CN102589911B - 梁式结构现场载荷模拟实验检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水利、交通、建筑等工程领域中的梁式结构现场载荷模拟试验装置及其检测方法，装置包括设置在与检测工程梁平行的结构梁，在结构梁与检测工程梁之间设置有传力、检测装置，结构梁与检测工程梁的两端均通过钢丝绳缠绕连接，结构梁、检测工程梁、传力检测装置和钢丝绳构成实现模拟载荷的结构体系。借助于简便的方法就可以实现对梁式结构的力学参数的检测与检验。采用本技术方法和机构装置可以对工程中梁式结构进行现场载荷模拟试验与检测，方法简便易行，设备结构简单，能够满足工程设计与使用要求。

Description

梁式结构现场载荷模拟实验检测装置及其检测方法

技术领域

本专利涉及一种梁式结构现场检测、检验中实际载荷作用模拟技术，具体就是梁式结构现场载荷模拟试验方法及装置。

背景技术

在水利、交通、建筑等工程领域，有时需要对梁式结构进行现场模拟实际载荷下的结构力学参数和性能检测与检验，以此来验证工程结构的可靠度。但是，目前国内外尚无一定的、统一的方法和装置能满足此类工程的现场载荷试验。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述不足提供一种梁式结构现场载荷模拟实验检测装置及其检测方法。

本发明的目的可通过以下措施来实现：

一种梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，其特征在于：包括设置在与检测工程梁平行的结构梁，在结构梁与检测工程梁之间设置有传力、检测装置，结构梁与检测工程梁的两端均通过钢丝绳缠绕连接，结构梁、检测工程梁、传力检测装置和钢丝绳构成实现模拟载荷的结构体系。

上述梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，在结构梁的两端设置有结构梁滑轮固定装置，检测工程梁的两端设置有检测梁滑轮固定装置，钢丝绳缠绕在结构梁和检测梁之间。

上述梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，所述结构梁是钢梁。

上述梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，传力、检测装置是设置在结构梁与检测工程梁中间的千斤顶，或者是分布在结构梁与检测工程梁之间的多个千斤顶。

上述梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，在结构梁的两侧设置有防侧移架。

上述梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，在千斤顶与检测工程梁之间还设置有垫梁，垫梁与检测工程梁之间设置有波形垫板，通过施加不同的垫板可以模拟集中和分布载荷。

上述梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，包括以下步骤：

a.在检测工程梁一侧放置传力、检测装置，在传力、检测装置外侧设置结构梁，用传力、检测装置来模拟实际载荷；

b.用钢丝绳按动滑轮原理绕过结构梁和检测工程梁的端部，这样结构梁和检测工程梁的一端通过钢丝绳缠绕实现连接，用同样方法将结构梁和检测工程梁的另一端缠绕连接；

c.操作传力、检测装置，使传力装置不断伸长，结构梁在传力检测装置的作用下，被向外顶移，当传力装置不能向外伸长时，传力装置的力开始施加于检测工程梁，即检测工程梁开始施加最初载荷，同时钢丝绳中所有单根钢丝绳均匀承受拉力；

d.通过作用力与反作用力的原理，施加于结构梁上的初始载荷开始反作用于检测工程梁上，直至达到检测工程梁所承受的最大载荷，过程中传力、检测装置分别记录数据与参数，所有千斤顶的数据总和是检测工程梁的实际最大载荷。

上述梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，步骤a所述的传力、检测装置是设置在结构梁与检测工程梁中间的千斤顶，或者是分布在结构梁与检测工程梁之间的多个千斤顶，操作多个千斤顶施加所需要的作用力。

上述梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，在结构梁1的两端设置有结构梁滑轮固定装置，检测工程梁的两端设置有检测梁滑轮固定装置，钢丝绳按动滑轮原理缠绕在结构梁和检测梁之间。

上述梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，在结构梁1的两侧设置有防侧移架。

采用上述技术方案，本发明有以下优点：本发明公开了一种水利、交通、建筑等工程领域中的梁式结构现场载荷模拟试验装置及其检测方法，借助于简便的方法就可以实现对梁式结构的力学参数的检测与检验。本梁式结构现场载荷模拟试验方法，利用滑轮固定装置即动、静滑轮原理和结构梁与传力、检测装置即薄腹梁、等强度梁及杆系机构传力思路，构建了实现模拟载荷的技术方法和机构装置，通过与检测工程梁平行的结构梁和其间的各式不同的传力、检测装置实现对梁式结构的实际载荷模拟，防侧移架防止结构梁侧向失去稳定，在检测工程梁（梁式结构）上通过施加不同的垫板可以模拟集中和分布载荷。采用本技术方法和机构装置可以对工程中梁式结构进行现场载荷模拟试验与检测，方法简便易行，设备结构简单，能够满足工程设计与使用要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的左视图。

