專利名稱：一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道二次襯砌混凝土的質(zhì)量控制領(lǐng)域，特別是涉及一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，在公路、鐵路、市政、水利等工程中，隧道是一種普遍的結(jié)構(gòu)，二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)是隧道的主體結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)常規(guī)設(shè)計(jì)方法是采用類比法進(jìn)行設(shè)計(jì)，再通過理論計(jì)算復(fù)核或通過室內(nèi)模型試驗(yàn)驗(yàn)證，但由于地質(zhì)情況十分復(fù)雜，隧道圍巖變化頻繁，理論計(jì)算或室內(nèi)模型的地質(zhì)參數(shù)難以準(zhǔn)確確定，導(dǎo)致理論計(jì)算或室內(nèi)模型的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況出入很大，不能反映工程的實(shí)際。同時(shí)，隧道初期支護(hù)和二次襯砌混凝土現(xiàn)場澆筑的施工質(zhì)量也難以保證，正是由于目前沒有在現(xiàn)場對隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的承載力試驗(yàn)的裝置，無法檢測其承載能力，一般的設(shè)計(jì)都比較保守，造成了巨大的浪費(fèi)。在質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)收時(shí)，不能檢測其承載力，一旦施工完成，如有質(zhì)量問題也無法發(fā)現(xiàn)，安全隱患不能排除，這也是目前隧道安全事故多發(fā)的主要原因之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力試驗(yàn)裝置，利用本裝置能有效試驗(yàn)檢測隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力，為設(shè)計(jì)、施工和工程驗(yàn)收提供重要的科學(xué)依據(jù)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力試驗(yàn)裝置，包括壓力盒、掛鉤、掛桿、彈簧秤、堆載平臺和應(yīng)力應(yīng)變計(jì)，所述的壓力盒固定埋設(shè)在隧道初期支護(hù)和二次襯砌混凝土之間，所述的掛鉤固定在二次襯砌混凝土上，所述的掛桿與掛鉤相連，所述的掛桿通過彈簧秤與堆載平臺相連，所述的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)安裝在二次襯砌混凝土的表面。所述的壓力盒預(yù)先埋設(shè)有若干個(gè)，每個(gè)壓力盒都通過導(dǎo)線連接到計(jì)算機(jī)上。所述的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)安裝有若干個(gè)，每個(gè)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)都通過導(dǎo)線連接到計(jì)算機(jī)上。所述的掛鉤在同一斷面上左右各安裝一個(gè)，且關(guān)于隧道二次襯砌混凝土軸線對稱分布，所述的掛鉤預(yù)埋斷面至少為4個(gè)。所述的掛鉤由一塊鋼板和一個(gè)U形環(huán)組成，所述的U形環(huán)的兩個(gè)支腳焊接在鋼板的中間位置。所述的掛桿由工字桿體和鎖扣組成，所述的工字桿體的兩端各分布有一個(gè)通孔， 所述通孔的一側(cè)有一個(gè)開口，所述的鎖扣穿過開口下端的一個(gè)孔后通過螺栓與開口的上端相連。所述的堆載平臺由工字鋼和鋼板組成，所述的若干個(gè)H型鋼縱橫井字形焊接而成，再在其上側(cè)焊接一塊鋼板，所述的上側(cè)鋼板的上表面沿著兩條長邊均勻安裝有若干個(gè)吊環(huán)。
有益效果本發(fā)明涉及一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力試驗(yàn)裝置，利用本發(fā)明所述裝置可以有效試驗(yàn)檢測隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力，是一種無損試驗(yàn)檢測裝置，既不破壞原有隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)又能給設(shè)計(jì)、施工和工程竣工驗(yàn)收提供重要的科學(xué)依據(jù)。


圖1是本發(fā)明所述的試驗(yàn)示意圖2是本發(fā)明所述的試驗(yàn)裝置的布置圖3是本發(fā)明所述的掛鉤的俯視圖4是本發(fā)明所述的掛鉤的主視圖5是本發(fā)明所述的掛桿的主視圖6是本發(fā)明所述的掛桿的側(cè)面視圖7是本發(fā)明所述的掛桿的A-A剖視圖8是本發(fā)明所述的堆載平臺的俯視圖9是本發(fā)明所述的堆載平臺的A向視圖10是本發(fā)明所述的H型鋼縱橫井字形堆載平臺A-A剖視圖
