千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置的製作方法

2023-09-15 16:19:20 1

專利名稱：千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種臺架裝置，尤其是一種千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置。
背景技術：
目前在結構工程的科學研究和工程應用過程中，許多複雜結構的分析計算理論需依靠足尺或大比例試件試驗數據的回歸來驗證和揭示，對於此類尺寸較大的結構試件屈服和破壞荷載比較大；而巖土工程中地下隧洞開挖、邊坡工程穩定性等問題也需要進行室內相似模型試驗進行研究，特別是對於埋深較大的大比尺模型試驗，需要施加大噸位的荷載。 在對結構或模型進行加載的過程中，必須有一個足以承受其荷載的加載反力架。大型反力架是為結構試驗和地質力學模型試驗加載提供反力的反力臺架裝置。尤其是對於加載荷載大或加載面積較大的實驗，上部一般採用多條橫梁提供反力。大型反力架裝置的橫梁與立柱之間的連結非常重要和關鍵，特別對於非門式獨立框架結構，中間的橫梁與同側前後立柱的連接結構應安裝方便、強度和剛度高。反力架作為一種早期的施加水平荷載的設施由來已久，後來各國對其進行了改進，以日本的建研式反力架為代表，其簡單實用，特別適合研究框架柱、砌體牆等的抗震性能。上世紀80年代後期在國內哈工大等高校出現了類似建研式的鋼反力架。近年來國內出現了許多類型的反力架，有樁基檢測的井形反力架、傘形反力架，還有合肥工業大學用於結構試驗的門式反力架。中國專利ZL200720116990. 0公開了一種自平衡多功能結構靜載試驗加載裝置， 可以完成鋼筋混凝土梁和柱的加載試驗。其缺點為加載空間不可調整，無法進行大型結構或模型試驗加載。中國專利ZL200920096460.3涉及一種自平衡加載反力架。自平衡加載反力架由橫梁、立柱和八邊形節點組成。橫梁和立柱均由H型鋼構成，兩者通過焊接相互連接。八邊形節點由一個圓管、兩塊鋼板和八個加勁肋組成。其缺點是連接為焊接，無法進行大型結構或模型試驗加載。中國專利ZL200920110127.3提供的通用反力架由於具有雙跨梁結構，可預先將需要安裝的加載缸連接在連接板上，將連接板和加載缸整體起吊連接在雙跨梁上。實用新型具有的雙跨梁結構的通用反力架，還具有結構傳力明晰，用材經濟等優點。其缺點是反力架不是自反力裝置，且梁高度不可調。中國專利ZL200920037848. 6)公開了建築結構自平衡靜載試驗裝置，屬於建築結構構件的測試設備。其缺點是加載空間不可調整，無法進行大型結構或模型試驗加載。中國專利200810138978. 9介紹了一種高地應力準三維可視化模型試驗臺架裝置，該裝置的門式反力框架由整體焊接底板、H型截面立柱和橫梁組成。該裝置為自反力裝置，可進行小型模型試驗加載，但底板為整體焊接底板，橫梁高度不可調，加載噸位較小。上述反力臺架裝置各有特點，綜合來說現有加載反力架主要有以下缺點[0011]1)不少加載反力架需要對各個加力架進行固定，不能實現自平衡；2)加載力較大時，需要較好的基礎，對實驗的地點有一定限制，不能隨意挪動，結構剛度和強度也難以保證；3)功能單一，一般是針對鋼筋混凝土梁或專門的巖土相似模型的試驗，不能滿足不同結構構件的試驗需求，在一定程度上造成試驗成本的浪費；4)加載空間小，且高度固定，不可上下調整，不適應不同的結構或模型加載；5)國內外的連接結構大部分採用同側立柱之間安裝短橫梁、再在短橫梁中部連接橫梁的方法來實現，加工工藝和安裝工藝要求高；6)反力臺架噸位較小，不適用於大噸位(1000噸)加載；7)反力臺架裝置不能拼裝，不適應現代試驗要求。