图3是本发明图1的结构梁滑轮固定装置结构示意图。

图4是本发明图1的检测梁滑轮固定装置结构示意图。

图5是本发明第二种结构示意图。

图6是图5左视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示的一种梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，包括设置与检测工程梁5平行的结构梁1，所述结构梁是钢梁，在结构梁1与检测工程梁5之间设置有传力、检测装置2，传力、检测装置2是设置在结构梁1与检测工程梁5中间的千斤顶，结构梁1与检测工程梁5的两端均通过钢丝绳6按按动滑轮原理缠绕连接，结构梁1、检测工程梁5、传力检测装置2和钢丝绳6构成实现模拟载荷的结构体系。

本发明的传力、检测装置2还可以是分布在结构梁1与检测工程梁5之间的多个千斤顶，千斤顶施加各自所需要的作用力，能够模拟实际载荷作用于被检测工程梁上，进而对工程梁进行检测。

本发明中，为了更好在防止结构梁侧向失稳，在结构梁1的两侧设置有防侧移架4，防侧移架可以设在结构梁两端区域，也可以设在结构梁1两侧任意区域，而且防侧移架与结构梁之间设置有滑动块9，滑动块9能够保证防侧移架相对结构梁在竖直方向Y轴上有少许位移，在X轴和Z轴上不产生位移。

本发明中，在千斤顶与检测工程梁5之间还设置有垫梁7，垫梁7与检测工程梁5之间设置有（波形等）垫块8，通过施加不同的垫块可以模拟集中和分布载荷。

如图5和图6所示，在图1结构的基础上，在结构梁1的两端设置有结构梁滑轮固定装置3-1，在检测工程梁5的两端设置有检测梁滑轮固定装置3-2，钢丝绳6缠绕在结构梁滑轮固定装置3-1和检测梁滑轮固定装置3-2之间，通过滑轮固定装置使钢丝绳按动滑轮原理缠绕在结构梁和检测工程梁之间，使钢丝绳能够在滑轮上无阻力的滑动。

本发明中的结构梁可以是型钢梁，也可以是工字钢两侧设钢板构成的异形梁，还可以是其他形状的钢梁或组合梁。

一种梁式结构现场载荷模拟实验检测方法，包括以下步骤：

a.在检测工程梁5一侧放置传力、检测装置2，在传力、检测装置2外侧设置结构梁1，用传力、检测装置2通过垫梁和垫块来模拟实际载荷；

b.用钢丝绳按动滑轮原理绕过结构梁1和检测工程梁5的端部定滑轮固定装置，这样结构梁1和检测工程梁5的一端实现连接，用同样方法将结构梁1和检测工程梁5的另一端实现连接；

c.操作传力、检测装置2，使传力装置中的千斤顶不断伸长，结构梁1在传力检测装置2的作用下，被向外顶移，当检测装置不能向外伸长时，检测装置的力开始施加于检测工程梁5，即检测工程梁5开始施加最初载荷，同时钢丝绳6中所有单根钢丝绳均匀承受拉力；

d.通过作用力与反作用力的原理，施加于结构梁1上的初始载荷开始反作用于检测工程梁5上，直至达到检测工程梁5所承受的最大实际载荷，过程中传力、检测装置分别记录数据与参数，所有千斤顶的数据总和是检测工程梁的实际最大载荷。

本发明梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，步骤a所述的传力、检测装置2是设置在结构梁1与检测工程梁5中间的千斤顶，或者传力、检测装置2是分布在结构梁1与检测工程梁5之间的多个千斤顶，操作多个千斤顶施加所需要的作用力。

本发明梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，在结构梁1的两端设置有结构梁滑轮固定装置3-1，检测工程梁5的两端设置有检测梁滑轮固定装置3-2，钢丝绳6缠绕在结构梁滑轮固定装置3-1和检测梁滑轮固定装置3-2之间。

本发明梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，在结构梁1的两侧设置有防侧移架4，能够防止结构梁侧向失稳。

本发明中滑轮固定装置可以是安装在结构梁和检测工程梁上的滑轮组或弧形、半圆形钢构上，如图3和图4所示，钢丝绳按滑轮原理绕在结构梁和检测工程梁的滑轮固定装置，实现一端的连接，结构梁和检测梁的另一端用同样的方法通过钢丝绳缠绕连接。

本发明中滑轮固定装置还可以是在结构梁和检测工程梁的两端均设置固定架10，结构梁的固定架10下端并排设置定滑轮组，在检测工程梁的固定架上端并排设置定滑轮组，如图6所示，钢丝绳缠绕在结构梁和检测工程梁的定滑轮组上，其缠绕方法与图3和图4的缠绕方法相同。

本发明提供一种简单的梁式结构现场载荷模拟试验方法及装置。借助于简便的方法就可以实现对梁式结构的力学参数的检测与检验，利用（动、静）滑轮原理和薄（空）腹梁、等强度梁传力思路，构建了实现模拟载荷的技术方法和机构装置。通过与梁式结构检测工程梁平行的结构梁和其中间的各式不同的千斤顶等传力、检测装置实现对梁式结构的实际载荷模拟。传力、检测装置（千斤顶系统）通过结构梁做支座向（梁式结构）检测工程梁施加模拟实际载荷作用。采用这样的机构后，可以进行梁式结构工程现场载荷实验和检测、检验。两端的（动、静）滑轮固定装置可以满足承载一般载荷和较大载荷作用，双侧防侧移架可以防止结构（型）钢梁的侧向失稳，整体设备结构简单，能够满足设计和使用要求。

