CN107515097A - 系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置,包括固定支撑架和模型定位器，固定支撑架上设置有竖向调整机构、纵向调整机构和横向调整机构，竖向调整机构安装在固定支撑架上，纵向调整机构安装在竖向调整机构上，而横向调整机构安装在纵向调整机构上，竖向、纵向、横向调整机构通过滑杆与滑块配合的形式按层次嵌套安装；所述模型定位器连接在横向调整机构一端，以夹紧试验模型，且在各个方向的调整机构上对应设置有限位螺母，以实现位移量的精确调节。本发明巧妙的运用了框架层次结构实现了加载装置纵荡、横荡、垂荡三个自由度偏移调整，同时可以保证在施加偏移的过程中，试验模型仅沿着特定的水平自由度单独运动，其余自由度不发生运动，避免了人为操作产生的误差，保证了试验的精度，提高了模型试验的效率。

Description

系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置

技术领域

本发明涉及海洋工程水池模型试验技术领域,具体涉及系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置。

背景技术

随着陆地油气资源的日益减少，海洋油气资源的开发成为目前油气资源可持续发展的重要依托和战略举措，海洋油气资源开发已成为重要的科技前沿。浮式结构系统作为海洋油气资源开发的基础性设施之一，其性能对海洋油气资源的安全开发具有决定性作用，水池模型试验是预报和研究海洋结构物性能的有效手段，特别是对新型浮式结构系统的水动力性能研究，模型试验更是必不可少的工具。

浮体结构通常利用系泊系统进行定位，系泊系统能够保证浮体结构在外荷载的作用下在一定范围内进行运动。研究表明，系泊系统的水平刚度与浮体结构的运动密切相关，系泊系统的水平刚度是指在外力静荷载的作用下，浮体结构位移与受力的关系曲线。为了确保模型试验的运动响应结果与真实结果相接近，需要在模型试验正式开始之前对所设计的模型系泊系统的水平刚度进行测量和校核。由于系泊系统仅对水平面上的三个自由度(纵荡、横荡和首摇)具有较大的影响，在进行整个系泊系统的水平刚度试验时，通常需要考虑几个不同的受力方向，如纵向和横向，或者沿着单根系泊缆方向和沿着两根系泊缆之间的方向，试验时方向的选择必须根据不同系泊系统的实际要求来定。

原型的系泊系统水平刚度可以非常容易的通过软件计算得到。在计算的过程中，沿浮体的某个水平自由度上逐级施加恒定的外力荷载，使结构产生一定的偏移，得到结构的受力，绘制成偏移-荷载曲线，即系泊系统水平刚度曲线。在模型试验过程中，通常也需要对模型进行单方向、多等级的位移加载，然后得到偏移-荷载曲线。但需要注意的是在偏移的过程中需要保证除需要测量的自由度外，其他自由度上没有任何位移，否则测量得到的系缆拉力会包含对应其他自由度上力的分量，导致测量结果不准确。

现有的模型试验技术中，通常采用重物加载的方式来实现物理模型的偏移，即将浮式结构物及其系泊和立管系统安装在水池中，通过一根轻绳穿过滑轮与模型相连，测量模型由此而产生静态偏移。通过改变水平作用力的大小，得到多个相应的偏移量，从而测量获得系泊系统的偏移-荷载特性曲线。该方法的优点在于原理简单、容易实现。其缺点在于：

(1)所采用的轻绳具有较强的非线性特性，在重物较小的情况下，可以认为轻绳具有线性特性，其位移误差还可以进行适当的修正；但随着重物的增大，轻绳的非线性逐渐增强，测量的位移误差将会逐渐增大，造成测量结果错误；

(2)所施加的重力荷载通过滑轮而作用在模型上，滑轮本身存在着较大的摩擦作用，因此施加在模型上的作用力并不严格等于所施加的重物的重力；

(3)轻绳、滑轮和重物的组合并不能保证模型严格的沿着某一方向产生偏移，模型在偏移的过程中会产生其他自由度的位移，从而导致测量误差；

(4)通过滑轮施加在模型上的外荷载可能与模型水平面存在一定的夹角，因此实际作用在模型上的水平荷载只是重物重力的一个水平分量，从而导致测量误差；

(5)在测量的过程中，模型在系泊系统的作用下可能会产生往复运动，需要较长的时间才能够稳定，测量过程费时，测量结果不准。

总之，通过现有的技术和方法进行系泊系统水平刚度位移加载时，无法快速准确地测量位移和受力，同时测量得到的作用力误差较大，最终可能导致模型试验结果不准，不能反映原型的真实运动响应。

