CN103616288B - 一种竖向水平联合加载测试系统及其加载测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种竖向水平联合加载测试系统及其加载测试方法，所述测试系统包括中央控制器、分别与中央控制器连接的竖向加载系统和水平加载系统，其特征在于：所述水平加载系统的数目为2；所述水平加载系统包括与所述中央控制器连接的数据采集系统和加载系统。所述加载测试方法为：在所述中央控制器中设置竖向最大荷载和水平最大荷载；所述中央控制器向所述加载系统发出加载指令，所述加载系统对所述试验基础进行加载；所述中央控制器通过所述数据采集系统采集所述试验基础的位移数据；所述中央控制器对所述位移数据进行分析并绘制荷载位移曲线。本发明实现了基础测试试验的自动化并同时加强了基础测试试验结果的准确性。
Description
技术领域：
本发明涉及一种加载测试系统，更具体涉及一种竖向水平联合加载测试系统及其加载测试方法。
背景技术：
目前已有的测试系统只针对单竖向加载或单水平加载试验。测试系统只能完成单工况加载，即一个测试系统只能完成单竖向加载试验或者单水平加载试验。而针对输电线路静载试验中竖向和水平联合静载试验则需要2套或3套测试系统（竖向和单方向水平联合加载的情况需用2套测试系统；竖向和双方向水平联合加载的情况需用3套测试系统），1套测试系统对应一个加载方向。如竖向和单方向水平联合加载条件下用2套测试系统的情况，1套系统用于测试竖向加载试验，另1套系统用于测试水平加载试验。由于进行竖向和水平联合静载试验时，需要对竖向荷载位移曲线和水平向荷载位移曲线进行综合判断用于控制加载进程和判断最终试验基础破坏情况，现有技术就需要人工对两套（或多套）加载系统的试验数据进行综合判断，这不仅加大了试验过程中人力劳动强度，同时由于试验过程中加入了人为判断因素，使试验结果具有一定的不确定性。
发明内容：
本发明的目的是提供一种竖向水平联合加载测试系统及其加载测试方法，本发明测试输电线路中基础的试验结果更准确。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种竖向水平联合加载测试系统，所述测试系统包括中央控制器、分别与中央控制器连接的竖向加载系统和水平加载系统，所述水平加载系统的数目为2；
所述水平加载系统包括与所述中央控制器连接的数据采集系统和加载系统。
本发明提供的一种竖向水平联合加载测试系统，所述水平加载系统1包括与所述中央控制器连接的位移数据采集器和与所述位移数据采集器连接的位移传感器；
所述水平加载系统1和所述水平加载系统2的加压系统均包括依次连接的加载控制器、油泵、稳压阀和千斤顶；所述加载控制器与所述中央控制器连接；所述油泵、稳压阀和千斤顶间通过进油管和回油管循环连接；所述稳压阀上设有与所述加载控制器连接的油压传感器，用于测试稳压阀与千斤顶间的进油管中的液压油油压；所述电源控制器与外接电源连接；所述稳压阀与所述进油管之间设置进油单向阀门，使得所述稳压阀只进油不回油。
本发明提供的一种竖向水平联合加载测试系统，所述竖向加载系统包括与分别所述中央控制器连接的加载系统和数据采集系统。
本发明提供的另一优选的一种一种竖向水平联合加载测试系统，所述竖向加载系统的加压系统包括依次连接的的加载控制器、油泵、稳压阀和千斤顶；所述加载控制器与所述中央控制器连接；所述油泵、稳压阀和千斤顶间通过进油管和回油管循环连接；
所述稳压阀上设有与所述加载控制器连接的油压传感器，用于测试稳压阀与所述千斤顶间的进油管中的液压油油压；所述电源控制器与外接电源连接；所述稳压阀与进油管之间设置进油单向阀门，使得所述稳压阀只进油不回油；
所述竖向加载系统的数据采集系统包括与所述中央控制器连接的位移数据采集器和与所述位移数据采集器连接的位移传感器。
本发明提供的再一优选的一种竖向水平联合加载测试系统，所述位移传感器均为1-12个。