使用时的技术方法和方案为结构梁1通过钢丝绳6与滑轮固定装置3-1实现连接固定，梁式结构（检测工程梁）5两端通过钢丝绳6与滑轮固定装置3-2固定，在所检测工程梁（梁式结构）5的表面设置有千斤顶系统来模拟实际载荷，在测量时千斤顶系统的千斤顶不断伸长，使千斤顶系统的一端端部与结构梁1的内表面充分接触，结构梁1在千斤顶系统2的力的作用下，被向外顶移，当千斤顶系统不能向外伸长时，千斤顶系统的力开始施加于所测梁式结构，也就是结构梁1开始施加最初载荷，同时开始逐步使钢丝绳6中的所有单根钢丝绳均匀承受拉力，因为作用力和反作用力原理，施加于结构梁1上的初始载荷开始反作用于检测工程梁5上，直至达到梁式结构检测工程梁5所能承受的最大实际载荷。

结构梁由型钢（或型钢改造）组成，结构梁是实施模拟各种载荷及较大型载荷的反力支撑的主构件，千斤顶系统是加载系统，由自动或手动的油压千斤顶施加载荷和分合力支垫组成，可以正确模拟均布力、集中力，使各种力的着力点符合试验梁式结构的实际受力情况，能够实施模拟各种载荷或大型载荷正确施加于试验（梁式结构）结构构件上。

Claims (9)

1. 一种梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，其特征在于：包括设置与所检测工程梁（5）平行的结构梁（1），在结构梁（1）与检测工程梁（5）之间设置有传力、检测装置（2），结构梁（1）与检测工程梁（5）的两端均通过钢丝绳（6）缠绕连接，结构梁（1）、检测工程梁（5）、传力、检测装置（2）和钢丝绳（6）构成实现模拟载荷的结构体系，在结构梁（1）的两端设置有结构梁滑轮固定装置（3-1），检测工程梁（5）的两端设置有检测梁滑轮固定装置（3-2），钢丝绳（6）缠绕在结构梁滑轮固定装置（3-1）和检测梁滑轮固定装置（3-2）之间。

2.根据权利要求1所述的梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，其特征在于：所述结构梁是钢梁。

3.根据权利要求1所述的梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，其特征在于：传力、检测装置（2）是设置在结构梁（1）与检测工程梁（5）中间的千斤顶，或者传力、检测装置（2）是分布在结构梁（1）与检测工程梁（5）之间的多个千斤顶。

4.根据权利要求1所述的梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，其特征在于：在结构梁（1）的两侧设置有防侧移架（4）。

5.根据权利要求3所述的梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，其特征在于：在千斤顶与检测工程梁（5）之间还设置有垫梁（7），垫梁（7）与检测工程梁（5）之间设置有波形垫板（8）。

6.一种如权利要求1所述的梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，包括以下步骤：

a.在与检测工程梁（5）平行一侧设置结构梁（1），在其中间放置传力、检测装置（2），用传力、检测装置（2）来模拟实际载荷；

b.用钢丝绳按动滑轮原理绕过结构梁（1）和检测工程梁（5）的端部，实现结构梁（1）和检测工程梁（5）一端的连接，用同样方法将结构梁（1）和检测工程梁（5）的另一端缠绕连接；

c.操作传力、检测装置（2），使传力、检测装置不断伸长，结构梁（1）在传力、检测装置（2）的作用下，被向外顶移，当传力、检测装置不能向外伸长时，传力、检测装置开始施加载荷于检测工程梁（5），同时逐步使钢丝绳（6）中所有单根钢丝绳均匀承受拉力；

d.通过作用力与反作用力的原理，施加于结构梁（1）上的初始载荷开始反作用于检测工程梁（5）上，直至达到检测工程梁（5）所承受的最大载荷，过程中传力、检测装置（2）分别记录数据和参数，传力、检测装置的数据总和是检测工程梁的实际最大载荷。

7.根据权利要求6所述的梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，其特征在于：步骤a所述的传力、检测装置（2）是设置在结构梁（1）与检测工程梁（5）中间的千斤顶，或者传力、检测装置（2）是分布在结构梁（1）与检测工程梁（5）之间的多个千斤顶，操作多个千斤顶施加所需要的作用力。

8.根据权利要求6所述的梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，其特征在于：在结构梁（1）的两端设置有结构梁滑轮固定装置（3-1），检测工程梁（5）的两端设置有检测梁滑轮固定装置（3-2），钢丝绳（6）缠绕在结构梁滑轮固定装置（3-1）和检测梁滑轮固定装置（3-2）之间。

9.根据权利要求6所述的梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，其特征在于：在结构梁（1）的两侧设置有防侧移架（4）。