一种隧道衬砌模型试验的加载机架

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一种隧道衬砌模型试验的加载机架\n技术领域\n[0001] 本发明属于土木工程技术领域，特别涉及立式隧道衬砌模型试验研究用的加载机架。\n背景技术\n[0002] 加载机架是隧道衬砌模型试验研究中的主要受力结构，也用于本试验研究中其他设备的安装、定位，是得到可靠试验数据的关键结构。\n[0003] 现有加载机架为对称结构，由四个三角形斜撑、两根纵向连接梁、四根横向连接梁三部分组成，截面为三角形开口结构。三角形斜撑由三根槽钢组焊成底边与斜边成60度的直角三角形支架，与底边平行焊接两根加强筋。同一侧三角形斜撑采用两根横向连接梁在上侧和下侧连接起来，对侧三角形斜撑之间留出试验容器安装空间，底部采用纵向连接梁连接起来。\n[0004] 试验时，在试验容器内居中安放隧道衬砌模型，周边施以围岩，在围岩顶部依次安放压力板、承力梁、砂袋等，以模拟隧道衬砌实际受力情况，测试相关数据。\n[0005] 采用现有加载机架的问题是：对侧三角形斜撑之间仅在底部设计了纵向连接梁，试验产生的大变形影响机架刚度；对容器内围岩、加载压力板、承力梁、砂袋等进行操作时，均须从容器后的水泥台阶上去进入，或者在同侧三角形斜撑上架设圆钢焊接的简易梯步，在三角形斜撑顶部水平加强筋上铺设工作人员简易操作板，以方便工作人员从斜撑简易梯步爬上操作板上进行相关操作，梯步和简易操作板均为临时搭建且无扶手等安全措施，存在安全隐患；容器内重物、压力板、承力梁、砂袋等的吊装采用固定在四个三角形斜撑顶部的简易支架进行，刚度不大，易变形，存在安全隐患。\n发明内容\n[0006] 本发明的目的是提供一种隧道衬砌模型试验的加载机架，使用该加载机架的制造成本低，结构刚度大，安全可靠，可操作性好，对实验室顶部空间要求不高，无须添设桥式起重机及其配套设备。\n[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：新设计的加载机架截面呈八字形封闭框架结构，框架结构中心为四个立柱，它们两两通过纵梁连接，纵梁上架设工字钢横梁，横梁上设有起吊走行装置，立柱的两侧分别设有梯形支架，梯形支架上设有带安全扶手的防滑梯步，两梯形支架之间横向架设操作台面，立柱与梯形支架上部台面结合处布置竖向承力组板。立柱内侧有与土方容器相应斜度。\n[0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：\n[0009] 八字形封闭框架结构的设计将整个机架的刚度大大提高，有效将承力组板传来的垂向力分散到机架内，将机架所受力全部变为机架本身内力，降低了对环境的要求，减小应力集中，降低成本，确保安全。\n[0010] 起吊走行装置与加载机架设计为一体，可沿走行装置长度方向前后移动，制造成本低，安全系数大，安装简易，操作简单。\n[0011] 防滑梯步、安全扶手、操作台面的设计，使得试验台具有良好的可接近性，保障了操作人员上下加载机架及操作的安全。\n[0012] 操作台面压力板固定装置可放置压力板而不占用操作空间，解决了原有压力板只能悬空或者吊装移出的问题，消除了安全隐患。\n[0013] 承力板设计成可调节模式，可适应衬砌模型尺寸变化，也为上下多层隧道衬砌模型试验预留了空间。\n[0014] 立柱向内微倾的设计有利于减小容器摩擦力对测试精度的影响。\n附图说明\n[0015] 图1是本发明结构立体示意图。\n具体实施方式\n[0016] 下面根据附图对本发明做进一步描述：\n[0017] 图1为本发明的一种具体实施方式，该加载机架截面呈八字形封闭框架结构，框架结构中心为四个立柱2，它们两两通过纵梁连接，纵梁上架设工字钢横梁，横梁上设有起吊走行装置3，立柱2的两侧分别设有梯形支架1，梯形支架1上设有带安全扶手6的防滑梯步7，两梯形支架1之间横向架设操作台面5，立柱2与梯形支架1上部台面结合处布置竖向承力组板4。所述立柱2内侧有与土方容器相应斜度。\n[0018] 按照图纸将梯形支架1和立柱2焊接好后，斜撑上焊接好防滑梯步7，将操作台面\n5安放在梯形上边固定，沿梯步7和操作台面5边缘安装安全扶手6，组焊内外侧承力组板\n4，安放顶部起吊走行装置3即完成了整个加载机架的组装。