一種海底管道側(cè)向移動(dòng)載荷試驗(yàn)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于海洋工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種海底管道側(cè)向往復(fù)移動(dòng)載荷試驗(yàn)裝置，包括砂槽、試驗(yàn)管道、滾筒、牽引機(jī)構(gòu)和測(cè)力系統(tǒng)，砂槽的上部邊框?yàn)榫匦?，在上部邊框的兩條短邊之間固定有設(shè)置有滑塊的兩道滑軌，滑塊間利用桁架結(jié)構(gòu)相互連接；在試驗(yàn)管道上垂直固定有兩根鋼桿；在靠近砂槽前端的設(shè)置有纏繞有兩根適當(dāng)長(zhǎng)度的鋼絲繩的滾筒；在砂槽上部邊框的不同部位固定有用于支撐、導(dǎo)向或轉(zhuǎn)向鋼絲繩的多個(gè)定滑輪；測(cè)力系統(tǒng)用于獲取試驗(yàn)管道受到的側(cè)向水平循環(huán)載荷。本發(fā)明可在研究管-土相互作用機(jī)理時(shí)使用，可以降低測(cè)量裝置產(chǎn)生的誤差，降低試驗(yàn)的操作難度，提高常規(guī)重力場(chǎng)下的試驗(yàn)精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種海底管道側(cè)向移動(dòng)載荷試驗(yàn)裝置
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海底管道試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種海底管道側(cè)向往復(fù)移動(dòng)載荷測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，海洋油氣工程逐漸向深海發(fā)展。海底管道的正常工作是深海油氣開(kāi)發(fā)的重要保障，而深海海底管道一般裸置(不開(kāi)溝埋設(shè))于海床表面，或部分埋置。在管內(nèi)高溫高壓作用下，裸置在海床表面的管道會(huì)發(fā)生側(cè)向屈曲，產(chǎn)生側(cè)向移動(dòng)，海底管道路由發(fā)生遷移，適量的側(cè)向屈曲可減小軸向壓力，有利于管道的安全，過(guò)大的側(cè)向移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力超過(guò)屈服極限，從而導(dǎo)致管道結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，造成重大工程事故。為了研究管道的側(cè)向移動(dòng)，需要深入了解管-土相互作用機(jī)理，確定海底管道側(cè)向移動(dòng)過(guò)程受到的側(cè)向載荷，這是目前研究管道側(cè)向移動(dòng)的關(guān)鍵理論與技術(shù)問(wèn)題。由于深海水深達(dá)1000米以上，無(wú)法進(jìn)入實(shí)際海底測(cè)試管道的側(cè)向移動(dòng)載荷，因此需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)合理的測(cè)試裝置和測(cè)試技術(shù)，測(cè)試裸置海底管道的側(cè)向移動(dòng)載荷，揭示海底管道與土壤之間的相互作用機(jī)理。
[0003]管-土相互作用試驗(yàn)一般分為常規(guī)重力場(chǎng)下的試驗(yàn)和離心試驗(yàn)。其中常規(guī)重力場(chǎng)下的試驗(yàn)可以確定裸置管道、部分埋置管道或完全埋置管道和土壤的作用關(guān)系，但是常規(guī)重力場(chǎng)試驗(yàn)不能完全滿足土壤的動(dòng)力相似關(guān)系，導(dǎo)致測(cè)量裝置引入的阻尼力數(shù)量級(jí)較大，甚至在某些工況下接近土壤對(duì)管道的作用力，嚴(yán)重影響了試驗(yàn)的誤差控制，而且在常規(guī)重力試驗(yàn)所采用的一般機(jī)械加載方式中，約束管道滾動(dòng)的裝置比較復(fù)雜，并且會(huì)引入新的阻尼力，增大誤差。在使用應(yīng)變片或壓力傳感器的試驗(yàn)中，人員操作的質(zhì)量和熟練水平對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果有十分大的影響。離心試驗(yàn)通過(guò)增加模型場(chǎng)的加速度，在保證原型與模型幾何相似的前提下，可保持土體的力學(xué)特性相似，模擬出與原模型相等或相近的載荷水平，但是離心試驗(yàn)前期設(shè)備投入較高，經(jīng)濟(jì)效益底，對(duì)于解決工程實(shí)際問(wèn)題有一定的局限性。此外，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于裸置海底管道在砂土表面運(yùn)動(dòng)的研究成果多集中于管道單向運(yùn)動(dòng)，對(duì)于管道往復(fù)運(yùn)動(dòng)的研究很少。