實用新型內容本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種結構簡單、安裝方便、 高強度和大剛度的千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置。為實現上述目的，本實用新型採用下述技術方案一種千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其由拼裝型滑動底板裝置、立柱、橫梁和立柱橫梁連接板組成門式結構，立柱下端固定在拼裝型滑動底板裝置上，位於門式結構同一側的立柱上部內外側均安裝有對稱的立柱橫梁連接板，位於門式結構兩側相對的立柱上端通過立柱橫梁連接板與橫梁兩端相連接；所述立柱橫梁連接板上垂直設有兩塊平行連接肋板抄手，位於門式結構同一側的立柱內外側之間的兩塊立柱橫梁連接板通過連接肋板抄手用螺栓固定；所述立柱上下方向上設有若干螺栓孔，立柱橫梁連接板上設有與立柱上的螺栓孔相配合的螺栓孔。所述拼裝型滑動底板裝置包括由上到下依次通過高強螺栓相連的底板、底板橫梁和底板橫梁連接板，底板的兩端通過高強螺栓卡接有底板夾板。所述底板由兩塊相同的側底板和位於兩側底板中間的兩塊相同的中間底板通過下部的底板橫梁和兩端的底板夾板連接而成。所述中間底板和兩側底板上設有若干底板螺栓T型滑槽，底板螺栓T型滑槽外側端部為方便連接螺栓的圓孔；所述的兩側底板上左右兩側設有用於連接立柱的底板螺栓孔。所述立柱為工字型梁，左右各兩根，立柱上部加工有螺栓孔，內外兩塊立柱橫梁連接板將位於同一側的前後立柱連接在一起。所述立柱橫梁連接板上設有四排橫梁連接螺栓孔。所述橫梁為四根，其斷面為斜日字型，兩端設有法蘭盤，通過高強螺栓將法蘭盤經內側立柱橫梁連接板與立柱連接固定。所述四根橫梁通過四塊立柱橫梁連接板和四根立柱連接在一起，橫梁和立柱橫梁連接板可沿立柱上下移動。位於門式結構同一側的立柱內外側之間通過長螺栓將內外兩側立柱橫梁連接板連接。使用時，通過螺栓穿過立柱橫梁連接板上的螺孔和兩根處於同一側的立柱上部外側面上的螺孔將立柱橫梁連接板與立柱固定連接，同樣兩立柱內側面上也通過螺栓與另一塊立柱橫梁連接板固定連接，兩塊相對的立柱橫梁連接板通過其連接肋板抄手上的長條孔和螺栓連接在一起。另外兩根立柱上也通過本實用新型裝置連接在一起。四根立柱均固定好以後，再通過四根平行設置的橫梁與兩對立柱(共四根立柱)之間的立柱橫梁連接板相連接，共同組成一個框架結構。本實用新型與國內外同類型的梁柱連接結構相比具有如下顯著的技術優勢(1)結構簡單、加工容易，節省鋼材，費用低；(2)安裝方便、安裝後整體結構緊湊，簡潔大方；(3)底板由側板和中間板組成，方便運輸、吊裝和組裝。四塊底板可單獨使用，也可根據需要拼接後使用；(4)拼裝型滑動底板結構可自由拼裝，設計有底板螺栓T型滑槽，表面平整，具有很好的剛度和強度，能提供大噸位的反力；(5)梁柱連接結構安裝方便、高度可調，可滿足不同試驗高度的需求；(6)整體結構剛度和強度很高，能提供大噸位的反力，可滿足1000噸的反力試驗；(7)整個自反力臺架裝置能應用在大型結構靜力、動力加載試驗和大型高應力巖土相似模型試驗中。

