試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于土木工程試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，包括由橫梁、底座及底座與橫梁兩側(cè)的絲桿構(gòu)成的反力架，反力架有兩組，且平行設(shè)置；在橫梁與底座上下之間放置有至少一組試驗(yàn)梁，且至少包括試驗(yàn)梁Ⅰ和倒置的試驗(yàn)梁Ⅱ，試驗(yàn)梁Ⅰ通過鉸支座Ⅰ放置在底座上，試驗(yàn)梁Ⅱ通過倒置的鉸支座Ⅱ放置在橫梁下方，鉸支座Ⅰ和Ⅱ上下對(duì)應(yīng)設(shè)置，試驗(yàn)梁加載位置處依次設(shè)有液壓缸及荷載傳感器；試驗(yàn)梁Ⅰ和Ⅱ的鉸支座處、加載位置處和跨中位置處分別設(shè)置直線位移計(jì)。本實(shí)用新型加載穩(wěn)定、精確，結(jié)構(gòu)簡單，通過兩根試驗(yàn)梁之間的相互作用，能方便的進(jìn)行長期荷載作用下的試驗(yàn)。
【專利說明】
試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于土木工程試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，能同時(shí)滿足多根試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載和試驗(yàn)要求。
【背景技術(shù)】
[0002]在土木工程領(lǐng)域中，梁是一種重要的承重構(gòu)件，對(duì)其在長期荷載作用下的研究是結(jié)構(gòu)工程中研究的一個(gè)重要方向，而梁在長期荷載作用下的試驗(yàn)研究需要對(duì)其進(jìn)行長期的加載。目前長期荷載試驗(yàn)，常見的施加荷載的方法主要有堆重物法、杠桿加載法、彈簧加載法和油壓加載法。但是利用堆重物來提供長期的荷載，由于試驗(yàn)周期長，環(huán)境變化多種多樣，所以加載會(huì)產(chǎn)生較大的試驗(yàn)誤差；中國專利ZL 201520389351.6提供了一種杠桿加載法，除了造價(jià)高之外，同時(shí)由于力臂的存在，可能會(huì)長期占用較大的試驗(yàn)場地，而利用彈簧加載來提供長期的荷載，由于混凝土的變形和彈簧應(yīng)力松弛的影響，可能會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有比較大的影響；中國專利ZL 201220122497.0通過油壓加載法形成一種自平衡狀態(tài)，但是在長期加載過程中，由于油壓千斤頂會(huì)出現(xiàn)回油現(xiàn)象，導(dǎo)致長期加載的不穩(wěn)定性。此外，以上方法均是采用一套裝置對(duì)應(yīng)一根試驗(yàn)梁，不能對(duì)多根試驗(yàn)梁同時(shí)進(jìn)行研究，這樣勢必會(huì)造成試驗(yàn)裝置的浪費(fèi)。而對(duì)于某些已有的試驗(yàn)，利用兩根試驗(yàn)梁側(cè)臥提供的自平衡試驗(yàn)裝置，除了安裝麻煩、不能避免回油現(xiàn)象之外，同時(shí)還存在著梁的側(cè)臥面裂縫觀察和記錄不便的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能同時(shí)滿足多根試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，該裝置不但能夠保證長期提供穩(wěn)定的恒荷載外，而且該裝置能夠把荷載均勻、穩(wěn)定的傳遞給試驗(yàn)梁，還能夠保證多根試驗(yàn)梁同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，從而有效節(jié)約試驗(yàn)裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]設(shè)計(jì)一種試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，包括由上下對(duì)應(yīng)設(shè)置的橫梁和底座，以及固定連接在底座與橫梁兩側(cè)的絲桿所構(gòu)成的反力架，所述反力架有左右兩組，且平行設(shè)置;在橫梁與底座上下之間對(duì)應(yīng)放置有至少一組試驗(yàn)梁，該組試驗(yàn)梁至少包括試驗(yàn)梁I和倒置的試驗(yàn)梁Π，其中試驗(yàn)梁I通過左右鉸支座I放置在左右底座上，試驗(yàn)梁Π通過左右倒置的鉸支座Π放置在左右橫梁下方，所述鉸支座I和Π上下對(duì)應(yīng)設(shè)置，且左右鉸支座I/Π的間距為試驗(yàn)梁I/Π加載時(shí)的跨度;在試驗(yàn)梁I和Π上下之間、試驗(yàn)梁的加載位置處分別依次設(shè)有液壓缸及荷載傳感器;在試驗(yàn)梁I和Π的鉸支座處、加載位置處和跨中位置處分別設(shè)置直線位移傳感器。