[0004]本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一種新型常規(guī)重力場(chǎng)下的機(jī)械加載-測(cè)量裝置，可以測(cè)量裸置管道在砂土表面往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的土壤作用力。測(cè)量裝置不與土壤接觸，設(shè)置在土壤和滑動(dòng)系統(tǒng)之間，不會(huì)引入額外阻尼力，減少了誤差項(xiàng)、試驗(yàn)總誤差減??；此外還有多種有益效果，解決了若干試驗(yàn)難題(詳見(jiàn)(六))。該裝置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能完全，測(cè)量效率高，制造成本較低，有較高的經(jīng)濟(jì)效益和工程實(shí)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于開(kāi)發(fā)一種深海海底管道側(cè)向移動(dòng)載荷測(cè)試試驗(yàn)裝置，用于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)試海底管道側(cè)向往復(fù)移動(dòng)過(guò)程的載荷，該裝置可在研究管-土相互作用機(jī)理時(shí)使用，可以大大降低測(cè)量裝置產(chǎn)生的誤差，降低試驗(yàn)的操作難度，提高常規(guī)重力場(chǎng)下的試驗(yàn)精度，為管-土相互作用試驗(yàn)提供一個(gè)可靠、高效的力學(xué)裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種海底管道側(cè)向往復(fù)移動(dòng)載荷試驗(yàn)裝置，包括鋪有砂土的砂槽(I)、試驗(yàn)管道
(4)、滾筒(2)、牽引機(jī)構(gòu)和測(cè)力系統(tǒng)(19)，試驗(yàn)管道(4)裸置于砂土表面，其中，
[0007]砂槽(I)的上部邊框(13)為矩形，在上部邊框(13)的兩條短邊之間固定有兩道相互平行的滑軌(9)，在每道滑軌(9)上均設(shè)置有兩個(gè)滑塊(8)，四個(gè)滑塊(8)之間利用一個(gè)主體與所述的兩條邊平行的工字型桁架結(jié)構(gòu)(7)相互連接，桁架結(jié)構(gòu)(7)通過(guò)滑塊(8)在滑軌(9)上進(jìn)行水平方向的前后移動(dòng)；
[0008]在試驗(yàn)管道(4)靠近中部的位置垂直固定有兩根鋼桿(5)，在兩個(gè)鋼桿(5)的上部同樣的高度利用頂絲各固定有一個(gè)軸承座出)，軸承座出)固定在桁架結(jié)構(gòu)(7)上；軸承座
(6)通過(guò)頂絲的松開(kāi)或擰緊使得鋼桿(5)和試驗(yàn)管道(4)在豎直方向自由移動(dòng)或固定；
[0009]在靠近砂槽(I)前端的位置固定有與砂槽(I)的上部邊框(13)的所述的兩條邊平行平行的滾筒軸(14)，在滾筒軸(14)上設(shè)置有圓柱滾筒(2)，在圓柱滾筒(2)上纏繞有兩根適當(dāng)長(zhǎng)度的鋼絲繩；滾筒軸(14)由牽引機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)；
