一種多功能自平衡式連續(xù)梁試驗反力加載架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是一種多功能自平衡式的連續(xù)梁、簡支梁、柱等試驗用反力加載架，屬于土木工程試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]土木工程試驗中，梁類構(gòu)件是常需進行的一類試驗，根據(jù)其受力特點可分為簡支梁與連續(xù)梁。目前，對梁類構(gòu)件的試驗研究主要集中于簡支梁，對連續(xù)梁的研究則相對匱乏，其中一個重要原因是簡支梁試驗操作簡便，試驗難度低，而使用現(xiàn)有設(shè)備進行連續(xù)梁試驗時則難度大，試驗前準備工作復雜，試驗精度難以把控等，且要求有較為廣闊的試驗場地，而連續(xù)梁的受力特點不同于簡支梁，對其研究也有相當?shù)谋匾?。為?shù)不多的學者在對連續(xù)梁進行試驗研究時，常利用預埋于混凝土地面中的若干反力架，地面放置鐵塊并作為支座，通過在試驗梁與反力架橫梁之間安裝荷載傳感器與千斤頂給梁施加荷載，進行后續(xù)試驗，但此試驗梁的尺寸要依據(jù)已固定反力架的間距而定，試驗范圍受限，加載時較難做到多加載點同步加載，容易造成試驗誤差，對構(gòu)件表面裂縫觀察測時要俯身低頭較為不便，且由于場地所限無法進行特定環(huán)境下的試驗(如恒溫、凍融循環(huán)等)，整個試驗存在一定的難度和不便。所以，設(shè)計一種能夠簡化連續(xù)梁試驗前的準備工作，提高加載時的控制精度，方便移動，對場地范圍要求小，能夠滿足多種尺寸連續(xù)梁試驗，方便裂縫觀察與測量，且可同時適用于簡支梁及柱類構(gòu)件使用的試驗裝置具有現(xiàn)實意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為克服現(xiàn)有試驗設(shè)備的不足，本實用新型提供了一種多功能自平衡式連續(xù)梁試驗反力加載架。該裝置適用于連續(xù)梁、簡支梁及柱類構(gòu)件的試驗，可變換跨度，能夠滿足不同尺寸構(gòu)件的使用。加載系統(tǒng)使用了電動螺旋式千斤頂與剛?cè)徂D(zhuǎn)換的可恒定荷載支座，可精確加載，減少了人力勞動，可在一定程度上穩(wěn)定荷載，不會因構(gòu)件開裂或徐變而造成荷載明顯減?。淮送?，該裝置采用了一種新型的分配橫梁，可快速而精確的定位各滾軸支座；所安裝的電動起吊系統(tǒng)可將試件吊裝至反力架上，減少了人力勞動。該裝置底部安裝有輪子，方便移動，大部分構(gòu)件可拆卸，方便更換，結(jié)構(gòu)較為簡單，安裝方便快捷，穩(wěn)定性較好，提高了試驗的精確性和方便性，減少了人力勞動。
[0004]為達到上述目的，本實用新型的設(shè)計方案是:一種多功能自平衡式連續(xù)梁試驗反力加載架，它包括反力架底板，反力架底板底部安裝有福馬輪，在反力架底板上表面中間部位加工有縱向滑槽，滑槽上安裝有電動起吊裝置、反力加載架立柱及分配橫梁支架，反力加載架立柱上加工有全螺紋并在其底部安裝有定向輪在其頂部通過螺紋配合安裝有下橫梁，下橫梁的上頂面加工有橫梁立柱，橫梁立柱上通過螺母固定安裝有中橫梁和上橫梁，試驗梁設(shè)置在中橫梁和上橫梁之間，上橫梁頂部安裝有位移監(jiān)測設(shè)備支架，分配梁支架上放置分配橫梁，其兩側(cè)安裝有標尺和滑槽，滑槽上安裝有掛鉤，掛鉤鉤在位于滾軸支座上部的鋼墊板上，滾軸支座位于分配橫梁上，分配橫梁下部安裝有千斤頂，千斤頂?shù)撞吭O(shè)置有可恒定荷載支座，可恒定荷載支座底部安裝有壓力傳感器，壓力傳感器底部設(shè)置有加載墊板，千斤頂通過信號線與千斤頂控制器相連，荷載顯示器與壓力傳感器相連顯示載荷。
[0005]所述反力架底板由優(yōu)質(zhì)鋼材制成，其表面涂有防銹層，其中間部位的滑槽橫截面呈“凸”形，滑槽兩端設(shè)置有沿縱向的中空部位，反力架底板兩側(cè)端面沿縱向每隔一定距離就設(shè)置有一對長方體凸起，凸起下部安裝有福馬輪。
[0006]所述電動起吊裝置包括起吊立柱，起吊立柱的頂端安裝有吊臂，吊臂能夠繞起吊立柱轉(zhuǎn)動，吊臂上按照一定間隔加工有多個卡槽，起吊滑塊能夠在吊臂上滑動并與不同的卡槽相配合，起吊立柱的底端加工有外螺紋，通過外螺紋可拆卸的安裝有定向輪，電動起吊裝置都采用鋼材制成，其表面涂有防銹層；起吊立柱上安裝有動力裝置，動力裝置上的鋼絲繩穿過定滑輪與吊鉤相連，定滑輪安裝在起吊滑塊上。
