本發(fā)明應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)領(lǐng)域，特別是涉及一種多維多向自平衡式加載反力裝置。

背景技術(shù)：

反力架裝置的主要功能是在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中為待測(cè)試結(jié)構(gòu)提供反力支撐，保證試驗(yàn)安全順利地進(jìn)行。反力架裝置的要求為構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力簡(jiǎn)潔，安裝方便，能重復(fù)利用和具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。反力架一般用鋼材制作，用地腳螺栓固定于試驗(yàn)臺(tái)座上。

通常反力架只提供豎向或者水平荷載，荷載施加方向的單一已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的需要；同時(shí)，大部分反力架系統(tǒng)只適用于上部結(jié)構(gòu)，對(duì)于隧道等其他特殊結(jié)構(gòu)，則無(wú)法開展試驗(yàn)，通用性較差。隨著地下隧道結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的大型化和普及化，現(xiàn)有試驗(yàn)室的通用反力架試驗(yàn)?zāi)芰σ巡蛔?，需要額外設(shè)計(jì)符合地下隧道結(jié)構(gòu)特殊造型的反力架，這樣顯然不經(jīng)濟(jì)。并且，目前大部分的反力裝置都需要依賴反力墻，但有些情況反力墻的要求難以滿足，從而限制了進(jìn)行試驗(yàn)的場(chǎng)地條件。因此，在滿足大試驗(yàn)力的條件下，設(shè)計(jì)一種通用性強(qiáng)且無(wú)場(chǎng)地因素限制的反力架是亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可滿足不同目的和內(nèi)容的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，沒(méi)有場(chǎng)地因素限制且擴(kuò)展性較強(qiáng)的多維多向自平衡式加載反力裝置。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種多維多向自平衡式加載反力裝置，該裝置包括：

水平封閉式反力架，通過(guò)支撐立柱水平設(shè)置于地面上；

豎向封閉式反力架，豎直設(shè)置于地面上，位于水平封閉式反力架內(nèi)，且與水平封閉式反力架相互固定連接；

分配梁，與水平封閉式反力架連接，用于限位及反力分配；

加載底座梁，分別連接豎向封閉式反力架和水平封閉式反力架，用于固定千斤頂及提供反力。

所述水平封閉式反力架設(shè)有兩個(gè)，上下兩層平行布設(shè)，每個(gè)水平封閉式反力架均包括兩個(gè)水平受拉梁和兩個(gè)水平受彎梁，水平受拉梁、水平受彎梁交錯(cuò)固定連接，形成封閉式矩形框架結(jié)構(gòu)。

所述支撐立柱豎直設(shè)置于所述水平封閉式反力架的四個(gè)端部，底部焊接有用于固定的底板。

所述豎向封閉式反力架設(shè)有一個(gè)，包括兩個(gè)豎向受彎梁和兩個(gè)豎向受拉梁，豎向受拉梁、豎向受彎梁交錯(cuò)固定連接，圍設(shè)成用于放置待測(cè)試結(jié)構(gòu)的封閉矩形框架，且所述兩個(gè)豎向受彎梁分別與水平封閉式反力架連接。

所述加載底座梁包括三個(gè)豎向千斤頂?shù)鬃汉鸵粋€(gè)水平千斤頂?shù)鬃海齻€(gè)所述豎向千斤頂?shù)鬃壕O(shè)置于豎向封閉式反力架底部，并與豎向受拉梁垂直連接，所述水平千斤頂?shù)鬃涸O(shè)置于水平封閉式反力架外側(cè)，并與所述水平受拉梁連接。

所述分配梁包括四個(gè)軸向反力分配梁和一個(gè)水平千斤頂分配梁，四個(gè)所述軸向反力分配梁均豎直設(shè)置于所述水平封閉式反力架內(nèi)側(cè)，并同時(shí)與一側(cè)的水平受彎梁連接，所述水平千斤頂分配梁豎直設(shè)置于水平封閉式反力架內(nèi)側(cè)，并與水平千斤頂?shù)鬃哼B接的水平受拉梁相連接，且與所述水平千斤頂?shù)鬃合嗥叫小?/p>

該裝置還包括用于支撐待測(cè)試結(jié)構(gòu)的支撐臺(tái)座。

所述的支撐臺(tái)座共設(shè)有兩組，每組設(shè)有三個(gè)。

所述支撐立柱底部焊接有用于固定的底板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果：

1、本發(fā)明通過(guò)增加分配梁和加載底座梁，擴(kuò)展了荷載方向，使用范圍更廣，可以測(cè)試包括框架結(jié)構(gòu)，隧道結(jié)構(gòu)，橋梁結(jié)構(gòu)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

2、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)豎向加載、水平剪切加載以及水平軸向加載，且豎向加載是從底部往上加載，功能多樣，加載可靠。

3、本發(fā)明輔助構(gòu)件功能齊全，可通過(guò)構(gòu)件之間的組合放置或設(shè)計(jì)若干輔助構(gòu)件，滿足不同的測(cè)試目的，不需要重新制作反力架和依賴反力墻結(jié)構(gòu)，從而節(jié)省費(fèi)用開支。

4、本發(fā)明反力架系統(tǒng)各部分均通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接，方便裝拆與運(yùn)輸，構(gòu)件功能齊全，通用性強(qiáng)，適用于標(biāo)準(zhǔn)化的推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明多維多向自平衡式加載反力裝置的俯視圖；

圖2為圖1中的A-A面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中的B-B面剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明多維多向自平衡式加載反力裝置的側(cè)視圖；