为此，亟待提出一种装置，能够实现模型位移沿某方向一次性精准加载，结合系泊缆上拉力传感器上所对应的值，处理得到系泊系统的水平刚度，将会大大提高模型试验的精度，减少模型试验的准备时间，降低模型试验的费用，对模型试验的顺利开展具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有模型施加荷载过程中不能严格按照特定方向移动，偏移过程中易存在其他自由度位移，导致测量结果不准确的缺陷，提出一种系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，以实现试验模型系泊系统水平刚度的精确测量。

本发明是采用以下的技术方案实现的：系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，包括固定支撑架和模型定位器，模型定位器用以夹紧试验模型；固定支撑架上设置有用以对试验模型分别进行上下、前后和左右调整的竖向调整机构、纵向调整机构和横向调整机构；所述固定支撑架是整个加载装置的基础，为由竖向滑杆和横向支杆组成立体结构，支撑着整个装置,且在固定支撑架的上方两根横向支杆之间还设置有一竖向调整机构调整板，竖向调整机构调整板上设置有一竖向限位孔；

所述竖向调整机构包括竖向位移架以及设置在竖向位移架上的竖向位移调节杆，竖向位移架设置在竖向滑杆上，且位于固定支撑架的内部；竖向位移调节杆穿过竖向限位孔，并可在外力作用下沿竖向限位孔上下移动，进而带动竖向位移架在竖向位移调节杆的作用下沿竖向滑杆上下移动；竖向位移架上还设置有纵向滑杆以及纵向调整机构调整板，纵向滑杆所在直线与纵向调整机构调整板所在平面垂直，纵向调整机构调整板上设置有一纵向限位孔；

所述纵向调整机构包括纵向位移架以及设置在纵向位移架上的纵向位移调节杆，纵向位移架设置在纵向滑杆上，且位于竖向位移架的内部；纵向位移调节杆穿过纵向限位孔，并可在外力作用下沿纵向限位孔前后移动，进而带动纵向位移架在纵向位移调节杆的作用下沿纵向滑杆前后移动；纵向位移架上还设置有横向调整机构通孔，横向调整机构通孔所在直线与纵向位移调节杆所在直线垂直，且两者在同一水平面上；

所述横向调整机构包括横向位移滑杆、横向位移调节杆以及横向位移调整板；横向位移调整板上设置有横向限位孔，横向位移调节杆穿过横向限位孔与纵向位移架相连，横向位移调整板在外力作用下沿横向位移调节杆左右移动；横向位移滑杆一端设置在横向位移调整板上，另一端穿过纵向位移架上的横向调整机构通孔与模型定位器相连，且横向位移滑杆可沿横向调整机构通孔左右移动。

进一步的，所述模型定位器包括两个平行设置的定位板，所述定位板为高强度聚酯板，两个定位板通过夹紧螺栓相连，并可通过夹紧螺栓调整两个定位板之间的距离，以适应不同的模型；且在两个定位板上还设置有多个限位器，以对试验模型进行固定。

进一步的，所述限位器包括与定位板螺纹连接的调节螺杆，调节螺杆一端设置有限位板，另一端设置有调节把；限位板与调节螺杆球形铰接，且在限位板上设置有防滑橡胶层，以对模型起到限位和保护作用，通过多个限位器的配合使用能够将不同外形的试验模型夹紧。

进一步的，所述竖向限位孔、横向限位孔和纵向限位孔均为螺纹通孔，竖向位移调节杆、横向位移调节杆和纵向位移调节杆为螺杆，且与螺纹通孔相配合。

进一步的，所述竖向位移调节杆一端设置有方便调节的旋拧把，另一端通过一球形铰接器设置在竖向位移架上，通过球节点与竖向位移架相连，与竖向限位孔(螺纹通孔)相配合，可以通过旋拧把转动竖向位移调节杆来调整整个竖向调整机构的上下位移，且纵向位移调节杆和横向位移调节杆分别采用相同结构原理的球形铰接器设置在纵向位移架与横向位移架上，纵向位移调节杆和横向位移调节杆相垂直，并在同一水平面上。