[0006]上述加載裝置還包括用于提供液壓的全自動(dòng)液壓系統(tǒng)，用于采集荷載傳感器信號(hào)的采集儀及與采集儀相連接的計(jì)算機(jī)。
[0007]優(yōu)選地，在上述試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置中，所述全自動(dòng)液壓系統(tǒng)包括電動(dòng)油栗及其電源、自動(dòng)補(bǔ)載控制器及其電源和系統(tǒng)自帶油壓表;其中電動(dòng)油栗與系統(tǒng)自帶油壓表分別與自動(dòng)補(bǔ)載控制器電連接，電動(dòng)油栗與回油管孔連接，系統(tǒng)自帶油壓表與進(jìn)油管孔連接。
[0008]優(yōu)選地，在上述試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置中，在液壓缸液路中同時(shí)設(shè)有液壓表。
[0009]優(yōu)選地，在上述試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置中，在液壓缸液路中同時(shí)設(shè)有手動(dòng)液栗。
[0010]優(yōu)選地，在上述試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置中，所述橫梁和底座上均設(shè)有豎向通孔，絲桿上下端分別穿過通孔，且兩端分別通過螺母及墊板固定在橫梁和底座上。
[0011]優(yōu)選地，在上述試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置中，所述底座通過螺栓固定在地面上。
[0012]上述方案中，液壓油缸(如油壓千斤頂)和荷載傳感器被廣泛應(yīng)用于土木工程中對(duì)荷載的檢測中；數(shù)顯式直線位移計(jì)能夠測量直線機(jī)械位移量，是成熟的檢測產(chǎn)品;采集儀通過采集油壓信號(hào)，配合計(jì)算機(jī)和全自動(dòng)油壓系統(tǒng)使用，保證加荷的精確、穩(wěn)定。
[0013]本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益技術(shù)效果是:
[0014]1.通過液壓油缸向試驗(yàn)梁施加荷載，并通過荷載傳感器來控制施加荷載的大小，方便試驗(yàn)人員掌控整個(gè)試驗(yàn)的過程;采用全自動(dòng)油壓系統(tǒng)進(jìn)行加壓，保證了出油的速率及出油的量，使得加載更加精確、穩(wěn)定。
[0015]2.在油路中，同時(shí)增設(shè)手動(dòng)油栗和油壓表，能夠防止由斷電等因素導(dǎo)致的全自動(dòng)油壓系統(tǒng)的失靈；同時(shí)，全自動(dòng)油壓系統(tǒng)自帶的油壓表和油路中增設(shè)的油壓表配合使用，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測油路中的油壓力，并且兩者監(jiān)測的結(jié)果可以互相驗(yàn)證，有助于及時(shí)準(zhǔn)確的補(bǔ)載，保證試驗(yàn)加載的精確性。
[0016]3.另外，所述試驗(yàn)裝置的組成均為土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)常見的零件，方便尋找，有利于節(jié)約成本;其次，所述試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單且原理簡單，方便安裝與拆卸，故適合任何尺寸的梁進(jìn)行長期荷載的加載試驗(yàn);再次，所述試驗(yàn)裝置能夠使試驗(yàn)人員方便的觀察和記錄出試驗(yàn)梁兩個(gè)側(cè)面和受拉區(qū)裂縫的開展情況。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中:
[0018]圖1為本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖2為圖1所不的右視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖3為圖2中所不鋼底座的俯視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021 ]圖4為本實(shí)用新型的工作原理框圖；
