(19)沿线通过胶水固定，且所述应变式光纤传感器(19)的一端均与新建地铁车站板(6)固定连接，另一端均延伸至模型箱(1)外与数据监测系统连接。

7.一种根据权利要求1-6任一所述的新建地铁车站与既有车站帮接试验装置的实验方法，其特征在于：

S1、拼装既有车站与地下连续墙围护板(5)，在既有车站的新建地铁车站板(6)上均匀粘结应变式光纤传感器(19)；

S2、由下至上依次拼装新建地铁车站，其中新建地铁车站板(6)通过螺丝端(11)与地下连续墙围护板(5)连接，并在新建地铁车站板(6)上布设粘结应变式光纤传感器(19)与通道拆除组件(3)；

S3、组装模型箱(1)，在模型箱(1)装填土砂至预设高度，并埋入已安装完全的新旧车站一体模型(2)，同时在土体顶面布设位移式光纤传感器(20)；

S4、将应变式光纤传感器(19)的一端连接至数据监测系统，待新旧车站一体模型(2)整体稳定后，记录存储新建地铁车站与既有车站帮接的初始应力与初始位移数据；

S5、启用通道拆除组件(3)，按照预设方案依次拉动模型箱(1)外各通道块(8)对应的钢丝绳(18)，在每次卸下通道块(8)后直至稳定的一小段时间内记录存储对应的应力与位移监测数据；

S6、根据基础相似比换算初始应力位移数据与拆除通道块(8)后的应力位移数据，得到新建地铁车站与既有车站帮接的应力位移变化规律，并将换算后的监测数据与混凝土抗拉强度、地表沉降预警值比较，判断车站结构的安全状态与周围土体的稳定性。