圖1是本實用新型整體結構主視圖；圖2是本實用新型整體結構俯視圖；圖3是本實用新型整體結構側視圖；圖4是本實用新型立柱橫梁連接板結構示意圖；圖5是本實用新型立柱橫梁連接板結構正視圖；圖6是本實用新型立柱橫梁連接板結構連接示意圖；圖7是本實用新型底板結構俯視圖；圖8是本實用新型底板結構側視圖；圖9是本實用新型底板結構主視圖；其中1、門式結構，2、立柱，3、橫梁，4、高強螺栓，5、高強長螺栓，6、底板，6-1、側底板、6-2、中間底板、6-3、螺栓、6-4、底板夾板、6-5、底板螺栓孔、6-6、底板螺栓T型滑槽、 6-7、底板橫梁、6-8、底板橫梁連接板；7、立柱橫梁連接板，8、連接肋板抄手，9、螺孔，10、長條孔。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置連接示意圖見圖1 圖3所示。四根立柱 2高6340mm，為工字型截面650*500mm，鋼板厚度25mm。立柱2下端固定於底板6上，立柱 2側板上加工有螺栓孔，便於連接組成門式結構1。四根橫梁3長4850mm，採用日型箱型截面高600mm，寬250mm，鋼板厚20mm。橫梁3兩端設計加工了法蘭，通過法蘭連接立柱橫梁連接板。四根立柱2與四根橫梁3通過立柱橫梁連接板7由高強螺栓4連接起來。[0050]立柱橫梁連接板7高1300mm，長3200mm，厚25mm。連接肋板抄手8高1000mm，長 400mm，厚 25mm。如圖4-圖6所示，千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，包括立柱橫梁連接板 7，立柱橫梁連接板7上垂直設有兩塊平行設置連接肋板抄手8和若干螺孔9，每塊連接肋板抄手8上設有若干平行設置的長條孔10。立柱橫梁連接板7分為左右對稱的兩塊，分別安裝在立柱2的內外兩側，夾住立柱 2並由螺栓固定，通過兩塊立柱橫梁連接板7中間的肋板抄手8用螺栓緊固形成一個整體， 然後四條長短相同的橫梁3安裝再穿過立柱橫梁連接板7與立柱2連接在一起。將橫梁3上下最外側共四根高強螺栓換成高強長螺栓5，將兩側的立柱橫梁連接板7緊固，形成一個整體結構。立柱橫梁連接板7和橫梁3可沿立柱2上下移動，調整距離為300mm的整數倍。使用時，通過螺栓穿過立柱橫梁連接板7上的螺孔9和兩根處於同一側的立柱2 上部外側面上的螺孔將立柱橫梁連接板7與立柱2固定連接，同樣兩立柱2內側面上也通過螺栓與另一塊立柱橫梁連接板7固定連接，兩塊相對的立柱橫梁連接板7通過其連接肋板抄手8上的長條孔10和螺栓連接在一起。另外兩根立柱2上也通過拼裝式大噸位自反力臺架裝置1連接在一起。四根立柱2均固定好以後，再通過四根平行設置的橫梁3與兩對立柱2 (共四根立柱)之間的立柱橫梁連接板7相連接，共同組成一個框架結構。圖7、圖8、圖9中，大型拼裝型滑動底板裝置包括中間底板6-2，中間底板6-2兩側為側底板6-1 ；側底板6-1和中間底板6-2的兩端連接底板夾板6-4 ；在側底板6_1的兩端部設有若干個底板螺栓孔6-5 ；在中間底板6-2和兩側底板6-1上還設有若干底板螺栓T 型滑槽6-6 ；在底板螺栓T型滑槽6-6底部設有底板橫梁6-7，底板橫梁6-7設有底板橫梁連接板6-8。所述側底板6-1和中間底板6-2的板厚55mm ；底板橫梁6_7為工字型，底板橫梁 6-7長6560mm，寬200mm，高300mm，底板橫梁6_7通過螺栓6_3固定於相應的側底板6_1和中間底板6-2上。所述底板夾板6-4由上下兩部分組成，長4160mm，厚145mm，寬185mm，通過螺栓 6-3將側底板6-1和中間底板6-2夾緊，連接為一個整體。所述底板橫梁連接板6-8厚20mm，寬400mm，長4150mm，分別通過螺栓6_3固定於底板橫梁6-7下部。