[0022]圖5為本實(shí)用新型的全自動(dòng)油壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述，顯然所描述的實(shí)施例僅為本實(shí)用新型示意性的部分【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思和原則的前提下所做出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0024]實(shí)施例1:如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)用新型提供的長期加載裝置包括:絲桿3下部穿過鋼底座I兩側(cè)的安裝孔25，深入槽道內(nèi)，并通過螺母4固定于鋼底座上和槽道內(nèi)，且鋼底梁I通過螺栓26固定于地面;鋼底梁I中間位置放置圓鋼鉸支座22;同樣的，上述裝置需要依據(jù)試驗(yàn)梁加載時(shí)的跨度，再平行設(shè)置一組;試驗(yàn)梁7放置于圓鋼鉸支座22上面;試驗(yàn)梁7上面，按試驗(yàn)要求的加載位置處，依次放置荷載傳感器10、11與油壓千斤頂8、9和倒置的試驗(yàn)梁6;試驗(yàn)梁6的支座位置應(yīng)與試驗(yàn)梁7支座的位置分別對(duì)應(yīng)，且在同一條垂線上，此時(shí)將倒置的圓鋼鉸支座27放置于試驗(yàn)梁6的支座處;同時(shí)，鋼橫梁2穿過絲桿3的上部，用螺母4固定于絲桿上，且鋼梁的底部需壓緊倒置的圓鋼鉸支座27;以上所有絲桿3通過螺母4與鋼底梁1、鋼橫梁2擰緊的位置，需增設(shè)帶孔鋼墊板5;試驗(yàn)梁7的兩個(gè)支座處、兩個(gè)加載位置處以及跨中位置處分別設(shè)置數(shù)顯式直線位移計(jì)24、16、18、17;同樣的，在試驗(yàn)梁6同樣的位置，也需設(shè)置數(shù)顯式直線位移計(jì)23、19、21、20。
[0025]結(jié)合圖4所示，油壓千斤頂8、9分別接入進(jìn)油管12、13和回油管14、15的一端，且需在油路上分別設(shè)置油壓表V、VI和手動(dòng)油栗m、iv，進(jìn)回油管的另一端分別連入全自動(dòng)油壓系統(tǒng)1、Π ;荷載傳感器10、11通過采集儀W與計(jì)算機(jī)VI相連。
[0026]結(jié)合圖5所示，該全自動(dòng)油壓系統(tǒng)I/Π包括電動(dòng)油栗及其電源、自動(dòng)補(bǔ)載控制器及其電源和系統(tǒng)自帶油壓表，其中電動(dòng)油栗與系統(tǒng)自帶油壓表分別與自動(dòng)補(bǔ)載控制器電連接;電動(dòng)油栗與回油管孔連接，系統(tǒng)自帶油壓表與進(jìn)油管孔連接。
[0027]使用時(shí)，需試驗(yàn)人員控制全自動(dòng)油壓系統(tǒng)1、Π，通過油壓千斤頂8、9提供荷載，荷載傳感器10、11通過檢測油壓千斤頂8、9產(chǎn)生的荷載，把油壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并由采集儀W檢測和采集數(shù)據(jù)，然后傳遞給計(jì)算機(jī)VI，通過計(jì)算機(jī)VI的分析處理后，把最終荷載數(shù)據(jù)顯示到顯示器上，試驗(yàn)人員通過觀察最終荷載數(shù)據(jù)，反過來，又能夠控制全自動(dòng)油壓系統(tǒng)1、Π的出油速率和出油量;在長期荷載試驗(yàn)中，由于環(huán)境和徐變等因素使試驗(yàn)梁6、7變形，從而導(dǎo)致千斤頂回油掉載時(shí)，可從設(shè)置在油路中的油壓表V、VI和全自動(dòng)油壓系統(tǒng)1、Π自帶的油壓表中顯示，此時(shí)全自動(dòng)油壓系統(tǒng)1、Π將會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)行再次補(bǔ)載;如果在長期試驗(yàn)中，遇到斷電等因素導(dǎo)致的全自動(dòng)油壓系統(tǒng)1、Π失靈，這時(shí)試驗(yàn)人員僅需根據(jù)油壓表V、VI的數(shù)值，控制手動(dòng)油栗m、iv，進(jìn)行人工補(bǔ)載即可，這樣就能夠保證，在整個(gè)長期試驗(yàn)過程中所加荷載值的精確性。油壓千斤頂8、9產(chǎn)生的荷載，傳遞給試驗(yàn)梁7，由于作用力與反作用力，試驗(yàn)梁6同時(shí)也獲得同樣大小的荷載;雖然在豎向加載方式下存在試驗(yàn)梁自重的影響，導(dǎo)致上下兩根試驗(yàn)梁最終承受的荷載不同，但只需把最終兩根試驗(yàn)梁承受的荷載控制在正常使用極限狀態(tài)范圍內(nèi)，即可滿足精度的要求。在長期荷載作用下，試驗(yàn)梁會(huì)產(chǎn)生微小變形，這些變形通過布置在各支座處、各加載位置處以及各跨中位置處的數(shù)顯式直線位移計(jì)直接顯示出來，便于試驗(yàn)人員觀察并記錄數(shù)據(jù)。
[0028]本實(shí)用新型通過在豎直平面內(nèi)的兩根試驗(yàn)梁運(yùn)用作用力與反作用力產(chǎn)生的自平衡來完成長期荷載試驗(yàn);在豎直空間允許的情況下，如果絲桿3有足夠的高度，可以在豎直平面內(nèi)，通過自平衡原理，實(shí)現(xiàn)兩根以上試驗(yàn)梁的長期荷載試驗(yàn)；在水平空間允許的情況下，如果鋼底梁I與鋼橫梁2有足夠的寬度，借助于分配梁，可以在水平平面內(nèi)，通過自平衡原理，實(shí)現(xiàn)兩根以上試驗(yàn)梁的長期荷載試驗(yàn)。
