CN102589968B - 大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型（连续）梁式结构现场载荷模拟实验检测装置及检测方法,检测装置包括设置在与检测工程梁平行的结构梁，结构梁由两个钢梁和相互叠置构成，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。采用这样的机构后，可以进行大型梁式结构工程现场载荷实验和检测、检验。两端的滑轮固定装置可以满足承载大型载荷和超大载荷作用，通过附加垫梁和小型垫块可以正确模拟均布力、集中力，双侧防侧移装置可以防止结构梁（钢叠合梁）的侧向失稳，整体设备结构简单，能够满足设计和使用要求。

Description

大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置及检测方法

技术领域

本专利涉及一种大型梁式结构现场检测、检验中实际载荷作用模拟技术，具体就是大型梁式结构现场载荷模拟实验方法及装置。

背景技术

在水利、交通、建筑等工程领域，有时需要对大型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。尤其是对大型或超大型载荷、大跨度梁式结构更是空白。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述不足，提供一种大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置及检测方法。

本发明的目的可通过以下措施来实现：

一种大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，包括设置在与检测工程梁平行的结构梁，结构梁由上、下钢梁相互叠置构成，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。

上述大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，在两个钢梁之间设置有两个垫块，两垫块之间的距离不小于钢梁长度的一半。

上述大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，在上部钢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滑轮固定装置和检测梁滑轮固定装置之间。

上述大型连续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，或者传力、检测装置是分布在结构梁与检测工程梁之间的多个千斤顶。

上述大型连续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，防侧移架的两个滑块分别与上钢梁和下钢梁滑动连接。

上述大型连续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（波形等）垫板。

上述大型连续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.在检测工程梁上放置传力、检测装置，在传力、检测装置上面设置结构梁，即在传力、检测装置上面设置下钢梁，再在下钢梁上叠置上钢梁，用传力、检测装置来模拟实际载荷；

b.用钢丝绳按照动滑轮原理分别绕过上钢梁端部和检测工程梁的端部，实现结构梁和检测工程梁一端的连接，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，使检测装置不断伸长，结构梁在压力、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，即向检测工程梁开始施加最初载荷，同时逐步使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实际最大载荷，过程中传力、检测装置记录数据和参数，所有千斤顶的数据总和是检测工程梁的实际最大载荷。

上述大型连续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，或者传力、检测装置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。

上述大型连续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滑轮固定装置和检测梁滑轮固定装置之间；或者用钢丝绳直接缠绕在结构梁和检测梁两端部实现连接。

上述大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，在结构梁的两个钢梁之间设置有两个垫块，两垫块之间的距离不小于钢梁长度的一半，在结构梁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：采用这样的机构后，可以进行大型梁式结构工程现场载荷实验和检测、检验。两端的滑轮固定装置可以满足承载大型载荷和超大载荷作用，通过附加垫梁和小型垫块可以正确模拟均布力、集中力，双侧防侧移装置可以防止结构梁（钢叠合梁）的侧向失稳，整体设备结构简单，能够满足设计和使用要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的结构梁滑轮固定装置结构示意图。

图3是本发明的检测梁滑轮固定装置结构示意图。

图4是本发明第二种结构示意图。

图5是图4左视图。

图6是本发明第二种结构防侧移架的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，包括设置在检测工程梁5上面的结构梁1，结构梁1由上钢梁1-1和下钢梁1-2相互叠置构成，在两个钢梁之间还设置有两个垫块7，两垫块之间的距离不小于钢梁长度的一半，在下面钢梁1-2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，在千斤顶与检测工程梁5之间还设置有垫梁8，垫梁8与检测工程梁5之间设置有波形垫板9，即钢丝绳直接缠绕在结构梁和检测工程梁上，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，多个千斤顶施加所需要的不同大小的力，对检测工程梁进行检测，能够使传力正确的施加在结构梁或者检测工程梁上。

如图2和图3所示，本发明还可以在图1的基础上，在上钢梁1-1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。

如图4、图5和图6所示，为了更好地防止结构梁失去稳定性，在图1的基础上，还可以在结构梁1的两侧设置有防侧移架4，防侧移架4的两个滑块10分别与上钢梁1-1和下钢梁1-2滑动连接，滑动块10能够保证防侧移架相对上钢梁和下钢梁在竖直方向Y轴上有少许位移，在X轴和Z轴上不产生位移。