[0010]在砂槽(I)上部邊框(13)的前部固定有四個(gè)起支撐和導(dǎo)向作用的定滑輪，兩個(gè)位于前部的一側(cè)，另外兩個(gè)位于前部的另一側(cè)；在桁架結(jié)構(gòu)(7)的前部和后部各固定兩個(gè)起轉(zhuǎn)向作用的定滑輪(11);在上部邊框(13)的后部固定有兩個(gè)起轉(zhuǎn)向作用的定滑輪(12)，分別位于后部的兩側(cè)；從圓柱滾筒(2)引出的第一根鋼絲，經(jīng)由上部邊框(13)前部的一側(cè)固定的一個(gè)定滑輪(16)的導(dǎo)向后到達(dá)桁架結(jié)構(gòu)(7)前部，再依次經(jīng)由桁架結(jié)構(gòu)(7)前部的兩個(gè)定滑輪(11)轉(zhuǎn)向180°，最后經(jīng)由上部邊框(13)前部的另一側(cè)固定的一個(gè)定滑輪(17)的導(dǎo)向后回到圓柱滾筒(2);在上部邊框(13)的后部固定有兩個(gè)起轉(zhuǎn)向作用的定滑輪，分別位于后部的兩側(cè)；從圓柱滾筒(2)引出的第二根鋼絲，經(jīng)由上部邊框(13)前部的一側(cè)固定的一個(gè)定滑輪(15)的導(dǎo)向后從桁架結(jié)構(gòu)(7)下方穿過(guò)到達(dá)上部邊框(13)的后部，再經(jīng)由位于上部邊框后部的一個(gè)定滑輪(12)轉(zhuǎn)向180°，到達(dá)桁架結(jié)構(gòu)(7)后部，再依次經(jīng)由桁架結(jié)構(gòu)(7)后部的兩個(gè)定滑輪(11)轉(zhuǎn)向180°，之后再經(jīng)由上部邊框(13)后部的另一個(gè)定滑輪(12)轉(zhuǎn)向180°，最后再次從桁架結(jié)構(gòu)(7)下方穿過(guò)經(jīng)固定在上部邊框前部的另一側(cè)的一個(gè)定滑輪(18)的導(dǎo)向后回到圓柱滾筒(2)。
[0011]所述的測(cè)力系統(tǒng)(19)包括設(shè)置在兩根鋼桿(5)上測(cè)力傳感器，用于獲取試驗(yàn)管道受到的側(cè)向水平循環(huán)載荷。
[0012]其中，牽引機(jī)構(gòu)包括依次連接的變頻器、電機(jī)、變速箱和聯(lián)軸器，聯(lián)軸器另一端與滾筒軸(14)相連。
[0013]所述的測(cè)力傳感器為應(yīng)變片，在每根鋼桿的適當(dāng)高度處前后各貼一個(gè)應(yīng)變片，接成全橋，通過(guò)導(dǎo)線連接到電阻應(yīng)變儀。
[0014]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)和解決難題:
[0015]1、測(cè)力系統(tǒng)(垂直鋼桿及其上的應(yīng)變片等)不與土壤接觸，不會(huì)引入額外的阻尼力，可減小誤差(直接減少誤差項(xiàng))，提聞試驗(yàn)精度；
[0016]2、測(cè)力系統(tǒng)(垂直鋼桿及其上的應(yīng)變片等)設(shè)置在管道和滑軌之間，使得滑軌的摩擦阻力不會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，可減小誤差(直接減少誤差項(xiàng))，提高試驗(yàn)精度；
[0017]3、垂直桿件上端用軸承座固定。當(dāng)軸承座上設(shè)有頂絲。在只研究土壤側(cè)向阻力的試驗(yàn)中，擰緊頂絲，保持固定端約束；在研究管道側(cè)向移動(dòng)時(shí)伴隨的升高或沉陷的試驗(yàn)中，松開(kāi)頂絲，使垂直鋼桿在豎直方向自由運(yùn)動(dòng)。裝置可靠，靈活，在進(jìn)行不同組別的試驗(yàn)時(shí)，可以高效切換。
[0018]4、垂直鋼桿與試驗(yàn)管道垂直焊接，側(cè)向設(shè)肘板支撐，使管道側(cè)向移動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)生滾動(dòng)，排除了試驗(yàn)過(guò)程中因管道滾動(dòng)而產(chǎn)生的測(cè)量值減小或突變，提高了試驗(yàn)的精確度和穩(wěn)定性。
[0019]5、通過(guò)試驗(yàn)裝置中的滑輪系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)管道在砂土表面的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)試驗(yàn)裝置，可以測(cè)量試驗(yàn)管道往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的循環(huán)載荷，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行高效。在管道往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，測(cè)量系統(tǒng)輸出的信號(hào)通過(guò)正負(fù)符號(hào)反映管道運(yùn)動(dòng)方向。
