一种橡胶密封垫压缩应力测试装置的制作方法

    技术2025-08-03  15


    本技术涉及隧道管片接缝防水工程,尤其是涉及一种橡胶密封垫压缩应力测试装置。


    背景技术:

    1、随着城市群都市圈交通一体化建设工作的推进,盾构法凭借其机械化程度高、施工快速、对地面沉降控制好等优点在水下隧道工程中被广泛应用。

    2、盾构隧道通常是由弧形管片通过螺栓连接,管片沿环向拼接成环,再通过环间螺栓纵向拼接而成。因此,无论是环向还是纵向,管片与管片之间均存在管片接缝。由于管片接缝数量众多,管片接缝防水也成为了盾构隧道防水的主体。管片接缝防水主要是在管片沟槽内粘贴橡胶密封垫,相邻管片之间的橡胶密封垫会互相挤压,其压缩状态下产生的回填力可以起到防水与密封的作用。

    3、根据橡胶密封垫的密封原理,橡胶密封垫工作状态下具有把压力传递到接触面的性质。当橡胶密封垫受到压力时,它也会对接触面产生压缩应力,以此来抵抗作用在管片的水压力。因此,从橡胶密封垫的防水机理来看,掌握橡胶密封垫的压缩性能有助于帮助施工人员了解其防水性能,为实际工程中管片接缝防水提供参考依据。

    4、现有的橡胶密封垫压缩应力的测试装置均为“一字缝”测试装置,仅能测试管片环与环之间橡胶密封垫压缩状态下的压缩应力,不能探究管片错缝拼装“t字缝”处橡胶密封垫的压缩应力。因此,本实用新型提出了一种“t字缝”橡胶密封垫压缩应力测试装置,以更好地为实际工程中管片接缝防水提供参考依据。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的在于提供一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,以解决现有技术中管片错缝拼装“t字缝”处橡胶密封垫的压缩应力测试的问题,本实用新型的橡胶密封垫压缩应力测试装置能够调整密封垫试样之间的张开量、错台量来模拟盾构隧道管片接缝发生张开错台,真实的模拟各种情况下“t字缝”橡胶密封垫的压缩应力。

    2、本实用新型提供的一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,包括上压板、第一承力台、第二承力台和两个l型板,在所述l型板上设置有用于容纳第一密封垫试样的第一凹槽,所述第一凹槽沿所述l型板主体外侧设置,两个所述l型板分别安装于所述第一承力台和所述第二承力台上且两个所述l型板上的所述第一凹槽相对设置,在所述上压板的下侧设置有用于容纳第二密封垫试样的第二凹槽,所述第二凹槽沿所述上压板的长度方向设置,所述第一承力台和所述第二承力台能够相对设置使两个所述l型板上的所述第一凹槽相拼接,所述l型板横跨设置于所述第一承力台和所述第二承力台的上侧并使所述第二凹槽与两个所述第一凹槽的上侧相拼接。

    3、作为本实用新型的一个优选方案,还包括固定座和调节机构,所述第一承力台和所述第二承力台均设置于所述固定座上,所述调节机构与所述第一承力台和所述第二承力台连接并能够带动所述第一承力台和所述第二承力台在所述固定座上移动或定位。

    4、作为本实用新型的一个优选方案,所述调节机构包括第一夹紧元件、第二夹紧元件和导轨组件,所述导轨组件连接于所述固定座上,所述第一承力台和所述第二承力台分别滑动连接于所述导轨组件上,所述第一夹紧元件的一端连接于所述第一承力台上且另一端与所述固定座连接,所述第二夹紧元件的一端连接于所述第二承力台上且另一端与所述固定座连接,所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件能够分别带动所述第一承力台和所述第二承力台相对于所述固定座在所述导轨组件上滑动。

    5、作为本实用新型的一个优选方案,所述导轨组件包括横向导轨和纵向导轨,所述横向导轨与所述纵向导轨相垂直设置,所述第一承力台滑动连接于所述纵向导轨上,所述第二承力台滑动连接于所述横向导轨上,所述第一夹紧元件能够带动所述第一承力台沿所述纵向导轨滑动,所述第二夹紧元件能够带动所述第二承力台沿所述横向导轨滑动。

    6、作为本实用新型的一个优选方案,所述固定座包括底板和板框,所述板框垂直连接于所述底板上,所述板框包括第一横向立板和纵向立板,所述第一横向立板与所述纵向立板垂直连接,所述第一夹紧元件穿过所述第一横向立板与所述第一承力台连接,所述第二夹紧元件穿过所述纵向立板与所述第二承力台连接。