圖11是本發(fā)明所述的堆載平臺的吊環(huán)示意圖12是本發(fā)明所述的靜載荷試驗(yàn)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。如圖1 12所示，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力試驗(yàn)裝置，包括壓力盒1、掛鉤2、掛桿3、彈簧秤4、堆載平臺5和應(yīng)力應(yīng)變計(jì)6，其特征在于，所述的壓力盒1固定埋設(shè)在隧道初期支護(hù)和二次襯砌混凝土之間，所述的掛鉤2固定在二次襯砌混凝土上，所述的掛桿3與掛鉤2相連，所述的掛桿3通過彈簧秤4與堆載平臺5 相連，所述的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)6安裝在二次襯砌混凝土的表面，所述的壓力盒1預(yù)先埋設(shè)有若干個(gè)，每個(gè)壓力盒1都通過導(dǎo)線連接到計(jì)算機(jī)上，所述的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)6安裝有若干個(gè)，每個(gè)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)6都通過導(dǎo)線連接到計(jì)算機(jī)上，所述的掛鉤2在同一斷面上左右各安裝一個(gè)，且關(guān)于隧道二次襯砌混凝土軸線對稱分布，所述掛鉤的預(yù)埋斷面至少為4個(gè)，所述的掛鉤2由一塊鋼板和一個(gè)U形環(huán)組成，所述的U形環(huán)的兩個(gè)支腳焊接在鋼板的中間位置。所述的掛桿3 由工字桿體北和鎖扣3a組成，所述的工字桿體北的兩端各分布有一個(gè)通孔，所述通孔的一側(cè)有一個(gè)開口，所述的鎖扣3a穿過開口下端的一個(gè)孔后通過螺栓與開口的上端相連。所述的堆載平臺5由H型鋼5b和鋼板5c組成，所述的若干個(gè)H型鋼恥縱橫井字形焊接而成的結(jié)構(gòu)，再在其上側(cè)焊接一塊鋼板5c，所述的上側(cè)鋼板5c的上表面沿著兩條長邊均勻安裝有若干個(gè)fe吊環(huán)。
實(shí)施例1一條寬度為9 10米的雙車道隧道，圍巖類別為3級，在隧道初期支護(hù)完成后，根據(jù)隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)檢測頻率，選取一段長度約為10米(一模板長度)的試驗(yàn)區(qū)域，預(yù)先將壓力盒1固定埋設(shè)在隧道初期支護(hù)上，數(shù)量為40 60個(gè)，每一個(gè)壓力盒1 都通過導(dǎo)線連接到計(jì)算機(jī)上；二次襯砌混凝土開始施工時(shí)，預(yù)先將8 10個(gè)掛鉤2固定埋設(shè)在隧道二次襯砌混凝土內(nèi)；荷載試驗(yàn)時(shí)，選擇二次襯砌混凝土表面測點(diǎn)，粘貼40 60個(gè)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)6 ；將掛桿3、彈簧秤4、堆載平臺5依次連接在掛鉤2上；選用可行式車輛進(jìn)行加載，加載時(shí)進(jìn)行逐級加載，先由零載加至第一級荷載、卸載至零載；再由零載加至第二級荷載，卸至零載；直至所有荷載施加完畢，每次加載后待各彈簧秤的讀數(shù)誤差小于5%時(shí)再予以讀數(shù)記錄加載重量；每次加載穩(wěn)定之后，通過計(jì)算機(jī)將讀取壓力盒1和應(yīng)力應(yīng)變計(jì)6的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總；現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)束后，通過計(jì)算機(jī)計(jì)算二次襯砌結(jié)構(gòu)加載試驗(yàn)應(yīng)變或變形實(shí)測結(jié)果與理論值的比(η)，同時(shí)繪制實(shí)測值和理論分析計(jì)算的對照圖表，評價(jià)二次襯砌承載能力。