[0029]試驗(yàn)過程中，可以針對(duì)不同截面尺寸、不同跨度的試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的試驗(yàn)研究，通過調(diào)節(jié)鋼底座I和鋼橫梁2相對(duì)的豎向距離，以及調(diào)整兩個(gè)反力架之間的相對(duì)的水平距離，即可滿足要求。
[0030]在油路中，設(shè)置全自動(dòng)油壓系統(tǒng)1、π和手動(dòng)油栗m、iv，以及油壓表V、VI，把手動(dòng)油栗m、iv和油壓表V、νι作為全自動(dòng)油壓系統(tǒng)1、π的備用裝置連入油路，不僅可以讓全自動(dòng)油壓系統(tǒng)自帶的油壓表和油路中增設(shè)的油壓表配合使用，實(shí)現(xiàn)兩者監(jiān)測結(jié)果的互相驗(yàn)證，便于及時(shí)準(zhǔn)確的補(bǔ)載，還能夠預(yù)防突發(fā)情況的發(fā)生，如:停電以及全自動(dòng)油壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障等因素;從而保證整個(gè)長期試驗(yàn)過程中加載的精確性和穩(wěn)定性。
[0031]對(duì)所公開實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多處修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離實(shí)用新型的精神或范圍的前提下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不限制于本文所顯示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文公開原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，其特征是:包括由上下對(duì)應(yīng)設(shè)置的橫梁和底座，以及固定連接在底座與橫梁兩側(cè)的絲桿所構(gòu)成的反力架，所述反力架有左右兩組，且平行設(shè)置;在橫梁與底座上下之間對(duì)應(yīng)放置有至少一組試驗(yàn)梁，該組試驗(yàn)梁至少包括試驗(yàn)梁I和倒置的試驗(yàn)梁Π，其中試驗(yàn)梁I通過左右鉸支座I放置在左右底座上，試驗(yàn)梁Π通過左右倒置的鉸支座Π放置在左右橫梁下方，所述鉸支座I和Π上下對(duì)應(yīng)設(shè)置，且左右鉸支座I/π的間距為試驗(yàn)梁I/Π加載時(shí)的跨度;在試驗(yàn)梁I和Π上下之間、試驗(yàn)梁的加載位置處分別依次設(shè)有液壓缸及荷載傳感器;在試驗(yàn)梁I和π的鉸支座處、加載位置處和跨中位置處分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的直線位移傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，其特征是:該加載裝置包括用于提供液壓的全自動(dòng)液壓系統(tǒng)，用于采集荷載傳感器信號(hào)的采集儀及與采集儀相連接的計(jì)算機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，其特征是:所述全自動(dòng)液壓系統(tǒng)包括電動(dòng)油栗及其電源、自動(dòng)補(bǔ)載控制器及其電源和系統(tǒng)自帶油壓表;其中電動(dòng)油栗與系統(tǒng)自帶油壓表分別與自動(dòng)補(bǔ)載控制器電連接，電動(dòng)油栗與回油管孔連接，系統(tǒng)自帶油壓表與進(jìn)油管孔連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，其特征是:在液壓缸液路中同時(shí)設(shè)有液壓表。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，其特征是:在液壓缸液路中同時(shí)設(shè)有手動(dòng)液栗。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，其特征是:所述橫梁和底座上均設(shè)有豎向通孔，絲桿上下端分別穿過通孔，且兩端分別通過螺母及墊板固定在橫梁和底座上。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的試驗(yàn)梁在長期荷載作用下的加載裝置，其特征是:所述底座通過螺栓固定在地面上。
【文檔編號(hào)】G01N3/10GK205562296SQ201620245169
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】管俊峰, 謝超鵬, 姚賢華, 白衛(wèi)峰, 王強(qiáng), 錢國雙, 韓霄羽, 馮帆, 王洋, 秦培巧
【申請(qǐng)人】華北水利水電大學(xué)