进一步的，所述球形铰接器包括一铰接块，铰接块上设置有一球形腔，竖向位移调节杆、纵向位移调节杆和横向位移调节杆的端部设置有与球形腔适配的球形凸起，并可在球形腔内转动。

进一步的，所述竖向位移调节杆上还设置有可沿其移动的两个竖向限位块，两个竖向限位块分别设置在竖向调整机构调整板的两侧；纵向位移调节杆上还设置有可沿其移动的两个纵向限位块，两个纵向限位块分别设置在纵向调整机构调整板的两侧；横向位移调节杆上还设置有可沿其移动的两个横向限位块，两个横向限位块分别设置在横向位移调整板的两侧，在调整之前首先转动对应移动方向上的限位块到达指定位置，然后将对应的位移调节杆调整到指定位置，防止加载位移量过多或多少，以保证一次性位移加载成功，避免反复调整。

进一步的，所述的竖向调整机构通过竖向楔形滑块安装在竖向滑杆上，并可沿竖向滑杆上下移动；纵向调整机构通过纵向楔形滑块安装在纵向滑杆上，并可沿纵向滑杆前后移动。

进一步的，所述竖向位移调节杆、纵向位移调节杆和横向位移调节杆上还设有指示刻度及相应的指针，可以通过指示刻度或指针直接读取位移量，以实现对试验模型的精确调整。

进一步的，为了保证固定支撑架在施加荷载过程中的稳定性，所述固定支撑架的底端对称设置有平衡杆，用于平衡和压载重物，用以提高整个系统的平衡性和稳定性。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明提出的系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，是水池模型试验技术领域内首个系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，通过将竖向调整机构安装在固定支撑架上，纵向调整机构安装在竖向调整机构上，而横向调整机构安装在纵向调整机构上，竖向、纵向、横向调整机构通过滑杆与滑块配合的形式按层次嵌套安装；巧妙的运用了框架层次结构实现了加载装置纵荡、横荡、垂荡三个自由度偏移调整，同时可以保证在施加偏移的过程中，试验模型仅沿着某一水平自由度单独运动，其余自由度不发生运动，避免了人为操作产生的误差，保证了试验的精度，提高了模型试验的效率；

本发明通过在各个方向的位移调节杆上设置限位块，实现了偏移量的精确定位，同时操作一步到位，避免反复调节的情况；而且，对于模型定位器夹紧时，采用小型限位器，限位器包括与定位板螺纹连接的调节螺杆，调节螺杆一端设置有限位板，限位板与调节螺杆球形铰接，且在限位板上设置有防滑橡胶层，可以对不同形状的试验模型结构进行夹紧操作，橡胶层的设置也防止限位器对试验模型产生损伤，能适应表面不平整的情况，多个限位器的配合使用实现限制模型运动的功能，结构设计巧妙，具有广泛的推广实用价值。

附图说明

图1为本发明实施例所述位移加载装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例设置有试验模型的位移加载装置结构示意图；

图3为本发明实施例所述固定支撑架的结构示意图；

图4为本发明实施例所述竖向调整机构的结构示意图；

图5为本发明实施例竖向调整机构与固定支撑架相配合的结构示意图；

图6为本发明实施例所述纵向调整机构的结构示意图；

图7为本发明实施例纵向调整机构与竖向位移架相配合的结构示意图；

图8为本发明实施例所述横向调整机构与纵向位移架相配合的结构示意图；

图9为本发明实施例横向调整机构与模型定位器连接结构示意图；

图10为本发明实施例所述模型定位器结构示意图；

图11为本发明实施例球形铰接器结构示意图；

图12为图11中球形铰接器剖视结构示意图；

图13为本发明实施例限位器结构示意图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，并不限于下面公开的具体实施例，需要说明的是，实施例中所述的“上下”、“左右”、“前后”等位置关系以图1所示方位为基准，A所指方向为上，A’所指方向为下；B所指方向为前，B’所指方向为后；C所指方向为左，C’所指方向为右。