[0020]6、試驗(yàn)利用定滑輪改變鋼絲繩的牽引方向，不論試驗(yàn)管道及其上端連接的桁架結(jié)構(gòu)前進(jìn)還是后退，從定滑輪兩端分別引出的同一根鋼絲繩上的力是相等的，使得試驗(yàn)管道行進(jìn)過(guò)程中受到的牽引力左右均衡，管道的水平側(cè)向移動(dòng)不會(huì)發(fā)生偏斜。
[0021]7、電阻應(yīng)變片貼在垂直鋼桿上，在每根垂直鋼桿的適當(dāng)高度處前后各貼一個(gè)應(yīng)變片(兩根桿共4個(gè)應(yīng)變片)，接成全橋。試驗(yàn)前在試驗(yàn)管道上施加若干單位水平力，標(biāo)定測(cè)量系統(tǒng)采集的輸出信號(hào)。有益效果:1)當(dāng)應(yīng)變片位置確定之后，信號(hào)采集點(diǎn)到試驗(yàn)管道的距離繼而確定，改變垂直鋼桿上端的固定位置，測(cè)量值不會(huì)發(fā)生改變，提高了試驗(yàn)精度；2)由于輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的關(guān)系通過(guò)標(biāo)定來(lái)確定，且試驗(yàn)均在線彈性范圍內(nèi)，所以應(yīng)變片黏貼的對(duì)齊程度、豎直程度等對(duì)試驗(yàn)結(jié)果不產(chǎn)生影響，排除了因試驗(yàn)人員的貼片操作引入的試驗(yàn)誤差，大大提高了試驗(yàn)精度(直接減少誤差項(xiàng))。3)由于這種測(cè)量方式的優(yōu)越性，本試驗(yàn)無(wú)需采用高精度測(cè)量?jī)x，精度高，成本底，靈活高效，可在工程中得以廣泛應(yīng)用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的管道側(cè)向移動(dòng)試驗(yàn)裝置整體示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的砂槽一滑軌一牽弓I機(jī)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的滑動(dòng)系統(tǒng)示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明的桁架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明的試驗(yàn)管道一測(cè)量系統(tǒng)示意圖。
[0027]圖中:1、砂槽，2、圓柱滾筒，3、砂土，4、試驗(yàn)管道，5、垂直鋼桿，6、軸承座，7、桁架結(jié)構(gòu)，8、滑塊，9、滑軌，10、第一組定滑輪(由定滑輪15、定滑輪16、定滑輪17、定滑輪18組成)，11、第二組定滑輪，12、第三組定滑輪，13、砂槽上部邊框，14、滾筒軸，15、測(cè)力系統(tǒng)19。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0029]海底管道側(cè)向往復(fù)移動(dòng)載荷試驗(yàn)裝置，包括鋪有砂土 3的砂槽1、牽引機(jī)構(gòu)(圖中未畫(huà)出)和圓柱滾筒2，架設(shè)在砂槽上部邊框13上的滑動(dòng)系統(tǒng)，裸置在砂土 3上的試驗(yàn)管道4，垂直鋼桿5以及桁架結(jié)構(gòu)7等其他裝置。
[0030]砂槽I為長(zhǎng)方體，邊框用角鋼焊接，底、前、后、右面鋪設(shè)一定厚度的木板，左面為一定強(qiáng)度的玻璃鋼板。砂槽I的上部邊框13為矩形，在上部邊框13的兩條短邊之間固定有兩道滑軌9，在兩道滑軌9上左右各設(shè)置有兩個(gè)滑塊8，四個(gè)滑塊8之間利用一個(gè)與所述的兩條短邊平行的桁架結(jié)構(gòu)7相互連接。桁架結(jié)構(gòu)7可以通過(guò)滑塊8在滑軌9上進(jìn)行水平方向的前后移動(dòng)。在靠近砂槽I前端的位置設(shè)有與所述的兩條短邊相互平行的滾筒軸14，在滾筒軸14上固定圓柱滾筒2，圓柱滾筒2上纏繞兩根適當(dāng)長(zhǎng)度的鋼絲繩。
