一种可制备多种分块组合管片的缩尺模具

本技术涉及管片实验模具，具体涉及一种可制备多种分块组合管片的缩尺模具。

背景技术：

1、在城市轨道交通线路、市政管网以及大型越江线路中，盾构隧道应用日益增多，针对盾构隧道管片拼装式结构的力学性能、动荷载下的响应特性等安全性问题具有广泛性和重要性。缩尺试验在各类研究方法中兼具可靠度、合理性和经济性等特点，是研究上述问题的重要手段。

2、然而在制备小比例缩尺管片时，存在较多问题，如现有的缩尺管片普遍未考虑管片的楔形量对于管片受力的影响，得到的试验结果与真实的管片受力会有所差异。同时现有模具常对螺栓接头进行简化处理，对管片接头部位细节还原需求高的试验而言缺乏可靠性。

3、且现有模具对模拟工况具有固化性，无法兼顾多种分块组合工况需求，对小型试验而言，缩尺管片的圆心角改变就需要增加一套模具，增加了实验成本。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种可制备多种分块组合管片的缩尺模具，解决了现有的缩尺模具在盾构隧道缩尺试验中只能浇筑一套模具，无法浇筑多种不同分块方式的管片的问题。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、第一方面，一种可制备多种分块组合管片的缩尺模具，其包括多块第一通用块、多块第一楔形块、多块第二通用块和多块第二楔形块；至少一块第一通用块、或至少两块第一楔形块、或至少一块第一通用块和至少两块第一楔形块，组合形成内壁板；

4、至少一块第二通用块、或至少两块第二楔形块、或至少一块第二通用块和至少两块第二楔形块，组合形成外壁板；

5、外壁板与内壁板圆心角相同，且对立设置，外壁板与内壁板的四边分别与一块箍板连接形成模具腔，模具腔置于浇筑台上、并浇筑形成缩尺管片。

6、本方案中，多块第一通用块、多块第一楔形块可构成多个圆心角不同的内壁板，多块第二通用块和多块第二楔形块构成多个圆心角不同的外壁板；将圆心角相同的内壁板与外壁板与箍板连接构成模具腔，模具腔可浇筑形成缩尺管片；采用多种的分块组合，构成不同的模具腔，从而制备出不同圆心角的缩尺管片。

7、进一步地，第一通用块和第二通用块正投影均呈圆弧状；第一楔形块的一侧和第二楔形块的一侧均带有楔形量；第一通用块与第一通用块之间、第一通用块与第一楔形块之间、第二通用块与第二通用块之间、第二通用块与第二楔形块之间均通过直螺栓连接。

8、本方案中，第一楔形块和第二楔形块使构成的模具腔具有楔形量，使制作的缩尺管片能够真实的模拟现场使用的隧道管片，利于在缩尺实验中准确模拟隧道管片在地层中的受力情况及接头处的强度折损。

9、进一步地，第一通用块和第一楔形块的四周均开设有多个第一弯螺栓孔。

10、本方案中，第一弯螺栓孔便于定位弯螺栓孔。

11、进一步地，第二通用块和第二楔形块上均焊接有多个肋板。

12、本方案中，肋板提高了模具腔的强度，可以使模具腔不易变形，可重复性使用。

13、进一步地，外壁板和内壁板均通过直螺栓与箍板固定连接。

14、本方案中，内壁板与外壁板通过箍板密封构成模具腔。

15、进一步地，内壁板的四周均匀设有多根弯螺栓，弯螺栓上套有橡胶套，且弯螺栓的一侧上套有三棱台。

16、进一步地，弯螺栓带有三棱台的一端穿过第一弯螺栓孔与螺母固定，弯螺栓的另一端穿过箍板上的第二弯螺栓孔与螺母固定。

17、本方案中，弯螺栓上的橡胶套，便于成型后弯螺栓拔出，从而形成弯螺栓手孔；利用弯螺栓上的三棱台使浇筑成型的缩尺管片可以形成弯螺栓手孔，便于在缩尺管片上安装与拧紧弯螺栓。