参考图1和图2，本实施例公开了一种系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，包括固定支撑架1和模型定位器2，模型定位器2用以夹紧试验模型10；固定支撑架1上设置有用以对试验模型10分别进行上下、前后和左右调整的竖向调整机构3、纵向调整机构4和横向调整机构5，竖向、纵向、横向调整机构通过滑杆与滑块配合的形式相连接，使三个调整机构层次配合安装；所述模型定位器2连接在横向调整机构5一端，能够将试验模型10紧固与横向调整机构5形成一个刚体，实现同步运动；通过调整相应的调整机构来实现试验模型在竖向、纵向、横向三个自由度的位移加载，且整个位移加载装置可以严格按照某一方向运动，结合实验模型系泊缆上拉力传感器上对应的拉力值，逐级加载位移后，可以得到系泊系统的水平刚度曲线。

如图3所示，所述固定支撑架1是整个加载装置的基础，为由竖向滑杆11和横向支杆12组成立体结构，支撑着整个装置,其形状和具体的设置不做限制，本实施例优选矩形框架，且在固定支撑架1的上方两根横向支杆12之间还设置有一竖向调整机构调整板13，竖向调整机构调整板13上设置有一竖向限位孔14；且为了保证固定支撑架1在施加荷载过程中的稳定性，固定支撑架的底端还对称设置有平衡杆15，用于平衡和压载重物，用以提高整个系统的平衡性和稳定性。

本实施例中，竖向调整机构3包括竖向位移架31以及设置在竖向位移架31上的竖向位移调节杆32，如图4、图5所示，竖向位移架31设置在竖向滑杆11上，且位于固定支撑架1的内部；竖向位移调节杆32穿过竖向限位孔14，并可在外力作用下沿竖向限位孔上下移动，所述竖向限位孔14为螺纹通孔，竖向位移调节杆32为螺杆，进而带动竖向位移架31在竖向位移调节杆32的作用下沿竖向滑杆11上下移动；竖向位移架31上还设置有纵向滑杆33以及纵向调整机构调整板34，纵向调整机构调整板34上设置有一纵向限位孔35；纵向滑杆33所在直线与纵向调整机构调整板34所在平面垂直。

纵向调整机构4包括纵向位移架41以及设置在纵向位移架41上的纵向位移调节杆42，参考图6和图7，纵向位移架41设置在纵向滑杆33上，且位于竖向位移架31的内部；纵向位移调节杆42穿过纵向限位孔35，并可在外力作用下沿纵向限位孔35前后移动，进而带动纵向位移架41在纵向位移调节杆42的作用下沿纵向滑杆33前后移动；纵向位移架41上还设置有横向调整机构通孔43，横向调整机构通孔43所在直线与纵向位移调节杆42所在直线垂直，且两者在同一水平面上；

结合图8和图9，所述横向调整机构5包括横向位移滑杆51、横向位移调节杆52以及横向位移调整板53；横向位移调整板53上设置有横向限位孔54，横向位移调节杆52穿过横向限位孔54与纵向位移架41相连，横向位移滑杆51一共设置两根，分别位于横向位移调节杆52的两侧，其一端设置在横向位移调整板53上，另一端穿过纵向位移架41上的横向调整机构通孔43与模型定位器2相连，且横向位移滑杆51可沿横向调整机构通孔43左右移动。

以上所述，竖向调整机构3通过竖向楔形滑块36安装在竖向滑杆11上，并可沿竖向滑杆11上下移动；纵向调整机构4通过纵向楔形滑块44安装在纵向滑杆33上，并可沿纵向滑杆33前后移动；且本实施例中所述的竖向限位孔14、横向限位孔54和纵向限位孔35均为螺纹通孔，竖向位移调节杆32、横向位移调节杆52和纵向位移调节杆42为螺杆，且与螺纹通孔相配合，横向位移调整板53在外部旋拧力的作用下相对横向位移调节杆52左右移动。从图4-图5可以看出，竖向位移调节杆32一端设置有方便调节的旋拧把321，另一端通过一球形铰接器37设置在竖向位移架31上，通过球节点与竖向位移架相连，与竖向限位孔14(螺纹通孔)相配合，可以通过旋拧把321转动竖向位移调节杆32来调整整个竖向调整机构3的上下位移，进而带动模型定位器2实现上下移动，结合图6-图9，纵向位移调节杆42和横向位移调节杆52与纵向位移架之间采用相同原理的结构设计，即纵向位移调节杆42和横向位移调节杆52分别通过其对应的球形铰接器(45、55)设置在纵向位移架41上。