本发明提供一种包含上述技术方案的竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，包括以下步骤：
（1）在所述中央控制器中设置竖向最大荷载和水平最大荷载；
（2）所述中央控制器向所述加载系统发出加载指令，所述加载系统对所述试验基础进行加载；
（3）所述中央控制器通过所述数据采集系统采集所述试验基础的位移数据；
（4）所述中央控制器对所述位移数据进行分析并绘制荷载位移曲线。
本发明提供的又一优选的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，所述步骤（1）中的中央控制器分8级或10级加载。
本发明提供的又一优选的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，所述步骤（2）中央控制器分别向所述竖向加载系统、水平加载系统1和水平加载系统2中的加载控制器发出指令，所述加载控制器控制所述电源控制器开启所述油泵电源，所述油泵将液压油通过所述进油管传至所述稳压阀，再通过进油管输入到所述千斤顶内，所述加载控制器通过监测得到的油压乘于千斤顶内腔截面积得到施加的荷载值。
本发明提供的又一优选的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，当所述荷载值达到所述中央控制器发出的加载值时，所述加载控制器通过所述电源控制器切断油泵电源，停止供油；将加载过程中的所述回油管和稳压阀中的回油通道关闭；
若所述油压中的油压逐渐降低，导致施加荷载小于所受中央控制器发出的加载值，当两者差值达到预先设定的补载限值时，所述加载控制器通过开启所述所述电源控制器控制油泵供油，使施加荷载达到中央控制器发出的加载值，然后通过所述电源控制器确定油泵电源，停止补载。
本发明提供的又一优选的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，所述步骤（4）中的对所述位移数据分析过程为：判断某级荷载下，所述试验基础是否稳定或者破坏，其判断标准如下：
稳定标准：每一小时内的试验基础竖向或者水平向的所有位移传感器的平均位移量连续出现两次不超过0.1mm；
破坏标准：某级荷载下变形不止,本级位移大于上一级位移的2倍,且经24小时未达到稳定；某级荷载下,沉降急剧增大,本级位移大于5倍的上级位移；每级荷载均判断稳定,但总位移量超过设计要求。
本发明提供的又一优选的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，当所述中央控制器判断竖向加载系统和水平加载系统在某级荷载下符合稳定标准时，则向竖向加载系统和水平加载系统发出施加下一级荷载的指令，各系统进行下一级荷载的加载、补载及稳定破坏判断工作，即重复所述步骤（2）；
当竖向加载系统和水平加载系统在某级荷载作用下，其中一个系统判断符合破坏标准时，则所述中央控制器向各系统发出卸载指令，各系统按下述卸载过程同步进行卸载，直至卸载至零；
所述卸载过程为：每级卸载荷载值为加载的2级荷载，所述加载控制器通过电源控制器开启油泵，所述回油管和稳压阀的回油通道开启，所述千斤顶中液压油回流到油泵，油压变小；当通过所述油压传感器测得的油压乘于千斤顶内腔截面积达到卸载荷载等级时，所述加载控制器通过所述电源控制器切断油泵电源，停止回油；每次卸载，所述中央控制器均通过所述位移数据采集器采集基础位移，每级卸载持续60分钟，不对位移数据进行判断其稳定，且所述加载控制器不进行补载操作，直至卸载到0；所述中央控制器通过所述位移数据采集器持续采集3小时，最终卸载结束，即试验结束。
本发明提供的又一优选的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，所述步骤（4）荷载位移曲线为：1条竖向荷载位移曲线、1条或2条水平荷载位移曲线。
和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