[0031]砂槽I中鋪有適量砂土 3，試驗(yàn)管道4裸置在砂土 3上。在試驗(yàn)管道4靠近中部的位置垂直固定有兩根相互平行的鋼桿5，鋼桿5下端與試驗(yàn)管道4固定處加肘板支撐，且鋼桿5不與土壤接觸。在兩根鋼桿5的上部相同高度處利用頂絲分別固定在一個(gè)軸承座6上，軸承座6固定在桁架結(jié)構(gòu)7上。當(dāng)軸承座6上的頂絲擰緊時(shí)，鋼桿5的上端約束形式成為固定端，與祐1架結(jié)構(gòu)固定；當(dāng)軸承座6上的頂絲松開(kāi)時(shí),鋼桿5的上端垂向自由度放開(kāi),水平自由度仍然約束，試驗(yàn)管道4和垂直鋼桿5在側(cè)向移動(dòng)過(guò)程中可以自由上升或下降。
[0032]砂槽上部邊框13前端固定四個(gè)起支撐和導(dǎo)向作用的定滑輪10，后端固定兩個(gè)起轉(zhuǎn)向作用的定滑輪12，桁架結(jié)構(gòu)7前后各固定兩個(gè)起轉(zhuǎn)向作用的定滑輪11。滾筒2引出的第一根鋼絲繩從滾筒2中間靠右出發(fā)，穿過(guò)第一組定滑輪中的定滑輪16，到達(dá)桁架結(jié)構(gòu)7前端，依次穿過(guò)桁架結(jié)構(gòu)7前端的兩個(gè)定滑輪11，方向改變180°，穿過(guò)第一組定滑輪中的定滑輪17，回到滾筒2的中間靠左部分。滾筒2引出的第二根鋼絲繩從滾筒2的右邊出發(fā)，穿過(guò)第一組定滑輪中的定滑輪15，從桁架結(jié)構(gòu)7下方經(jīng)過(guò)，直到砂槽上部邊框13后端，穿過(guò)第三組定滑輪12，方向改變180°，回到桁架結(jié)構(gòu)7后端時(shí)，依次穿過(guò)桁架結(jié)構(gòu)7后端的兩個(gè)定滑輪11，方向改變180°，再次到達(dá)砂槽上部邊框13后端，穿過(guò)第三組定滑輪12，方向改變180°，從桁架結(jié)構(gòu)7下方經(jīng)過(guò)，穿過(guò)第一組定滑輪中的定滑輪18，最終回到滾筒2左邊。不論桁架結(jié)構(gòu)7前進(jìn)還是后退，只有一跟鋼絲繩拉緊，另一根松弛，并且從定滑輪兩端分別引出的同一根鋼絲繩上的力是相等的，使得在桁架結(jié)構(gòu)7行進(jìn)過(guò)程中左右受力均衡，試驗(yàn)管道4在水平側(cè)向移動(dòng)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生偏斜。
[0033]在兩根垂直鋼桿5上的適當(dāng)位置處，前后各貼2個(gè)(共4個(gè))應(yīng)變片，應(yīng)變片接成全橋，通過(guò)導(dǎo)線連接電阻應(yīng)變儀一數(shù)據(jù)采集儀一計(jì)算機(jī)，構(gòu)成測(cè)量系統(tǒng)。
[0034]在試驗(yàn)進(jìn)行前，要對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。將軸承座6從桁架結(jié)構(gòu)7上取下，固定在穩(wěn)定的試驗(yàn)臺(tái)上，把頂絲擰緊，使垂直鋼桿上端成固定端，于試驗(yàn)管道4的軸所在的水平面內(nèi)，在試驗(yàn)管道4上施加垂直于管道的側(cè)向水平作用力，逐漸增大作用力，同時(shí)標(biāo)定測(cè)力系統(tǒng)19的示數(shù)。標(biāo)定結(jié)束后，將軸承座6連同垂直鋼桿5和試驗(yàn)管道4重新固定在桁架結(jié)構(gòu)7上。
[0035]在試驗(yàn)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)通過(guò)變頻器和減速箱降速，拉動(dòng)滾筒2上的鋼絲繩，帶動(dòng)滑軌9上的桁架結(jié)構(gòu)7前行，桁架結(jié)構(gòu)7通過(guò)軸承座6帶動(dòng)其下方的垂直鋼桿5和試驗(yàn)管道4向前移動(dòng)，并使試驗(yàn)管道4和砂土 3產(chǎn)生相互作用。應(yīng)用事先標(biāo)定的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量試驗(yàn)管道受到的砂土 3的側(cè)向水平作用力。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)管道4在砂土 3上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，測(cè)量系統(tǒng)可以輸出試驗(yàn)管道4受到的側(cè)向水平循環(huán)載荷。
【權(quán)利要求】