    7、作为本实用新型的一个优选方案,所述第一夹紧元件与所述第一横向立板通过螺纹连接,所述第二夹紧元件与所述纵向立板通过螺纹连接。

    8、作为本实用新型的一个优选方案,所述板框还包括第二横向立板,所述第一横向立板和所述第二横向立板相对连接于所述纵向立板的两端,所述第一承力台、所述第二承力台和所述导轨组件均设置于所述第一横向立板、所述第二横向立板和所述纵向立板围成的所述板框内,所述横向导轨包括相平行设置的底侧横向导轨和侧壁横向导轨,所述底侧横向导轨连接于所述底板上,所述侧壁横向导轨连接于所述第二横向立板上,所述第二承力台的底面滑动连接于所述底侧横向导轨上且所述第二承力台的侧壁滑动连接于所述侧壁横向导轨上。

    9、作为本实用新型的一个优选方案,所述固定座还包括反力板,所述反力板设置于所述第二横向立板上背离所述第二承力台的一侧,所述反力板竖直连接于所述横向立板与所述底板之间。

    10、作为本实用新型的一个优选方案,在所述横向导轨和所述纵向导轨上均设置有沿其长度方向设置的刻度尺。

    11、作为本实用新型的一个优选方案,所述前滚筒和所述后滚筒呈锥形,所述前滚筒的外端安装有链轮,所述链轮与电机连接,所述链轮上安装所述链条,所述链条通过所述链轮的转动在所述上层导轨和所述下层导轨中环形滑行。

    12、与现有技术相比,本实用新型有以下积极效果:

    13、本实用新型提供的橡胶密封垫压缩应力测试装置,通过包括上压板、第一承力台、第二承力台和两个l型板,在l型板上设置有用于容纳第一密封垫试样的第一凹槽,第一凹槽沿l型板主体外侧设置,两个l型板分别安装于第一承力台和第二承力台上且两个l型板上的第一凹槽相对设置,在上压板的下侧设置有用于容纳第二密封垫试样的第二凹槽,第二凹槽沿上压板的长度方向设置,第一承力台和第二承力台能够相对设置使两个l型板上的第一凹槽相拼接,l型板横跨设置于第一承力台和第二承力台的上侧并使第二凹槽与两个第一凹槽的上侧相拼接。本实用新型的压缩应力测试装置在对橡胶密封垫进行测试时,分别将两个l型的第一密封垫试样放置于两个l型板的第一凹槽中,将第一承力台和第二承力台根据模拟实验的需求相对定位,使第一承力台和第二承力台上的两个l型板之间呈模拟要求的张开量和错台量设置。将第二密封垫试样放置于上压板的第二凹槽中。将带有第二密封垫试样的上压板横跨设置于第一承力台和第二承力台的上侧,使第二密封垫试样压盖在两个第一密封垫试样的上侧。最后将此测试装置整体放置在试验机平板上,通过向下按压上压板,进而测试此工况下橡胶密封垫的压缩应力。在实际工程中,由于生产阶段的管片制作误差和施工阶段的管片拼装误差,管片接缝会发生张开错台等现象;此外,运营阶段的车辆荷载、土层的不均匀沉降也会导致管片接缝发生张开错台等现象。因此,本测试装置可以通过调节第一承力台和第二承力台的相对位置,进而调整两个第一密封垫试样之间的张开量、错台量来模拟盾构隧道管片接缝发生张开错台,真实的模拟各种情况下“t字缝”橡胶密封垫的压缩应力。


    技术特征:

    1.一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,其特征在于,包括上压板(5)、第一承力台(2)、第二承力台(3)和两个l型板(4),在所述l型板(4)上设置有用于容纳第一密封垫试样的第一凹槽(41),所述第一凹槽(41)沿所述l型板(4)主体外侧设置,两个所述l型板(4)分别安装于所述第一承力台(2)和所述第二承力台(3)上且两个所述l型板(4)上的所述第一凹槽(41)相对设置,在所述上压板(5)的下侧设置有用于容纳第二密封垫试样的第二凹槽(51),所述第二凹槽(51)沿所述上压板(5)的长度方向设置,所述第一承力台(2)和所述第二承力台(3)能够相对设置使两个所述l型板(4)上的所述第一凹槽(41)相拼接,所述l型板(4)横跨设置于所述第一承力台(2)和所述第二承力台(3)的上侧并使所述第二凹槽(51)与两个所述第一凹槽(41)的上侧相拼接。

    2.根据权利要求1所述的一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,其特征在于,还包括固定座(1)和调节机构,所述第一承力台(2)和所述第二承力台(3)均设置于所述固定座(1)上,所述调节机构与所述第一承力台(2)和所述第二承力台(3)连接并能够带动所述第一承力台(2)和所述第二承力台(3)在所述固定座(1)上移动或定位。