1、本发明用于竖向和水平联合加载试验，完成竖向加载系统和水平加载系统的联合工作，减少人力强度；
2、本发明实现基础测试试验的自动化；
3、本发明更加保证了基础测试试验结果的准确性；
4、本发明系统可满足多个工况要求，具有多性化选择，操作简便。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1-2所示，本例的发明的竖向水平联合加载测试系统包括中央控制器、分别与中央控制器连接的竖向加载系统和水平加载系统，其特征在于：所述水平加载系统包括水平加载系统1和水平加载系统2；
所述水平加载系统1和水平加载系统2均包括分别与所述中央控制器连接的数据采集系统和加载系统。
所述水平加载系统1和水平加载系统2的数据采集系统均包括与所述中央控制器连接的位移数据采集器和与所述位移数据采集器连接的位移传感器；
所述水平加载系统1和所述水平加载系统2的加压系统均包括依次连接的加载控制器、油泵、稳压阀和千斤顶；所述加载控制器与所述中央控制器连接；所述油泵、稳压阀和千斤顶间通过进油管和回油管循环连接；所述稳压阀上设有与所述加载控制器连接的油压传感器，用于测试稳压阀与千斤顶间的进油管中的液压油油压；所述电源控制器与外接电源连接；所述稳压阀与所述进油管之间设置进油单向阀门，使得所述稳压阀只进油不回油。
所述竖向加载系统包括与分别所述中央控制器连接的加载系统和数据采集系统。所述竖向加载系统的加压系统包括依次连接的的加载控制器、油泵、稳压阀和千斤顶；所述加载控制器与所述中央控制器连接；所述油泵、稳压阀和千斤顶间通过进油管和回油管循环连接；
所述稳压阀上设有与所述加载控制器连接的油压传感器，用于测试稳压阀与所述千斤顶间的进油管中的液压油油压；所述电源控制器与外接电源连接；所述稳压阀与进油管之间设置进油单向阀门，使得所述稳压阀只进油不回油；
所述竖向加载系统的数据采集系统包括与所述中央控制器依次连接的位移数据采集器和与所述位移数据采集器连接的位移传感器。所述位移传感器均为1-12个。
上述加载测试系统的加载测试方法为：
1、在所述中央控制器中设置预估竖向最大荷载和预估水平最大荷载，可选择分8级或分10级加载；如预估最大荷载100kN，分10级加载，则第一次加2级荷载20kN，其后逐级加载。
2、所述中央控制器分别向竖向加载系统和水平加载系统发出加载指令，所述加载控制器控制电源控制器开启油泵电源，油泵既将液压油通过进油管1，再过稳压阀，再过进油管2输入到千斤顶内，所述稳压阀与进油管之间设置进油单向阀门，只进油不回油；所述稳压阀上设置有油压传感器，用于测试进油管2中的液压油油压，所述加载控制器通过监测得到的油压乘于千斤顶内腔截面积得到施加的荷载值，当所述荷载值达到中央控制器发出的加载值时，所述加载控制器通过电源控制器切断油泵电源，停止供油，加载过程中，回油管1、回油管2和稳压阀中的回油通道关闭。
在试验过程中，若由于基础位移等原因，导致所述油压2中的油压逐渐降低，导致施加荷载小于中央控制器发出的加载值，当其两者的差值达到预先设定的补载限值时，所述加载控制器通过开启电源控制器控制油泵供油，使施加荷载达到中央控制器发出的加载值，然后通过电源控制器确定油泵电源，停止补载。
3、所述中央控制器同时通过位移数据采集器采集预先安装在试验基础上的位移传感器传来的位移数据，所述位移传感器设置为1-12个。
4、所述中央控制器通过对位移数据采集器采集到的位移数据进行分析，判断该级荷载下，试验基础是否稳定或者破坏，其判断标准如下：
稳定标准：每一小时内的基础竖向或者水平向位移量即所有竖向或者水平向的位移传感器的平均位移不超过0.1mm，并连续出现两次；
破坏标准：
a）某级荷载下变形不止,本级位移大于上一级位移的2倍,且经24小时未达到稳定；
b）某级荷载下,沉降急剧增大,本级位移大于5倍的上级位移；
c）每级荷载均判断稳定,但总位移量超过设计要求。
