盾构隧道侧穿高铁桥桩动力响应模型及其试验方法

技术特征：
1.一种盾构隧道侧穿高铁桥桩动力响应模型，包括：试验模型箱，用于模拟隧道和高铁桥桩周围的围岩环境，所述试验模型箱内填充有砂、黏土和重晶石粉的混合物；盾构隧道管片模型，埋设在所述试验模型箱内，用于模拟隧道；桥梁桩基模型，埋设在所述试验模型箱内，用于模拟桥梁桩基；荷载加载系统，连接于所述桥梁桩基模型以向所述桥梁桩基模型施加列车载荷；动力响应测试系统，设置在所述桥梁桩基模型上，用于测定实际加载在所述桥梁桩基模型上的振动力幅值以及所设置加速度监测点的加速度时程变化；数据采集系统，连接于所述荷载加载系统和所述动力响应测试系统以实时收集数据。2.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿高铁桥桩动力响应模型，其特征在于，所述试验模型箱为立方体状开口箱体，所述试验模型箱的内部底壁和内部侧壁上设有吸振材料层。3.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿高铁桥桩动力响应模型，其特征在于，所述荷载加载系统包括波形发生器、功率放大器、激振器，所述波形发生器连接于所述功率放大器，所述功率放大器连接于所述激振器，所述激振器通过动态压力传感器将力传递到所述桥梁桩基模型上。4.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿高铁桥桩动力响应模型，其特征在于，所述动力响应测试系统包括动态压力传感器、加速度传感器及动态信号测试分析装置构成，所述动态压力传感器设置在所述激振器和所述桥梁桩基模型之间以测定加载在结构上的振动力幅值，所述加速度传感器设置在所述试验模型箱对振动响应进行监测，所述动态信号测试分析装置连接于所述动态压力传感器和所述加速度传感器以采集电压信号。5.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿高铁桥桩动力响应模型，其特征在于，所述盾构隧道管片模型的外侧套设有若干减振胶圈。6.根据权利要求1所述的盾构隧道侧穿高铁桥桩动力响应模型，其特征在于，所述试验模型箱包括激振器固定梁，所述激振器固定梁固定设置在所述试验模型箱的顶端，所述激振器固定梁的下部固定设置有若干激振器固定片，所述激振器固定安装在所述激振器固定片上。7.一种响应模型的试验方法，包括：步骤1，制作试验模型箱、组装荷载加载系统和动力响应测试系统，在激振器下方安装传力杆与动态压力传感器；步骤2，通过荷载加载系统激振器施加模拟列车的振动荷载至试验模型箱内的桥梁桩基模型；步骤3，动力响应测试系统的动态压力传感器和加速度传感器收集施加了振动荷载后的监测数据；步骤4，数据采集系统采集动态压力传感器和加速度传感器的数据；步骤5，完成一组试验后，调整激振器的位置到其余的桩基顶部，重复试验过程。8.根据权利要求7所述的响应模型的试验方法，其特征在于，步骤2中包括：步骤2.1，通过试验电脑导入试验所需的激振荷载曲线到测试软件中；步骤2.2，测试软件控制波形发生器产生信号曲线；步骤2.3，试验电脑将信号曲线发送功率放大器将信号放大；
步骤2.4，功率放大器发送信号至激振器，激振器的激振载荷作用于桥梁桩基模型顶部；步骤2.5，动态压力传感器接收作用于桥梁桩基模型的激振载荷。9.根据权利要求7所述的响应模型的试验方法，其特征在于，步骤4中，根据相似原理，通过动态压力传感器的数据与理论推导的实际列车行进过程中由于振动产生的振动力进行对比复核。

技术总结
本发明提出一种盾构隧道侧穿高铁桥桩动力响应模型及其试验方法，所述响应模型包括试验模型箱；盾构隧道管片模型；桥梁桩基模型；荷载加载系统；动力响应测试系统；数据采集系统；所述方法包括：制作试验模型箱；施加模拟列车的振动荷载；收集施加了振动荷载后的监测数据；数据采集系统采集动态压力传感器和加速度传感器的数据；调整激振器的位置到其余的桩基顶部，重复试验过程；所述模型及其试验方法根据相似关系对盾构隧道侧穿高铁桥桩的状况进行模拟，能够获得振动荷载的相互影响数据，更好的为类似工程结构的设计和施工提供理论根据。据。据。


技术研发人员：朱永全 徐强 雷升祥 孙明磊 徐硕 王仁远 运凯 王聪 方智淳
受保护的技术使用者：石家庄铁道大学
技术研发日：2022.08.15
技术公布日：2022/12/16