多舱综合管廊变形缝接头抗扭转性能足尺测试装置

技术领域

本发明涉及多舱综合管廊变形缝接头抗扭转性能足尺测试装置。

背景技术

综合管廊，日本称共同沟，中国台湾称共同管道，是指城市地下的市政管线综合走廊，即在城市地下建造一种隧道空间，将市政、电力、通讯、燃气、给排水、热力、垃圾运送等多种管线集约化的铺设隧道空间中，并设有专门的人员出入口、管线出入口、检修口、吊装口及防灾监测监控等系统，形成一种新型的市政公用管线综合设施，实施统一规划、设计建设与管理。主要适用于交通流量大、地下管线多的重要路段，尤其是高速公路、主干道、以及规划的大型城市组团或建筑群内。

变形缝接头是综合管廊的薄弱环节，其力学性能显著影响着衬砌结构整体的力学行为。为了使管廊衬砌结构的设计安全、合理，需弄清变形缝接头的受扭状况、变形特征及破坏模式。

因此，需要一种多舱综合管廊变形缝接头抗扭转性能足尺测试装置，对多舱综合管廊变形缝接头进行扭转测试。

发明内容

本发明提供了多舱综合管廊变形缝接头抗扭转性能足尺测试装置，其克服了背景技术所存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

多舱综合管廊变形缝接头抗扭转性能足尺测试装置，其适用于管廊节段试件，管廊节段试件包括依次连接的固定管廊节段试件、管廊节段试件变形缝和转动管廊节段试件，它包括用于限定固定管廊节段试件位移及转动的固定装置、用于对转动管廊节段试件施加扭矩的加载装置、用于将加载装置的扭矩传递至转动管廊节段试件的传力装置和用于检测转动管廊节段试件转动角度及转矩的角度与转矩检测装置，管廊节段试件水平布置，且固定管廊节段试件与固定装置进行连接，转动管廊节段试件与传力装置进行连接，传力装置与加载装置传动连接，角度与转矩检测装置安装在加载装置上，加载装置带动传力装置在竖直平面内转动进而带动转动管廊节段试件同步转动。

一较佳实施例之中：所述固定装置包括外框、固定液压缸、固定板和垫高台，所述垫高台固接在外框内底部，所述固定液压缸固接在外框内顶部，所述固定板与固定液压缸相连接，固定管廊节段试件固定夹置在固定板和垫高台之间。

一较佳实施例之中：所述传力装置包括内框、水平限位板和竖直限位板，所述水平限位板可上下滑动地装接在内框上，所述竖直限位板可左右滑动地装接在内框上，水平限位板和竖直限位板之间围成容置空间，转动管廊节段试件夹置在该容置空间内，所述加载装置与内框相连接。

一较佳实施例之中：所述外框延伸至内框外周，所述外框内壁设有导向滑轨，所述内框外壁设有可与导向滑轨相滑动配合的导向滑轮。

一较佳实施例之中：所述导向滑轨呈圆弧形，该导向滑轨之圆心与内框之转动轴心相同。

一较佳实施例之中：所述传力装置还包括支撑液压缸，该支撑液压缸顶端可与水平限位板相顶抵或相分离。

一较佳实施例之中：所述加载装置包括加载电机、加载板和夹板组件，所述加载板与加载电机传动连接，所述夹板组件包括相对布置的两个夹板以及锁紧螺栓，两个夹板其中一端部与加载板相固接，两个夹板另一端悬空，所述内框边缘可伸入两个夹板之间，且通过锁紧螺栓将两个夹板与内框边缘锁接在一起。