当所述中央控制器判断竖向加载系统和水平加载系统当级荷载下都符合稳定标准时，则向所述竖向加载系统和水平加载系统发出施加下一级荷载的指令，各系统进行下一级荷载的加载、补载及稳定破坏判断工作，如上级荷载为20kN稳定，则施加下一级30kN荷载，所述加载控制器上述步骤2进行加载和补载，所述中央控制器同步骤3和步骤4采集位移数据判断该级荷载是否稳定或者破坏。
当所述竖向加载系统和水平加载系统在当级荷载作用下，有一个系统判断为破坏时，则中央控制器向各系统发出卸载指令，各系统按下述步骤卸载，直至卸载至零。
卸载步骤为：每级卸载荷载值为加载的2级荷载，如破坏荷载100kN，第一次卸载2级加载荷载20kN，卸载到80kN，第二次卸载到60kN，所述加载控制器通过电源控制器开启油泵，此时回油管1、回油管2和稳压阀的回油通道开启，所述千斤顶中液压油回流到油泵，油压变小，当通过油压传感器测得的油压乘于千斤顶内腔截面积达到卸载荷载等级时，所述加载控制器通过电源控制器切断油泵电源，停止回油，即停止卸载。
每次卸载，所述中央控制器均通过位移数据采集器采集基础位移，每级卸载持续60分钟，不对位移数据进行判断其稳定，且所述加载控制器不进行补载操作；直至卸载到0，所述中央控制器通过位移数据采集器持续采集3小时，最终卸载结束，即试验结束。
所述中央控制器将从各系统位移数据采集器和加载控制器传输得到的位移数据和荷载数据形成1条竖向荷载位移曲线、1条或2条水平荷载位移曲线。
所述竖向加载系统可和1个水平加载系统同时工作，也可和2个水平加载系统统同时工作，也可只进行单工况试验，所述中央控制器通过其连接口是否接上竖向加载系统或者水平加载系统自动进行判断。
最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (11)
1.一种竖向水平联合加载测试系统，所述测试系统包括中央控制器、分别与中央控制器连接的竖向加载系统和水平加载系统，其特征在于：水平加载系统的数目为2；
水平加载系统包括与中央控制器连接的数据采集系统和加载系统；第一水平加载系统包括与中央控制器连接的位移数据采集器和与位移数据采集器连接的位移传感器；
第一水平加载系统和第二水平加载系统的加压系统均包括依次连接的加载控制器、油泵、稳压阀和千斤顶；加载控制器与中央控制器连接；油泵、稳压阀和千斤顶间通过进油管和回油管循环连接；稳压阀上设有与加载控制器连接的油压传感器，用于测试稳压阀与千斤顶间的进油管中的液压油油压；电源控制器与外接电源连接；稳压阀与进油管之间设置进油单向阀门，使得稳压阀只进油不回油；
中央控制器分别向所述竖向加载系统、第一水平加载系统和第二水平加载系统中的加载控制器发出指令，加载控制器控制电源控制器开启油泵电源，油泵将液压油通过进油管传至稳压阀，再通过进油管输入到千斤顶内，加载控制器通过监测得到的油压乘于千斤顶内腔截面积得到施加的荷载值；
当荷载值达到所述中央控制器发出的加载值时，加载控制器通过电源控制器切断油泵电源，停止供油；将加载过程中的回油管和稳压阀中的回油通道关闭；
若油压中的油压逐渐降低，导致施加荷载小于所受中央控制器发出的加载值，当两者差值达到预先设定的补载限值时，加载控制器通过开启电源控制器控制油泵供油，使施加荷载达到中央控制器发出的加载值，然后通过电源控制器确定油泵电源，停止补载。
2.如权利要求1所述的一种竖向水平联合加载测试系统，其特征在于：竖向加载系统包括分别与中央控制器连接的加载系统和数据采集系统。
3.如权利要求2所述的一种竖向水平联合加载测试系统，其特征在于：竖向加载系统的加压系统包括依次连接的的加载控制器、油泵、稳压阀和千斤顶；加载控制器与中央控制器连接；油泵、稳压阀和千斤顶间通过进油管和回油管循环连接；
稳压阀上设有与加载控制器连接的油压传感器，用于测试稳压阀与千斤顶间的进油管中的液压油油压；电源控制器与外接电源连接；稳压阀与进油管之间设置进油单向阀门，使得稳压阀只进油不回油；
竖向加载系统的数据采集系统包括与中央控制器连接的位移数据采集器和与位移数据采集器连接的位移传感器。