    3.根据权利要求2所述的一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,其特征在于,所述调节机构包括第一夹紧元件(6)、第二夹紧元件(7)和导轨组件(8),所述导轨组件(8)连接于所述固定座(1)上,所述第一承力台(2)和所述第二承力台(3)分别滑动连接于所述导轨组件(8)上,所述第一夹紧元件(6)的一端连接于所述第一承力台(2)上且另一端与所述固定座(1)连接,所述第二夹紧元件(7)的一端连接于所述第二承力台(3)上且另一端与所述固定座(1)连接,所述第一夹紧元件(6)和所述第二夹紧元件(7)能够分别带动所述第一承力台(2)和所述第二承力台(3)相对于所述固定座(1)在所述导轨组件(8)上滑动。

    4.根据权利要求3所述的一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,其特征在于,所述导轨组件(8)包括横向导轨(81)和纵向导轨(82),所述横向导轨(81)与所述纵向导轨(82)相垂直设置,所述第一承力台(2)滑动连接于所述纵向导轨(82)上,所述第二承力台(3)滑动连接于所述横向导轨(81)上,所述第一夹紧元件(6)能够带动所述第一承力台(2)沿所述纵向导轨(82)滑动,所述第二夹紧元件(7)能够带动所述第二承力台(3)沿所述横向导轨(81)滑动。

    5.根据权利要求4所述的一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,其特征在于,所述固定座(1)包括底板(11)和板框(12),所述板框(12)垂直连接于所述底板(11)上,所述板框(12)包括第一横向立板(121)和纵向立板(122),所述第一横向立板(121)与所述纵向立板(122)垂直连接,所述第一夹紧元件(6)穿过所述第一横向立板(121)与所述第一承力台(2)连接,所述第二夹紧元件(7)穿过所述纵向立板(122)与所述第二承力台(3)连接。

    6.根据权利要求5所述的一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,其特征在于,所述第一夹紧元件(6)与所述第一横向立板(121)通过螺纹连接,所述第二夹紧元件(7)与所述纵向立板(122)通过螺纹连接。

    7.根据权利要求5所述的一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,其特征在于,所述板框(12)还包括第二横向立板(123),所述第一横向立板(121)和所述第二横向立板(123)相对连接于所述纵向立板(122)的两端,所述第一承力台(2)、所述第二承力台(3)和所述导轨组件(8)均设置于所述第一横向立板(121)、所述第二横向立板(123)和所述纵向立板(122)围成的所述板框(12)内,所述横向导轨(81)包括相平行设置的底侧横向导轨(811)和侧壁横向导轨(812),所述底侧横向导轨(811)连接于所述底板(11)上,所述侧壁横向导轨(812)连接于所述第二横向立板(123)上,所述第二承力台(3)的底面滑动连接于所述底侧横向导轨(811)上且所述第二承力台(3)的侧壁滑动连接于所述侧壁横向导轨(812)上。

    8.根据权利要求7所述的一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,其特征在于,所述固定座(1)还包括反力板(13),所述反力板(13)设置于所述第二横向立板(123)上背离所述第二承力台(3)的一侧,所述反力板(13)竖直连接于所述横向立板与所述底板(11)之间。

    9.根据权利要求4所述的一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,其特征在于,在所述横向导轨(81)和所述纵向导轨(82)上均设置有沿其长度方向设置的刻度尺。


    技术总结
    本技术提供了一种橡胶密封垫压缩应力测试装置,涉及隧道管片接缝防水工程技术领域,以解决现有技术中管片错缝拼装“T字缝”处橡胶密封垫的压缩应力测试的问题,该橡胶密封垫压缩应力测试装置包括上压板、第一承力台、第二承力台和两个L型板,在L型板上设置有第一凹槽,两个L型板分别安装于第一承力台和第二承力台上且两个L型板上的第一凹槽相对设置,在上压板的下侧设置有第二凹槽,L型板横跨设置于第一承力台和第二承力台的上侧并使第二凹槽与两个第一凹槽的上侧相拼接。该装置能够调整密封垫试样之间的张开量、错台量来模拟盾构隧道管片接缝发生张开错台,模拟各种情况下“T字缝”橡胶密封垫的压缩应力。

    技术研发人员:肖明清,王士民,孙文昊,何应道,陈立保,金林森,武哲书,谢宏明,卢春浩,张琛
    受保护的技术使用者:中铁第四勘察设计院集团有限公司
    技术研发日:20240305
    技术公布日:2024/10/24
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