一较佳实施例之中：所述加载装置还包括用于支撑加载板的支撑架，所述加载板转动装接在支撑架上。

一较佳实施例之中：所述角度与转矩检测装置包括角度传感器和转矩传感器，角度传感器和转矩传感器均安装在加载板上。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.该测试装置原理明确、结构简单，实验操作易于实现，固定装置将固定管廊节段试件进行固定，再通过加载装置在水平方向上施加转矩并通过传力装置带动转动管廊节段试件进行转动，直至管廊节段试件变形缝被破坏，此时可通过角度与转矩检测装置检测的结果绘制角度与转矩的关系曲线图，便可弄清管廊节段试件变形缝的受扭状况、变形特征及破坏模式。且管廊节段试件的尺寸与实际使用的管廊节段尺寸相同，为足尺设置，测试的结果更加准确。

2.水平限位板可上下滑动地装接在内框上，竖直限位板可左右滑动地装接在内框上，使得其可适配不同尺寸的管廊节段试件。

3.导向滑轨之圆心与内框之转动轴心相同，可进一步保证转动管廊节段试件始终围绕同一圆心进行转动，测试结果更加准确。

4.传力装置还包括支撑液压缸，在放置转动管廊节段试件至容置空间内前，可通过支撑液压缸对水平限位板进行限位支撑，以避免转动管廊节段试件在测试前就发生转动，影响测试结果。当转动管廊节段试件与容置空间装配完毕后，可将该支撑液压缸与水平限位板分离，以避免对水平限位板的转动进行干涉。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了一较佳实施例的多舱综合管廊变形缝接头抗扭转性能足尺测试装置的整体示意图。

图2绘示了一较佳实施例的加载装置的结构示意图。

图3绘示了一较佳实施例的固定装置的结构示意图。

图4绘示了一较佳实施例的传力装置的结构示意图。

加载装置—1；加载板—11；加载电机—12；夹板—13；支撑架-14；角度传感器—111；转矩传感器—112；锁紧螺栓—131；传力装置—2；内框—21；水平限位板—22；竖直限位板—23；固定液压缸—24；导向滑轮—211；导轨—212；固定装置—3；外框—31；固定液压缸—32；固定板—33；垫高台—34；导向滑轨—311；管廊节段试件—4；固定管廊节段试件—41；转动管廊节段试件—42；管廊节段试件变形缝—43。

具体实施方式

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”、“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸的固定连接、可拆卸的固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”、以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

请查阅图1至图4，多舱综合管廊变形缝接头抗扭转性能足尺测试装置的一较佳实施例，其适用于管廊节段试件4，管廊节段试件4包括依次连接的固定管廊节段试件41、管廊节段试件变形缝43和转动管廊节段试件42。本实施例中，管廊节段试件变形缝43厚度约30mm。

所述的多舱综合管廊变形缝接头抗扭转性能足尺测试装置，它包括用于限定固定管廊节段试件41位移及转动的固定装置3、用于对转动管廊节段试件42 施加扭矩的加载装置1、用于将加载装置1的扭矩传递至转动管廊节段试件42 的传力装置2和用于检测转动管廊节段试件42转动角度及转矩的角度与转矩检测装置。

管廊节段试件4水平布置，与实际的管廊节段的排布方式相同，且本实施例中的管廊节段试件4采用的是长方体，根据需要，也可采用圆柱体，不以此为限。其中，固定管廊节段试件41与固定装置3进行连接，转动管廊节段试件 42与传力装置2进行连接，传力装置2与加载装置1传动连接，角度与转矩检测装置安装在加载装置1上，加载装置1带动传力装置2在竖直平面内转动进而带动转动管廊节段试件42同步转动。

如图3所示，所述固定装置3包括外框31、固定液压缸32、固定板33和垫高台34，所述垫高台34固接在外框31内底部，所述固定液压缸32固接在外框31内顶部，所述固定板33与固定液压缸32相连接，固定管廊节段试件41 固定夹置在固定板33和垫高台34之间。也即，固定液压缸32可随时调节固定板33与垫高台34之间的间距，以适应固定管廊节段试件41的不同尺寸。

