綜合管廊管節(jié)承載能力試驗裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種城市地下綜合管廊管節(jié)承載能力試驗領(lǐng)域，尤其是指城市地下綜 合管廊管節(jié)承載能力試驗裝置及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國城市地下有給水、熱力、燃?xì)狻㈦娏?、電信、雨水、污水等七大類管線近30種分 屬不同部門管理，國家層面沒有一個準(zhǔn)確的管線綜合圖或數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)致單位施工各自為政， 難免出現(xiàn)管線"打架"、道路反復(fù)開挖等問題。最近，國家開始重視和全面開建城市地下綜合 管廊建設(shè)，即將所有管線集中在地下綜合管廊體里，日常巡檢維護(hù)等都通過出入井在地下 完成，從而有效解決"馬路拉鏈"問題，并能抵御管道侵蝕和抗震減災(zāi)，管線運行也更加安全 穩(wěn)定。因此，地下綜合管廊建設(shè)將改變過去城市建設(shè)"重地上，輕地下"的局面，標(biāo)志著中國 城市建設(shè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，開啟了中國的"地下管線革命"，并將對城市發(fā)展、經(jīng)濟(jì)增長、百 姓生活等諸多方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)而積極的影響。
[0003] 目前，城市地下綜合管廊比較先進(jìn)的建設(shè)方式是，預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)的綜合管廊管節(jié)、裝配 式安裝和管線引出口、通風(fēng)口、投料口等非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆施工。綜合管廊管節(jié)屬重要地下工 程，結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，故在埋置地下前都需做承載力試驗，以確保工程質(zhì)量?，F(xiàn)有的綜合管廊 管節(jié)荷載試驗方法可概括為兩類：一是單純地做垂直承載力試驗；二是在實驗室做垂直和 水平承載力試驗，但水平承載力試驗沒有合理地模擬綜合管廊管節(jié)的實際受力情況。上述 兩類試驗方法的缺陷均在一定程度上影響了綜合管廊管節(jié)承載能力試驗檢測的準(zhǔn)確性，進(jìn) 而導(dǎo)致綜合管廊管節(jié)的合理使用和結(jié)構(gòu)安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種構(gòu)造簡單、使用方便、方法合 理、數(shù)據(jù)可靠的綜合管廊管節(jié)承載能力試驗裝置及使用方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)： 一種綜合管廊管節(jié)承載能力試驗裝置，包括試驗架和放置在試驗架內(nèi)的綜合管廊管 節(jié)，所述的綜合管廊管節(jié)頂部設(shè)有垂直承壓板，在垂直承壓板與試驗架內(nèi)頂面之間安裝多 個垂直千斤頂，該多個垂直千斤頂共同推動垂直承壓板作垂直移動，并帶動垂直承壓板施 加垂直試驗荷載于綜合管廊管節(jié)的頂面或脫離綜合管廊管節(jié)的頂面而卸載退出試驗；所述 的綜合管廊管節(jié)兩側(cè)分別設(shè)有水平承壓板，在每塊水平承壓板與試驗架內(nèi)側(cè)面之間均安裝 多個水平千斤頂，該多個水平千斤頂共同推動水平承壓板作水平移動，并帶動水平承壓板 施加水平試驗荷載于綜合管廊管節(jié)的側(cè)面或脫離綜合管廊管節(jié)的側(cè)面而卸載退出試驗；所 述的垂直承壓板與綜合管廊管節(jié)的頂面之間、水平承壓板與綜合管廊管節(jié)的側(cè)面之間、綜 合管廊管節(jié)的底面與試驗架的內(nèi)底面之間均設(shè)有土工布。