参考图11和图12，所述球形铰接器(37、45、55)包括一铰接块371，铰接块上设置有一球形腔372，竖向位移调节杆32、纵向位移调节杆42和横向位移调节杆52的端部分别对应设置有与球形腔372适配的球形凸起373，并可在球形腔372内转动；通过各个方向上的位移调节杆的螺纹连接方式与球形铰接器的配合，对位移调节杆的旋拧实现各个方向的位移，结构设计巧妙。

参考图10，所述模型定位器2包括两个平行设置的定位板21，所述定位板21为高强度聚酯板，两个定位板21通过夹紧螺栓22相连，并可通过夹紧螺栓22调整两个定位板21之间的距离，以适应不同的模型；在两个定位板21上还设置有多个限位器23，以对试验模型进行固定；参考图13，限位器23包括与定位板21螺纹连接的调节螺杆231，调节螺杆一端设置有限位板232，另一端设置有调节把233；从图中可以看出，限位板232与调节螺杆231球形铰接，且在限位板232上设置有防滑橡胶层，以对模型起到限位和保护作用，通过多个限位器23的配合使用能够将不同外形的试验模型夹紧，当然，除了上述所述的模型定位器的结构，还可以采用其他的机构设计，只要能实现对试验模型的夹紧即可。

为了实现对试验模型的精确调整，重要的是，本实施例中，所述竖向位移调节杆32上还设置有可沿其移动的两个竖向限位块38，两个竖向限位块38分别设置在竖向调整机构调整板13的两侧；纵向位移调节杆42上还设置有可沿其移动的两个纵向限位块46，两个纵向限位块46分别设置在纵向调整机构调整板34的两侧；横向位移调节杆52上还设置有可沿其移动的两个横向限位块56，两个横向限位块56分别设置在横向位移调整板54的两侧，上述各个限位块采用限位螺母的形式，在调整之前首先转动对应移动方向上的限位块到达指定位置，然后将对应的位移调节杆调整到指定位置，防止加载位移量过多或多少，以保证一次性位移加载成功，避免反复调整；而且，竖向位移调节杆32、纵向位移调节杆42和横向位移调节杆52上还设有指示刻度及相应的指针，可以通过指示刻度或指针直接读取位移量，以实现对试验模型的精确调整。

本实施例通过将竖向调整机构3安装在固定支撑架1上，纵向调整机构4安装在竖向调整机构3上，而横向调整机构5安装在纵向调整机构4上，竖向、纵向、横向调整机构分层次配合、嵌套安装，竖向调整机构的上下运动可以带动纵向调整机构和横向调整机构一起上下运动，而且纵向调整机构可以单独的带动安装在其上的横向调整机构进行前后运动；横向调整机构既可以单独的进行左右横向运动，也可以在竖向、纵向调整机构的带动下发生上下、前后运动，故横向调整机构具有三个自由度运动的能力，通过旋转各个方向的位移调节杆实现对应调整机构的上下、前后或左右移动，进而带动模型定位器2实现在特定方向上的移动。

下面以对试验模型横向水平刚度位移加载进行详细说明：

首先，在水池中将试验模型摆放到所设计的位置上，布置好系泊系统。将本发明装置放入水池，调整模型定位器上的夹紧螺栓，将两块定位板的调整到合适的位置，然后通过竖向位移调节杆将竖向调整机构调整到合适的高度，使得模型恰好处于两块定位板中间，调整模型定位器上的小型限位器，通过多个小型限位器的相互配合夹紧模型，使模型和整个加载装置形成一个刚体；

对模型定位完毕后，为了测量模型的横向水平刚度，对模型施加横向的目标位移，首先调节横向位移调节杆上的限位块(即限位螺母)，使得限位螺母与横向调整机构一端的距离为所需目标位移，然后转动横向调节杆，逐渐调整模型的左右方向的位移，到达目标位移时横向调整机构会受到限位螺母的限制而停止位移，从而使得位移调整机构能精确的产生所需方向的位移，读取系泊缆上拉力传感器上的值，处理后得到所对应位移时的力，记录该位移和其所对应的力，然后对模型进行逐级加载位移，分别得到模型偏移不同位移时所对应的力，将记录的数据处理后，得到系泊系统的偏移-荷载曲线，即得到系统的水平刚度曲线。模型的纵向、竖向的水平刚度测量方式与此类似，在此不做赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，其特征在于，包括固定支撑架和模型定位器，模型定位器用以夹紧试验模型；固定支撑架上设置有用以对试验模型分别进行上下、前后和左右调整的竖向调整机构、纵向调整机构和横向调整机构；