4.如权利要求1或3所述的一种竖向水平联合加载测试系统，其特征在于：位移传感器均为1-12个。
5.如权利要求1-4任意一项所述的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在中央控制器中设置竖向最大荷载和水平最大荷载；
(2)中央控制器向所述加载系统发出加载指令，加载系统对试验基础进行加载；
(3)中央控制器通过所述数据采集系统采集试验基础的位移数据；
(4)中央控制器对位移数据进行分析并绘制荷载位移曲线。
6.如权利要求5所述的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，其特征在于：步骤(1)中的中央控制器分8级或10级加载。
7.如权利要求5所述的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，其特征在于：步骤(2)中央控制器分别向竖向加载系统、第一水平加载系统和第二水平加载系统中的加载控制器发出指令，加载控制器控制电源控制器开启油泵电源，油泵将液压油通过进油管传至稳压阀，再通过进油管输入到千斤顶内，加载控制器通过监测得到的油压乘于千斤顶内腔截面积得到施加的荷载值。
8.如权利要求7所述的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，其特征在于：当荷载值达到中央控制器发出的加载值时，加载控制器通过电源控制器切断油泵电源，停止供油；将加载过程中的回油管和稳压阀中的回油通道关闭；
若油压中的油压逐渐降低，导致施加荷载小于所受中央控制器发出的加载值，当两者差值达到预先设定的补载限值时，加载控制器通过开启电源控制器控制油泵供油，使施加荷载达到中央控制器发出的加载值，然后通过电源控制器确定油泵电源，停止补载。
9.如权利要求5所述的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，其特征在于：步骤(4)中的对所述位移数据分析过程为：判断某级荷载下，试验基础是否稳定或者破坏，其判断标准如下：
稳定标准：每一小时内的试验基础竖向或者水平向的所有位移传感器的平均位移量连续出现两次不超过0.1mm；
破坏标准：某级荷载下变形不止,本级位移大于上一级位移的2倍,且经24小时未达到稳定；某级荷载下,沉降急剧增大,本级位移大于5倍的上级位移；每级荷载均判断稳定,但总位移量超过设计要求。
10.如权利要求9所述的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，其特征在于：
当中央控制器判断竖向加载系统和水平加载系统在某级荷载下符合稳定标准时，则向竖向加载系统和水平加载系统发出施加下一级荷载的指令，各系统进行下一级荷载的加载、补载及稳定破坏判断工作，即重复步骤(2)；
当竖向加载系统和水平加载系统在某级荷载作用下，其中一个系统判断符合破坏标准时，则所述中央控制器向各系统发出卸载指令，各系统按下述卸载过程同步进行卸载，直至卸载至零；
所述卸载过程为：每级卸载荷载值为加载的2级荷载，加载控制器通过电源控制器开启油泵，回油管和稳压阀的回油通道开启，千斤顶中液压油回流到油泵，油压变小；当通过油压传感器测得的油压乘于千斤顶内腔截面积达到卸载荷载等级时，加载控制器通过电源控制器切断油泵电源，停止回油；每次卸载，中央控制器均通过位移数据采集器采集基础位移，每级卸载持续60分钟，不对位移数据进行判断其稳定，且加载控制器不进行补载操作，直至卸载到0；中央控制器通过所述位移数据采集器持续采集3小时，最终卸载结束，即试验结束。
11.如权利要求5所述的一种竖向水平联合加载测试系统的加载测试方法，其特征在于：步骤(4)荷载位移曲线为：1条竖向荷载位移曲线、1条或2条水平荷载位移曲线。
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