[0006] 所述的綜合管廊管節(jié)承載能力試驗裝置具有兩個垂直試驗荷載值和::找;個水平 試驗荷載::兩^值； 所述的兩個垂直試驗荷載I?值、及兩個垂直試驗荷載值之間的距離_和距 離:_y由設(shè)計確定，為左側(cè)垂直試驗荷載值至綜合管廊管節(jié)隔板中心線的距離， Λ右側(cè)垂直試驗荷載值至綜合管廊管節(jié)隔板中心線的距離； 所述的截:個水平試驗荷載~值，其中:娜為正整數(shù)，所述的個水平試驗荷載 由綜合管廊管節(jié)埋置深度處土壓力等效的方法確定，當(dāng)綜合管廊管節(jié)埋置處水平土壓力 沿深度的分布值曲線為
；將綜合管廊管節(jié)頂面至底面的 總高度等分為賺:段，每段的高度從綜合管廊管節(jié)頂面開始計算，則各段水平土壓力合力值 !等效作為試驗荷載~值，g為1~哪:中的任一個正整數(shù)值，相應(yīng)地·殺的水 平土壓力合力作用點高度為^，/為1~雜中對應(yīng)~值的一個正整數(shù)值，水平試 麵/U 值還需符合如下計算公式： 公式一、
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^ 一一綜合管廊管節(jié)埋置在％~麵、，奴即〗 深度內(nèi)的第 f段水平土壓力的合力值(_)，f為1~·:中的任一個正整數(shù)值； kz 一一綜合管廊管節(jié)第f段水平土壓力合力值的作用點至綜合管廊管節(jié)頂面之間的 距離(_磔），f為1~中對應(yīng)的一個正整數(shù)值； %:一一地表或路面頂面至綜合管廊管節(jié)頂面之間的距離(構(gòu)）； n一一綜合管廊管節(jié)頂面至底面的總高度(》); M· 一一地表或路面頂面至管廊管節(jié)埋置處沿深度變化的距離(《)，取值范圍為:?~ /? + Ii之間； η一一綜合管廊管節(jié)頂面至底面總高度等分的段數(shù)； ? 一一綜合管廊管節(jié)埋置處土的容重(?ι^); k 一一綜合管廊管節(jié)埋置處土側(cè)壓力系數(shù)(無量綱)，丨值除了與土體特性及密度 有關(guān)外，還與土體應(yīng)力歷史有關(guān)，并根據(jù)實際土體情況確定； 一一綜合管廊管節(jié)埋置處水平土壓力沿深度的分布值曲線，與綜合 管廊管節(jié)埋置處的受力狀態(tài)有關(guān)； 將以上計算得到值，i為1~·中的任一個正整數(shù)值，作為綜合管廊管節(jié)每段 的水平試驗荷載~值，模擬綜合管廊管節(jié)埋置處水平土壓力沿深度的分布曲線 M (y) ，一般綜合管廊管節(jié)每段高度50~IOOcm能較好模擬綜合管廊管節(jié)的實際受 力情況；同時分別要求垂直承壓板和水平承壓板的受壓剛度小于綜合管廊管節(jié)的垂直受壓 剛度和水平受壓剛度，以使垂直承壓板和水平承壓板受壓時能足夠變形而緊貼綜合管廊管 節(jié)的外壁，特別是水平承壓板的水平受壓剛度比綜合管廊管節(jié)的水平剛度小的情況下，能 夠較好地模擬水平土壓力沿深度的分布曲線 時(y)。
[0007] 所述的綜合管廊管節(jié)是城市地下綜合管廊預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)，其斷面為矩形或圓形或 圓拱形，內(nèi)部設(shè)有單艙或雙艙或多艙，該綜合管廊管節(jié)由鋼筋混凝土澆筑一體的頂板、兩側(cè) 腹板、底板和內(nèi)部用于分隔艙室的隔板組成。