如图4所示，所述传力装置2包括内框21、水平限位板22和竖直限位板 23，所述水平限位板22可上下滑动地装接在内框21上，所述竖直限位板23可左右滑动地装接在内框21上，水平限位板22和竖直限位板23之间围成容置空间，转动管廊节段试件42夹置在该容置空间内，所述加载装置1与内框21相连接。

具体的，内框21为方形，其四条边上均设置有导轨，水平限位板22设有两个且上下间隔布置，位于下方的水平限位板22与内框21为一体成型设置，位于上方的水平限位板22的两端分别设置有滑轮，水平限位板22两端的滑轮分别与内框21之两条竖直边的导轨相滑动配合。竖直限位板23设有两个且左右间隔布置，竖直限位板23的两端分别设置有滑轮，竖直限位板23两端的滑轮分别于内框21之两条水平边的导轨相滑动配合，由此，容置空间的大小可根据转动管廊节段试件42的尺寸进行调节，调节完毕后，再通过螺钉将水平限位板22与竖直限位板23进行固定，此时，转动管廊节段试件42、水平限位板22、竖直限位板23以及内框21可进行同步转动。

如图1所示，所述外框31延伸至内框21外周，所述外框31内壁设有导向滑轨311，所述内框21外壁设有可与导向滑轨311相滑动配合的导向滑轮211。由此，内框21可相对外框31在竖直平面内转动。

本实施例中，所述导向滑轨311呈圆弧形，该导向滑轨311之圆心与内框 21之转动轴心相同。且，导向滑轨311的圆弧长度需大于转动管廊节段试件42 能转动的最大圆弧长度。

本实施例中，所述传力装置2还包括支撑液压缸24，该支撑液压缸24顶端可与位于下方的水平限位板22相顶抵或相分离。在放置转动管廊节段试件42 至容置空间内前，可通过支撑液压缸24对位于下方的水平限位板22进行限位支撑，以避免转动管廊节段试件42在测试前就发生转动，影响测试结果。当转动管廊节段试件42与容置空间装配完毕后，可将该支撑液压缸24与水平限位板22分离，以避免对水平限位板22的转动进行干涉。且，位于下方的水平限位板22与垫高台34的高度保持一致。

如图2所示，所述加载装置1包括加载电机12、加载板11和夹板组件，所述加载板11与加载电机12传动连接，所述夹板组件设置有多个，且每一夹板组件包括相对布置的两个夹板13以及锁紧螺栓131，两个夹板13其中一端部与加载板11相固接，两个夹板13另一端悬空，所述内框21边缘可伸入两个夹板 13之间，且通过锁紧螺栓131将两个夹板13与内框21边缘锁接在一起。

本实施例中，所述加载装置1还包括用于支撑加载板11的支撑架14，所述加载板11转动装接在支撑架14上。

所述角度与转矩检测装置包括角度传感器111和转矩传感器112，角度传感器111和转矩传感器112均安装在加载板11上。

在测试之前需要的准备为：

先支撑液压缸24顶抵在位于下方的水平限位板22上；

接着，再将管廊节段试件4水平布置，并将固定管廊节段试件41伸入至固定板33与垫高台34之间，转动管廊节段试件42伸入容置空间内；

再接着，启动固定液压缸31以带动固定板33向下移动直至固定板33压抵在固定管廊节段试件41上方直至固定管廊节段试件41无法转动与位移；

然后，再调节位于上方的水平限位板22与竖直限位板23的位置直至容置空间与转动管廊节段试件42的尺寸刚好适配且二者之间也无相对位移；

此时，可以启动加载电机12，加载电机12带动加载板11转动，再带动内框21和水平限位板22、竖直限位板23在竖直平面内同步转动，进而带动转动管廊节段试件42同步转动，直至管廊节段试件变形缝43产生变形断裂；最后，可通过角度与转矩测量装置绘制出角度与转矩的关系曲线图，便可弄清管廊节段试件变形缝43的受扭状况、变形特征及破坏模式。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。