1.一種海底管道側(cè)向往復(fù)移動(dòng)載荷試驗(yàn)裝置，包括鋪有砂土的砂槽(I)、試驗(yàn)管道(4)、滾筒(2)、牽引機(jī)構(gòu)和測(cè)力系統(tǒng)，試驗(yàn)管道(4)裸置于砂土表面。其中， 砂槽(I)的上部邊框(13)為矩形，在上部邊框(13)的兩條短邊之間固定有兩道相互平行的滑軌(9)，在每道滑軌(9)上均設(shè)置有兩個(gè)滑塊(8)，四個(gè)滑塊(8)之間利用一個(gè)主體與所述的兩條邊平行的工字型桁架結(jié)構(gòu)(7)相互連接，桁架結(jié)構(gòu)(7)通過(guò)滑塊(8)在滑軌(9)上進(jìn)行水平方向的前后移動(dòng)； 在試驗(yàn)管道(4)靠近中部的位置垂直固定有兩根鋼桿(5)，在兩個(gè)鋼桿(5)的上部同樣的高度利用頂絲各固定有一個(gè)軸承座出)，軸承座出)固定在桁架結(jié)構(gòu)(7)上；軸承座(6)通過(guò)頂絲的松開(kāi)或擰緊使得鋼桿(5)和試驗(yàn)管道(4)在豎直方向自由移動(dòng)或固定； 在靠近砂槽(I)前端的位置固定有與砂槽(I)的上部邊框(13)的所述的兩條邊平行平行的滾筒軸(14)，在滾筒軸(14)上設(shè)置有圓柱滾筒(2)，在圓柱滾筒(2)上纏繞有兩根適當(dāng)長(zhǎng)度的鋼絲繩；滾筒軸(14)由牽引機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)； 在砂槽(I)上部邊框(13)的前部固定有四個(gè)起支撐和導(dǎo)向作用的定滑輪，兩個(gè)位于前部的一側(cè)，另外兩個(gè)位于前部的另一側(cè)；在桁架結(jié)構(gòu)(7)的前部和后部各固定兩個(gè)起轉(zhuǎn)向作用的定滑輪(11);在上部邊框(13)的后部固定有兩個(gè)起轉(zhuǎn)向作用的定滑輪(12)，分別位于后部的兩側(cè)；從圓柱滾筒(2)引出的第一根鋼絲，經(jīng)由上部邊框(13)前部的一側(cè)固定的一個(gè)定滑輪(16)的導(dǎo)向后到達(dá)桁架結(jié)構(gòu)(7)前部，再依次經(jīng)由桁架結(jié)構(gòu)(7)前部的兩個(gè)定滑輪(11)轉(zhuǎn)向180°，最后經(jīng)由上部邊框(13)前部的另一側(cè)固定的一個(gè)定滑輪(17)的導(dǎo)向后回到圓柱滾筒(2);在上部邊框(13)的后部固定有兩個(gè)起轉(zhuǎn)向作用的定滑輪，分別位于后部的兩側(cè)；從圓柱滾筒(2)引出的第二根鋼絲，經(jīng)由上部邊框(13)前部的一側(cè)固定的一個(gè)定滑輪(15)的導(dǎo)向后從桁架結(jié)構(gòu)(7)下方穿過(guò)到達(dá)上部邊框(13)的后部，再經(jīng)由位于上部邊框后部的一個(gè)定滑輪(12)轉(zhuǎn)向180°，到達(dá)桁架結(jié)構(gòu)(7)后部，再依次經(jīng)由桁架結(jié)構(gòu)(7)后部的兩個(gè)定滑輪(11)轉(zhuǎn)向180°，之后再經(jīng)由上部邊框(13)后部的另一個(gè)定滑輪(12)轉(zhuǎn)向180°，最后再次從桁架結(jié)構(gòu)(7)下方穿過(guò)經(jīng)固定在上部邊框前部的另一側(cè)的一個(gè)定滑輪(18)的導(dǎo)向后回到圓柱滾筒(2)。 所述的測(cè)力系統(tǒng)包括設(shè)置在兩根鋼桿(5)上測(cè)力傳感器，用于獲取試驗(yàn)管道受到的側(cè)向水平循環(huán)載荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，牽引機(jī)構(gòu)包括依次連接的變頻器、電機(jī)、變速箱和聯(lián)軸器，聯(lián)軸器另一端與滾筒軸(14)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的測(cè)力傳感器為應(yīng)變片，在每根鋼桿的適當(dāng)高度處前后各貼一個(gè)應(yīng)變片，接成全橋，通過(guò)導(dǎo)線連接到電阻應(yīng)變儀。
【文檔編號(hào)】G01N3/38GK104374656SQ201410438850
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】唐友剛, 張少洋, 王臻魁, 張若瑜 申請(qǐng)人:天津大學(xué)