[0008] 所述的綜合管廊管節(jié)受力時具有應(yīng)力和應(yīng)變的特征點，在特征點處需粘貼應(yīng)變 片，并由計算機系統(tǒng)自動記錄應(yīng)變片數(shù)據(jù)，以計算出相應(yīng)的應(yīng)力；還需安裝裂縫寬度檢測儀 來檢測綜合管廊管節(jié)的特征點處的裂縫寬度，并由計算機系統(tǒng)自動記錄裂縫寬度數(shù)據(jù)。
[0009] 所述的綜合管廊管節(jié)的特征點是指綜合管廊管節(jié)在荷載作用下能反映綜合管廊 管節(jié)結(jié)構(gòu)受力狀況的點，綜合管廊管節(jié)結(jié)構(gòu)在設(shè)計階段通過有限元軟件計算得到，并確定 承載能力試驗階段必須檢測的規(guī)定部位，其包括： A一一綜合管廊管節(jié)隔板頂部的頂板頂面處； B、C一一綜合管廊管節(jié)隔板兩側(cè)頂板底面處； D、 G-一綜合管廊管節(jié)一半高度的腹板內(nèi)側(cè)面； E、 F-一綜合管廊管節(jié)一半高度的隔板兩側(cè)； H、I一一綜合管廊管節(jié)隔板兩側(cè)底板頂面處。
[0010] 所述的綜合管廊管節(jié)承載能力試驗檢測得出各個特征點處的應(yīng)力和記錄的裂縫 寬度數(shù)據(jù)與設(shè)計荷載作用下的計算應(yīng)力和裂縫寬度數(shù)據(jù)相比較，可得如下公式： 公式三、 公式四、 式中，
--試驗荷載作用下的應(yīng)力(:1??.:); .修-設(shè)計荷載作用下的計算應(yīng)力(1?::); % 一一試驗荷載作用下的裂縫寬度(:|^棟）； % 一一設(shè)計荷載作用下的計算裂縫寬度; πσ 一一試驗荷載作用下的應(yīng)力與設(shè)計荷載作用下的計算應(yīng)力的比值； %-一試驗荷載作用下的裂縫寬度與設(shè)計荷載作用下的計算裂縫寬度的比值； 說明綜合管廊管節(jié)承載能力不小于設(shè)計要求的承載力，滿足設(shè)計 要求，質(zhì)量合格，可以交付使用；反之^，1和:_灸::?說明綜合管廊管節(jié)承載能力比設(shè) 計要求的承載力小，不滿足設(shè)計要求，質(zhì)量不合格，不能交付使用。
[0011] 所述的垂直承壓板底面設(shè)為與綜合管廊管節(jié)頂面作吻合緊貼的弧面，垂直承壓板 頂面設(shè)為供多個垂直千斤頂安裝的平面；所述的水平承壓板內(nèi)側(cè)面設(shè)為與綜合管廊管節(jié)外 側(cè)面作吻合緊貼的弧面，水平承壓板外側(cè)面設(shè)為供多個水平千斤頂安裝的平面。
[0012] 所述的垂直承壓板兩側(cè)分別設(shè)有垂直滑槽，該垂直承壓板的兩端分別滑移安裝在 所述垂直滑槽內(nèi)；所述的水平承壓板兩側(cè)分別設(shè)有水平滑槽，該水平承壓板的兩端分別滑 移安裝在所述水平滑槽內(nèi)。
[0013] 所述的試驗架是試驗檢測綜合管廊管節(jié)承載力的試驗裝置骨架，由橫梁、縱梁、立 柱和底梁板焊接而成的框架式結(jié)構(gòu)，在框架式結(jié)構(gòu)的內(nèi)部形成供所述綜合管廊管節(jié)安裝的 試驗空間，所述的底梁板底面設(shè)置多個移動輪。
[0014] -種綜合管廊管節(jié)承載能力試驗裝置的使用方法，其包括如下步驟： 步驟一、制作橫梁、縱梁、立柱、底梁板、移動輪、垂直承壓板、垂直滑槽、水平承壓板、水 平滑槽的各個部件，并對相關(guān)的部件進(jìn)行電焊組合成套件，作除銹防銹處理后，再對相關(guān)部 件或套件進(jìn)行組裝成試驗架； 步驟二、在底梁板上鋪1~2層土工布，將綜合管廊管節(jié)吊入