其中，1為支撐立柱，2為水平受彎梁，3為水平受拉梁，4為水平千斤頂?shù)鬃海?為水平千斤頂分配梁，6為豎向受拉梁，7為豎向受彎梁，8為軸向反力分配梁，9為豎向千斤頂?shù)鬃海?0為1#管節(jié)，11為2#管節(jié)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1-圖4所示，本實(shí)施例提供一種多維多向自平衡式加載反力裝置，包括：水平封閉式反力架，通過(guò)支撐立柱1水平設(shè)置于地面上；豎向封閉式反力架，豎直設(shè)置于地面上，位于水平封閉式反力架內(nèi)，且與水平封閉式反力架相互固定連接；分配梁，與水平封閉式反力架連接，用于限位及反力分配；加載底座梁，分別連接豎向封閉式反力架和水平封閉式反力架，用于固定千斤頂及提供反力。

水平封閉式反力架設(shè)有兩個(gè)，上下兩層平行布設(shè)，如圖1所示，水平封閉式反力架包括水平受拉梁3與水平受彎梁2，水平受拉梁3與水平受彎梁2各設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)水平受拉梁3平行設(shè)置，且首尾端同時(shí)與同樣平行設(shè)置的水平受彎梁2固定連接，組成封閉式框架結(jié)構(gòu)，兩個(gè)水平封閉式反力架的四個(gè)端部都設(shè)有豎直設(shè)置的支撐立柱1。支撐立柱1底部焊接有用于固定的底板，使用過(guò)程中，可通過(guò)底板用螺栓將支撐立柱1固定。

豎向封閉式反力架設(shè)有一個(gè)，如圖2和圖4所示，豎向封閉式反力架包括豎向受彎梁7與豎向受拉梁6。豎向受拉梁6設(shè)有兩個(gè)，均豎直平行設(shè)置在水平封閉式反力架的兩個(gè)水平受拉梁3上。豎向受彎梁7也設(shè)有兩個(gè)，其中一個(gè)豎向受彎梁7固定連接在兩個(gè)豎向受拉梁6的底端，另一個(gè)豎向受彎梁7則固定連接在兩個(gè)豎向受拉梁6的頂端，豎向受彎梁7與豎向受拉梁6共同圍成用于放置待測(cè)試結(jié)構(gòu)的封閉框架。同時(shí)，豎向千斤頂?shù)鬃?設(shè)有三個(gè)，均平行布置，一端與豎向封閉式反力架底部的豎向受彎梁7固定連接。各部分構(gòu)件之間的連接方式均采用高強(qiáng)螺栓相互連接。

如圖1和圖4所示，加載底座梁分為兩種，包括一個(gè)水平千斤頂?shù)鬃?和三個(gè)豎向千斤頂?shù)鬃?，三個(gè)所述豎向千斤頂?shù)鬃?均設(shè)置于豎向封閉式反力架底部，并與豎向受拉梁6垂直連接，水平千斤頂?shù)鬃?設(shè)置于水平封閉式反力架外側(cè)，并與水平受拉梁3連接。加載底座梁采用高強(qiáng)度螺栓的相互連接方式。水平千斤頂?shù)鬃?和豎向千斤頂?shù)鬃?分別用于固定水平及豎向千斤頂并為千斤頂提供反力。

如圖1、圖3和圖4所示，分配梁設(shè)為兩組，一組為水平千斤頂分配梁5，另一組為軸向反力分配梁8。水平千斤頂分配梁5設(shè)有一個(gè)，豎向設(shè)置在水平封閉式反力架內(nèi)側(cè)，與水平受拉梁3上的水平千斤頂?shù)鬃?平行，且內(nèi)側(cè)設(shè)有圓鋼與其固定連接，同時(shí)圓鋼與構(gòu)件接觸，提供線性荷載。軸向反力分配梁8設(shè)有四個(gè)，均豎直平行設(shè)置在水平封閉式反力架的水平受彎梁2的內(nèi)側(cè)，與水平受彎梁2通過(guò)高強(qiáng)度螺栓固定連接。水平千斤頂分配梁5用于控制2#管節(jié)11的位移以及水平荷載的線性加載分配，軸向反力分配梁8用于限制1#管節(jié)10的位移以及軸力反力均勻分配到1#管節(jié)10表面。

本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該裝置還包括用于支撐待測(cè)試結(jié)構(gòu)的支撐臺(tái)座，支撐臺(tái)座共設(shè)有兩組，每組設(shè)有三個(gè)。支撐臺(tái)座為現(xiàn)澆式鋼筋混凝土，其尺寸可根據(jù)待測(cè)試結(jié)構(gòu)的的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，也可根據(jù)不同試驗(yàn)自行設(shè)計(jì)。

以一沉管隧道接頭結(jié)構(gòu)試驗(yàn)為例，試驗(yàn)開始前，首先要澆筑支撐臺(tái)座，然后先安裝四個(gè)支撐立柱1，之后依次分別安裝水平受拉梁3、水平受彎梁2、水平千斤頂?shù)鬃?、軸向反力分配梁8、豎向封閉式反力架底部的豎向受彎梁7、豎向受拉梁6、豎向千斤頂?shù)鬃?以及水平千斤頂分配梁5。其后配合吊車梁吊裝隧道結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)就位后，最后安裝豎向封閉式反力架頂部的豎向受彎梁7，此時(shí)，反力裝置和結(jié)構(gòu)安裝完成。其后安裝軸向、豎向及水平三個(gè)方向的千斤頂，即可展開實(shí)驗(yàn)。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。