實(shí)施例2一條寬度為14 15米的三車道隧道，圍巖類別為3級，在隧道初期支護(hù)完成后， 根據(jù)隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)檢測頻率，選取一段長度約為10米的試驗(yàn)區(qū)域，預(yù)先將壓力盒1固定埋設(shè)在隧道初期支護(hù)上，數(shù)量為60 80個(gè)，每一個(gè)壓力盒1都通過導(dǎo)線連接到計(jì)算機(jī)上；二次襯砌混凝土開始施工時(shí)，預(yù)先將10 14個(gè)掛鉤2固定埋設(shè)在隧道二次襯砌混凝土內(nèi)；荷載試驗(yàn)時(shí)，選擇二次襯砌混凝土表面測點(diǎn)，粘貼60 80個(gè)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)6 ； 將掛桿3、彈簧秤4、堆載平臺5依次連接在掛鉤2上；選用重物堆載的方式進(jìn)行加載，加載時(shí)進(jìn)行逐級加載，先由零載加至第一級荷載、卸載至零載；再由零載加至第二級荷載，卸至零載；直至所有荷載施加完畢，每次加載后待各彈簧秤的讀數(shù)誤差小于5%時(shí)再予以讀數(shù)記錄加載重量；每次加載穩(wěn)定之后，通過計(jì)算機(jī)將讀取壓力盒1和應(yīng)力應(yīng)變計(jì)6的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總；現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)束后，通過計(jì)算機(jī)計(jì)算二次襯砌結(jié)構(gòu)加載試驗(yàn)應(yīng)變或變形實(shí)測結(jié)果與理論值的比(Π)，同時(shí)繪制實(shí)測值和理論分析計(jì)算的對照圖表，評價(jià)二次襯砌承載能力。
權(quán)利要求
1.一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的試驗(yàn)裝置，包括壓力盒(1)、掛鉤O)、掛桿(3)、彈簧秤G)、堆載平臺( 和應(yīng)力應(yīng)變計(jì)(6)，其特征在于，所述的壓力盒(1)固定埋設(shè)在隧道初期支護(hù)和二次襯砌混凝土之間，所述的掛鉤O)固定在二次襯砌混凝土上，所述的掛桿( 與掛鉤( 相連，所述的掛桿( 通過彈簧秤(4)與堆載平臺( 相連，所述的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)(6)安裝在二次襯砌混凝土的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的壓力盒(1)預(yù)先埋設(shè)有若干個(gè)，每個(gè)壓力盒(1)都通過導(dǎo)線連接到計(jì)算機(jī)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)(6)安裝有若干個(gè)，每個(gè)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)(6)都通過導(dǎo)線連接到計(jì)算機(jī)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的掛鉤(2)在同一斷面上左右各安裝一個(gè)，且關(guān)于隧道二次襯砌混凝土軸線對稱分布，所述的掛鉤O)的預(yù)埋斷面至少為4個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的掛鉤O)由一塊鋼板和一個(gè)U形環(huán)組成，所述的U形環(huán)的兩個(gè)支腳焊接在鋼板的中間位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的掛桿(3)由H型鋼桿體(3b)和鎖扣(3a)組成，所述的H型鋼桿體(3b)的兩端各分布有一個(gè)通孔，所述通孔的一側(cè)有一個(gè)開口，所述的鎖扣(3a)穿過開口下端的一個(gè)孔后通過螺栓與開口的上端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的堆載平臺(5)由H型鋼(5b)和鋼板(5b)組成，所述的若干個(gè)H型鋼(5b)縱橫井字形焊接而成，再在其上側(cè)焊接一塊鋼板(5c)，所述的上側(cè)鋼板(5b)的上表面沿著兩條長邊均勻安裝有若干個(gè)(5a)吊環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)承載能力試驗(yàn)裝置，包括壓力盒、掛鉤、掛桿、彈簧秤、堆載平臺和應(yīng)力應(yīng)變計(jì)，壓力盒固定埋設(shè)在隧道防水層和二次襯砌混凝土之間，掛鉤固定在二次襯砌混凝土上，掛桿與掛鉤相連，掛桿通過彈簧秤與堆載平臺相連，應(yīng)力應(yīng)變計(jì)安裝在二次襯砌混凝土的表面，通過對堆載平臺的逐級加載得到各個(gè)儀器的數(shù)據(jù)，將實(shí)測值跟理論計(jì)算值做比較，通過線性曲線來說明二次襯砌混凝土的承載能力。本發(fā)明可以有效試驗(yàn)檢測隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力，是一種無損試驗(yàn)檢測裝置，既不破壞原有隧道二次襯砌混凝土結(jié)構(gòu)又能給設(shè)計(jì)、施工和工程竣工驗(yàn)收提供重要的科學(xué)依據(jù)。
文檔編號G01N3/32GK102507347SQ201110317349
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者周一勤, 周琪, 張旭東 申請人:寧波交通工程建設(shè)集團(tuán)有限公司