[0007]所述反力加載架立柱的底部安裝有長方體鋼塊，長方體鋼塊與反力架底板的滑槽構(gòu)成滑動配合，長方體鋼塊底部安裝有定向輪，反力加載架立柱通過鋼墊板和螺母固定在反力架底板上。
[0008]所述下橫梁的左右通過焊接固定安裝有兩根橫梁立柱，下橫梁中間部位加工有螺紋孔與反力加載架立柱的外螺紋構(gòu)成螺紋傳動連接，所述中橫梁和上橫梁的左右兩端都加工有通孔，通孔直徑大于橫梁立柱的直徑，在橫梁立柱上安裝有調(diào)節(jié)螺母，通過調(diào)節(jié)螺母能夠調(diào)節(jié)其上部中橫梁和上橫梁的升降。
[0009]所述分配橫梁的上端面和鋼墊板的下端面中間部位沿其縱向都加工有橫截面為長方形的凹槽，所述滾軸支座的中間部位沿其圓周加工有截面為長方形的環(huán)形凸起，滾軸支座的環(huán)形凸起同時與分配橫梁和鋼墊板的凹槽相配合定位。
[0010]所述掛鉤上半部分為鋼制的“L”形構(gòu)件，截面為圓形，可鉤在鋼墊板的圓形孔洞上，下半部分是彈簧或彈力繩，連接在分配橫梁側(cè)面的滑槽內(nèi)，可沿滑槽左右滑動。
[0011]所述千斤頂為電動螺栓千斤頂，千斤頂控制器能夠控制千斤頂?shù)纳?，同時能夠調(diào)節(jié)其升降的快慢，千斤頂也可以通過手動的方式進行升降控制。
[0012]所述位移監(jiān)測設(shè)備支架由不銹鋼管材制成，其中間部位安裝有磁力表座粘貼鐵塊。
[0013]所述可恒定荷載支座包括可恒定荷載支座底板，可恒定荷載支座底板上安裝有四根螺桿，彈簧安裝在可恒定荷載支座底板的凸起圓柱上，在彈簧頂部安裝有頂板，頂板同時與四根螺桿相連，在頂板的內(nèi)螺紋孔安裝有調(diào)節(jié)旋鈕，在頂板側(cè)面安裝有載荷標尺；所述彈簧能夠進行更換，其剛度能夠根據(jù)試驗要求選擇。
[0014]本實用新型有如下有益效果:
[0015]利用本裝置時，首先移動反力架底板至預定試驗位置，轉(zhuǎn)動福馬輪轉(zhuǎn)盤使底座與地面接觸，固定反力架位置。根據(jù)試驗設(shè)計的各跨間距調(diào)整各反力架加載立柱位置，直至各跨長度與試驗設(shè)計相符，擰緊螺母，將反力加載架立柱固定在反力架底板上，依照此方法固定分配橫梁支架和電動起吊裝置立柱。調(diào)整下橫梁使其與反力架底板縱軸線垂直，并擰緊螺母將其固定；轉(zhuǎn)動中橫梁下方螺母，使中橫梁位置偏下，將上橫梁從反力架上卸掉，利用反力架上的電動起吊裝置將試驗梁吊起擱置在中橫梁上，并微調(diào)至預定位置，安裝上橫梁使其位于同一水平位置并擰緊螺母將其鎖死，擰動中橫梁下方螺母將中橫梁頂升，使試驗梁頂面的鋼墊塊與上橫梁下方緊密接觸，可消除加載前期因接觸不緊密造成的實測撓度偏大問題，安裝位移監(jiān)測設(shè)備支架及位移計，若監(jiān)測跨中撓度，只需在跨中布置一個位移計，在試驗梁上粘貼應變片等監(jiān)測元件，根據(jù)試驗梁設(shè)計屈服強度，旋轉(zhuǎn)恒定荷載支座的調(diào)節(jié)旋鈕，使其上端面與荷載標尺上對應的試件屈服強度荷載刻度線平齊，依次安裝加載墊板、壓力傳感器、剛?cè)徂D(zhuǎn)換的可恒定荷載支座及電動螺旋式千斤頂?shù)燃虞d儀器，頂升千斤頂使?jié)L軸支座上的鋼墊板將要與試驗梁底面接觸，調(diào)整滾軸支座至試驗設(shè)定位置，將掛鉤鉤在鋼墊板兩側(cè)的孔洞上，防止已設(shè)定的滾軸支座位置偏移，繼續(xù)頂升千斤頂使鋼墊塊與試驗梁底面接觸，調(diào)試儀器設(shè)備，正式開始試驗時松開鋼墊板處的掛鉤，由控制器統(tǒng)一控制電動螺旋千斤頂，同步施加荷載。隨著千斤頂上升，彈簧開始產(chǎn)生彈力，并將其傳給分配梁，分配梁再傳給試驗梁，荷載較大時，彈簧會產(chǎn)生一定的彈性變形，底板凸起圓柱體未與調(diào)節(jié)旋鈕凸起圓柱體接觸，不變荷載作用下，梁會產(chǎn)生一定的變形，若剛性接觸，荷載很快會變小，恒定荷載支座上安裝的彈簧將補償梁的變形，彈簧彈力的存在將維持荷載基本不變或減小很小，從而起到恒定荷載的作用，長期持荷時僅需間隔較長時間補充少量荷載，即手動頂升千斤頂；持荷達到一定時間后繼續(xù)加載直至試件屈服，此時達到預先設(shè)定的臨界荷載，底板凸起圓柱體與調(diào)節(jié)旋鈕凸起圓柱體接