權利要求1.一種千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其特徵在於其由拼裝型滑動底板裝置、立柱、橫梁和立柱橫梁連接板組成門式結構，立柱下端固定在拼裝型滑動底板裝置上， 位於門式結構同一側的立柱上部內外側均安裝有對稱的立柱橫梁連接板，位於門式結構兩側相對的立柱上端通過立柱橫梁連接板與橫梁兩端相連接；所述立柱橫梁連接板上垂直設有兩塊平行連接肋板抄手，位於門式結構同一側的立柱內外側之間的兩塊立柱橫梁連接板通過連接肋板抄手用螺栓固定；所述立柱上下方向上設有若干螺栓孔，立柱橫梁連接板上設有與立柱上的螺栓孔相配合的螺栓孔。
2.根據權利要求1所述的千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其特徵在於所述拼裝型滑動底板裝置包括由上到下依次通過高強螺栓相連的底板、底板橫梁和底板橫梁連接板，底板的兩端通過高強螺栓卡接有底板夾板。
3.根據權利要求2所述的千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其特徵在於所述底板由兩塊相同的側底板和位於兩側底板中間的兩塊相同的中間底板通過下部的底板橫梁和兩端的底板夾板連接而成。
4.根據權利要求3所述的千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其特徵在於所述中間底板和兩側底板上設有若干底板螺栓T型滑槽，底板螺栓T型滑槽外側端部為方便連接螺栓的圓孔；所述的兩側底板上左右兩側設有用於連接立柱的底板螺栓孔。
5.根據權利要求1所述的千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其特徵在於所述立柱為工字型梁，左右各兩根，立柱上部加工有螺栓孔，內外兩塊立柱橫梁連接板將位於同一側的前後立柱連接在一起。
6.根據權利要求1所述的千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其特徵在於所述立柱橫梁連接板上設有四排橫梁連接螺栓孔。
7.根據權利要求1所述的千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其特徵在於所述橫梁為四根，其斷面為斜日字型，兩端設有法蘭盤，通過高強螺栓將法蘭盤經內側立柱橫梁連接板與立柱連接固定。
8.根據權利要求7所述的千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其特徵在於所述四根橫梁通過四塊立柱橫梁連接板和四根立柱連接在一起，橫梁和立柱橫梁連接板可沿立柱上下移動。
9.根據權利要求1所述的千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其特徵在於所述位於門式結構同一側的立柱內外側之間通過長螺栓將內外兩側立柱橫梁連接板連接。
專利摘要本實用新型涉及一種千噸模塊化組合式可調自反力臺架裝置，其由拼裝型滑動底板裝置、立柱、橫梁和立柱橫梁連接板組成門式結構，立柱下端固定在拼裝型滑動底板裝置上，位於門式結構同一側的立柱上部內外側均安裝有對稱的立柱橫梁連接板，位於門式結構兩側相對的立柱上端通過立柱橫梁連接板與橫梁兩端相連接；所述立柱橫梁連接板上垂直設有兩塊平行連接肋板抄手，位於門式結構同一側的立柱內外側之間的兩塊立柱橫梁連接板通過連接肋板抄手用螺栓固定；所述立柱上下方向上設有若干螺栓孔，立柱橫梁連接板上設有與立柱上的螺栓孔相配合的螺栓孔。本實用新型結構簡單、加工容易，節省鋼材，費用低；安裝方便、安裝後整體結構緊湊，簡潔大方；高度可調。
文檔編號G01M13/00GK202049034SQ20112003967
公開日2011年11月23日 申請日期2011年2月16日 優先權日2011年2月16日
發明者李為騰, 李勇, 李智, 李術才, 王漢鵬, 王 琦, 鄭學芬 申請人:山東大學