18、进一步地，对立设置的箍板与箍板之间均匀设有箍筋。

19、本方案中，箍筋提高了模具的整体强度，防止模具浇筑过程中变形。

20、第二方面，一种缩尺管道，其包括缩尺模具浇筑出的多个缩尺管片，多个缩尺管片连接构成呈管状的缩尺管道。

21、本方案中，缩尺模具浇筑出的多个缩尺管片构成缩尺管道，便于缩尺实验。

22、本实用新型公开了一种可制备多种分块组合管片的缩尺模具，其有益效果为：

23、1、本实用新型的内壁板和外壁板均是组合构成，可根据不同组合形成不同的模具腔，从而制备出不同分块方式的缩尺管片，以满足不同缩尺试验的分块要求。

24、2、本实用新型构成的模具腔具有楔形量，使制作的缩尺管片能够真实的模拟现场使用的隧道管片，利于在缩尺实验中准确模拟隧道管片在地层中的受力情况及接头处的强度折损。

25、3、本实用新型利用弯螺栓上的三棱台再浇筑成型楔形管片可以形成弯螺栓手孔，便于在缩尺管片上安装与拧紧弯螺栓。

26、4、本实用新型的肋板和箍筋提高了模具腔的强度，可以使模具腔不易变形，可重复性使用。

技术特征：

1.一种可制备多种分块组合管片的缩尺模具，其特征在于：包括多块第一通用块(11)、多块第一楔形块(12)、多块第二通用块(21)和多块第二楔形块(22)；至少一块所述第一通用块(11)、或至少两块所述第一楔形块(12)、或至少一块所述第一通用块(11)和至少两块所述第一楔形块(12)，组合形成内壁板(1)；

2.根据权利要求1所述的可制备多种分块组合管片的缩尺模具，其特征在于：所述第一通用块(11)和所述第二通用块(21)正投影均呈圆弧状；所述第一楔形块(12)的一侧和所述第二楔形块(22)的一侧均带有楔形量；所述第一通用块(11)与所述第一通用块(11)之间、所述第一通用块(11)与所述第一楔形块(12)之间、所述第二通用块(21)与所述第二通用块(21)之间、所述第二通用块(21)与所述第二楔形块(22)之间均通过直螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的可制备多种分块组合管片的缩尺模具，其特征在于：所述第一通用块(11)和所述第一楔形块(12)的四周均开设有多个第一弯螺栓孔。

4.根据权利要求2所述的可制备多种分块组合管片的缩尺模具，其特征在于：所述第二通用块(21)和所述第二楔形块(22)上均焊接有多个肋板。

5.根据权利要求3所述的可制备多种分块组合管片的缩尺模具，其特征在于：所述外壁板(2)和所述内壁板(1)均通过直螺栓与箍板(3)固定连接。

6.根据权利要求5所述的可制备多种分块组合管片的缩尺模具，其特征在于：所述内壁板(1)的四周均匀设有多根弯螺栓(5)，所述弯螺栓(5)上套有橡胶套(51)，且弯螺栓(5)的一侧上套有三棱台(52)。

7.根据权利要求6所述的可制备多种分块组合管片的缩尺模具，其特征在于：所述弯螺栓(5)带有三棱台(52)的一端穿过所述第一弯螺栓孔与螺母固定，所述弯螺栓(5)的另一端穿过所述箍板(3)上的第二弯螺栓孔与螺母固定。

8.根据权利要求7所述的可制备多种分块组合管片的缩尺模具，其特征在于：对立设置的所述箍板(3)与所述箍板(3)之间均匀设有箍筋(31)。

技术总结
本技术公开了一种可制备多种分块组合管片的缩尺模具，属于管片实验模具技术领域，解决了现有的缩尺模具在盾构隧道缩尺试验中只能浇筑一套模具，无法浇筑多种不同分块方式的管片的问题；其包括多块第一通用块、多块第一楔形块、多块第二通用块和多块第二楔形块；第一通用块和第一楔形块均用于构成内壁板；第二通用块和第二楔形块均用于构成外壁板；外壁板与内壁板圆心角相同，且对立设置，外壁板与内壁板的四边分别与一块箍板连接形成模具腔，模具腔置于浇筑台上、并浇筑形成缩尺管片。本技术的内壁板和外壁板均是组合构成，可根据不同组合形成不同的模具腔，从而制备出不同分块方式的缩尺管片，以满足不同缩尺试验的分块要求。

技术研发人员：孟祥林,张毅峰,钟浩嘉,徐亚军,苏留锋,晏启祥
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：20221207
技术公布日：2024/1/13