所述固定支撑架为由竖向滑杆和横向支杆组成立体结构,且在固定支撑架的上方还设置有一竖向调整机构调整板，竖向调整机构调整板上设置有一竖向限位孔；

所述竖向调整机构包括竖向位移架以及设置在竖向位移架上的竖向位移调节杆，竖向位移架设置在竖向滑杆上，且位于固定支撑架的内部；竖向位移调节杆穿过竖向限位孔，并可在外力作用下沿竖向限位孔上下移动，进而带动竖向位移架沿着竖向滑杆上下移动；竖向位移架上还设置有纵向滑杆以及纵向调整机构调整板，纵向调整机构调整板上设置有一纵向限位孔；

所述纵向调整机构包括纵向位移架以及设置在纵向位移架上的纵向位移调节杆，纵向位移架设置在纵向滑杆上，且位于竖向位移架的内部；纵向位移调节杆穿过纵向限位孔，并可在外力作用下沿纵向限位孔前后移动，进而带动纵向位移架沿着纵向滑杆前后移动；纵向位移架上还设置有横向调整机构通孔；

所述横向调整机构包括横向位移滑杆、横向位移调节杆以及横向位移调整板；横向位移调整板上设置有横向限位孔，横向位移调节杆穿过横向限位孔与纵向位移架相连，横向位移调整板在外力作用下沿横向位移调节杆左右移动；横向位移滑杆一端设置在横向位移调整板上，另一端穿过纵向位移架上的横向调整机构通孔与模型定位器相连，且横向位移滑杆可沿横向调整机构通孔左右移动。

2.根据权利要求1所述的系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，其特征在于：所述模型定位器包括两个平行设置的定位板，两个定位板通过夹紧螺栓相连，并可通过夹紧螺栓调整两个定位板之间的距离；且在两个定位板上还设置有多个对试验模型进行固定的限位器。

3.根据权利要求2所述的系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，其特征在于：所述限位器包括与定位板螺纹连接的调节螺杆，调节螺杆一端设置有限位板，另一端设置有调节把；限位板与调节螺杆球形铰接，且在限位板上设置有防滑橡胶层。

4.根据权利要求1或3所述的系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，其特征在于：所述竖向限位孔、横向限位孔和纵向限位孔均为螺纹通孔，竖向位移调节杆、横向位移调节杆和纵向位移调节杆为螺杆，且与螺纹通孔相配合。

5.根据权利要求4所述的系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，其特征在于：所述竖向位移调节杆一端设置有旋拧把，另一端通过一球形铰接器设置在竖向位移架上，且纵向位移调节杆和横向位移调节杆采用相同结构的球形铰接器分别设置在纵向位移架上。

6.根据权利要求5所述的系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，其特征在于：所述球形铰接器包括一铰接块，铰接块上设置有一球形腔；竖向位移调节杆、纵向位移调节杆和横向位移调节杆的端部设置有与球形腔适配的球形凸起，球形凸起可在球形腔内转动。

7.根据权利要求3或6所述的系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，其特征在于：所述竖向位移调节杆上还设置有可沿其移动的两个竖向限位块，两个竖向限位块分别设置在竖向调整机构调整板的两侧；纵向位移调节杆上还设置有可沿其移动的两个纵向限位块，两个纵向限位块分别设置在纵向调整机构调整板的两侧；横向位移调节杆上还设置有可沿其移动的两个横向限位块，两个横向限位块分别设置在横向位移调整板的两侧。

8.根据权利要求7所述的系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，其特征在于：所述的竖向调整机构通过竖向楔形滑块安装在竖向滑杆上，并可沿竖向滑杆上下移动；纵向调整机构通过纵向楔形滑块安装在纵向滑杆上，并可沿纵向滑杆前后移动。

9.根据权利要求7所述的系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，其特征在于：所述竖向位移调节杆、纵向位移调节杆和横向位移调节杆上还设有指示刻度及相应的指针。

10.根据权利要求7所述的系泊系统水平刚度试验多向分级加载装置，其特征在于：所述固定支撑架的底端对称设置有平衡杆。