一种如权利要求1所述的大型连续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5上放置传力、检测装置2，在传力、检测装置2上面设置结构梁1，即在传力、检测装置2上面设置下钢梁1-2，再在下钢梁1-2上叠置上钢梁1-1，用传力、检测装置2来模拟实际载荷；

b.用钢丝绳按照动滑轮原理绕过上钢梁1-1的端部和检测工程梁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5，即向检测工程梁5开始施加最初载荷，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所承受的最大实际载荷，过程中传力、检测装置2分别记录数据和参数，所有千斤顶的数据总和是检测工程梁的实际最大载荷。

本发明大型连续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。

本发明大型连续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。

本发明大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，还可以用钢丝绳6直接缠绕在结构梁和检测梁两端部实现连接。

本发明大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置的检测方法，在结构梁的两个钢梁之间设置有两个垫块7，两垫块之间的距离不小于钢梁长度的一半，在结构梁1的两侧设置有防侧移架4，防侧移系统4设置在由结构梁（钢叠合梁）1的两侧，可以设在两端区域，也可以结构梁钢叠合梁两侧任意区域。

本发明利用滑轮原理和薄腹梁、等强度梁原理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（所实验、检测的）大型梁式结构平行的结构梁（钢叠合梁）和其下的各式不同的千斤顶实现对检测工程梁（大型梁式结构）的实际载荷模拟。机构主要由与大型梁式结构平行的结构梁、传力、检测装置、两端钢丝滑轮系统及防侧向位移系统构成，结构梁由两个平行钢梁组成，其间通过两个小型垫块隔离，结构梁两端设置钢丝滑轮固定装置，传力、检测装置位于结构梁与检测工程梁（大型梁式结构）之间，结构梁的钢叠合梁之间的垫块位于等跨中区域，间隔≧1/2钢梁长度。传力、检测装置通过结构梁做支座向检测工程梁施加模拟实际载荷作用。

使用时的技术方法和方案为，结构梁1的两个钢梁1-1和1-2之间设置的两个垫块7构成空腹梁组合体，即利用上钢梁1-1承受剪力，通过上钢梁1-1与下钢梁1-2的组合梁承受弯矩，其中，结构梁1的设计是结合所实验、检测的大型梁式结构的材料与叠合钢梁的材料性能及所用钢梁重量等级、安装是否方便等因素和叠合梁力学原理，按照钢叠合梁两端剪力、跨中弯矩都满足载荷作用要求下而设置的。使用中在传力、检测装置6不断伸顶时，传力、检测装置的一端端部与结构梁1中的下钢梁1-2的内表面充分接触，结构梁1在传力、检测装置2的力的作用下，被向外顶移，当传力、检测装置不能向外伸长时，传力、检测装置的力（按照作用力与反作用力原理）开始施加于检测工程梁，此时，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，再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，直至达到检测工程梁5所能承受的最大实际载荷。

本发明也可以通过钢丝绳直接把结构梁1和检测工程梁5缠绕起来，作为另一种检测方式。

结构梁由型钢（或型钢改造）的双钢梁叠合组成，结构梁是实施模拟各种载荷及大型、超大型载荷的结构支撑的主构件，传力、检测装置是加载系统，可以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大型梁式结构的实际受力情况,能够实施模拟各种载荷和大型、超大型载荷正确的施加于检测工程梁上。

Claims (2)

1.一种大型连续梁式结构现场载荷模拟实验检测装置，其特征在于：包括设置在检测工程梁（5）上面的结构梁（1），结构梁（1）由长度相等的上钢梁（1-1）和下钢梁（1-2）相互叠置构成，在下钢梁（1-2）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，在两个钢梁之间设置有两个垫块（7），两垫块之间的距离大于钢梁长度的一半，在上钢梁（1-1）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，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，在结构梁（1）的两侧设置有防侧移架（4），防侧移架（4）的两个滑块（10）分别与上钢梁（1-1）和下钢梁（1-2）滑动连接，在千斤顶与检测工程梁（5）之间还设置有垫梁（8），垫梁（8）与检测工程梁（5）之间设置有波形垫板（9）。

2.一种如权利要求1所述的大型连续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（5）上放置传力、检测装置（2），在传力、检测装置（2）上面设置结构梁（1），即在传力、检测装置（2）上面设置下钢梁（1-2），再在下钢梁（1-2）上叠置上钢梁（1-1），用传力、检测装置（2）来模拟实际载荷；

b.用钢丝绳按照动滑轮原理绕过上钢梁（1-1）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）所承受的最大实际载荷，过程中传力、检测装置（2）记录数据和参数，所有千斤顶的数据总和是检测工程梁的实际最大载荷。