CN108411923A - 一种台阵地震模拟振动台保护装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种台阵地震模拟振动台保护装置及其施工方法，包括横跨于震动台基坑两端分别与震动台基坑两侧固定连接的地梁，所述地梁至少设置有两根，相邻两根地梁之间具有多根纵梁，所述纵梁两端与地梁固定连接，所述纵梁上表面固定连接有盖板，本发明结构设计简单合理，安装工艺便捷，造价低，灵活性强和密封性好等，还可依据振动台的尺寸及位置的变化而灵活变动，其不仅可起到防尘的作用，还能够有效防止试验模型的破坏倒塌而落入振动台基坑内，影响振动台的使用性能。同时，试验人员能够在本发明装置上行走，以方便试验人员在模型上布置传感器，也有利于对试验现象的观测。

Description

一种台阵地震模拟振动台保护装置及其施工方法

技术领域

本发明专利涉及结构工程、桥梁工程等结构试验技术领域，尤其是涉及一种台阵地震模拟振动台的工作平台和保护装置。

背景技术

地球上每年约发生500多万次的地震，即每天要发生上万次。为了预测结构物的抗震能力，即需要进行地震模拟振动台试验，而地震模拟振动台可以真实的再现地震对结构作用的全过程。如今，在国内外的许多高校及科研院所都建有地震模拟振动台，其建造的数量正在不断的增加。其中，对于地震模拟振动台需要安置在一个特殊处理的大基坑内，而对于台阵地震模拟振动台而言，每个台阵之间的距离可以依据结构模型的需要而发生变化，由于台子是可以移动的，即所需的基坑往往比振动台的台子本身尺寸要大的多。

众所周知，对于地震模拟振动台试验往往伴随着结构物的破坏和倒塌而停止。防止结构物的倒塌砸坏振动台，在结构物的周边搭建有脚手架，由于脚手架钢管之间的空隙较大，这将造成损坏的部分构件将掉入基坑内，同时，在强大冲击力的作用下，脚手架难免也会出现倒塌，对振动台的作动器及附属设施造成损坏。长期暴露在外的振动台作动器及附属设施容易受到灰尘的侵入，对于高精度的仪器和设备会造成一定的影响。在试验准备阶段需要对试验模型进行传感器的布置，同时，在试验结束时还需要对试验现象进行观测。所以需要在振动台的三个台子之间及台子与基坑边缘之间的空余部分覆盖一层工作平台和保护结构。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的地震模拟振动台倒塌容易砸坏震动台且容易受到灰尘的侵入振动台作动器容易受到影响。

本发明的具体实施方案是：一种台阵地震模拟振动台的工作平台和保护装置，包括横跨于震动台基坑两端分别与震动台基坑两侧固定连接的地梁，所述地梁至少设置有两根，相邻两根地梁之间具有多根纵梁，所述纵梁两端与地梁固定连接，所述纵梁上表面固定连接有盖板。

进一步的，相邻纵梁之间还固定连接有横梁，所述盖板与横梁螺栓连接。

进一步的，地梁与纵梁为H型钢，所述纵梁的下部翼缘板与地梁的上部翼缘板具有相互配合的螺栓孔，所述纵梁的上部翼缘板与盖板具有相互配合的固定孔，所述纵梁与地梁、纵梁与盖板均通过螺栓固定连接。

进一步的，所述纵梁为H型钢，横梁为H型钢材，所述横梁的上部翼缘板与纵梁的上部翼缘板高度平齐，横梁两端伸入纵梁的上部翼缘板及下部翼缘板之间，所述横梁朝向纵梁的端部具有以供纵梁的上部翼缘板插入的缺槽。

进一步的，所述缺槽处扣有L状的L型钢板，所述横梁与L型钢板固定连接连接，所述L型钢板高度腹板的高度相同，L型钢板上表面与纵梁的上部翼缘板下表面相贴合，L型钢板下端面抵顶于纵梁的下部翼缘板上表面。

进一步的，所述盖板与纵梁螺纹连接。

进一步的，所述地梁的翼缘板与基坑边缘通过螺栓固定，所述地梁的长度依两端延伸出基坑1~2m。

本发明还包括一种建造如上所述的台阵地震模拟振动台保护装置的施工方法，具体施工步骤包括：

（1）首先进行地梁的定位和安装；

（2）接着进行纵梁与横梁的安装，纵梁与横梁的安装位置依据所要保护的振动台台身位置而定；

（3）将盖板固定于纵梁与横梁的上表面。

进一步的，所述地梁是固定于基坑Y轴方向的两侧边缘处。所述地梁的翼缘板与基坑边缘通过螺栓固定，所述地梁的长度比基坑两边长度各长1m，所述螺栓孔的直径是螺栓直径的1.2倍，以防止拼装误差而引起螺栓无法进入螺栓开孔位置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构设计简单合理，安装工艺便捷，造价低，灵活性强和密封性好等，本发明装置还可依据振动台的尺寸及位置的变化而灵活变动，其不仅可起到防尘的作用，还能够有效防止试验模型的破坏倒塌而落入振动台基坑内，影响振动台的使用性能。同时，试验人员能够在本发明装置上行走，以方便试验人员在模型上布置传感器，也有利于对试验现象的观测。因此，本发明装置在高校及科研院所等相关领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例的整体示意图

图2为地梁、纵梁、横梁组合示意图

图3为盖板、纵梁、地梁搭接示意图

图4为盖板、横梁、纵梁搭接示意图

图5为横梁与L型钢板配合纵断面图

图6为横梁与L型钢板配合横断面图

图7为盖板俯视图

其中：1-地梁，2-纵梁，3-横梁，4-盖板，5-振动台台身，6-地梁下部翼缘板螺栓孔，7-纵梁下部翼缘板螺栓孔，8-盖板螺栓孔，9-L型钢板，31-缺槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1~7所示，一种台阵地震模拟振动台的工作平台和保护装置，包含地梁1、纵梁2、横梁3、盖板4，所述地梁1固定于振动台基坑的两侧边上，所述纵梁2固定于地梁1之上，所述横梁3与纵梁2搭接，所述盖板4放置于横梁3与纵梁2之上。工作平台围绕于振动台台身5周侧。

在本发明实施例中，所述地梁1、纵梁2、横梁3均是采用强度为Q235的H型钢，所述地梁1的横截面尺寸大于纵梁2的，纵梁2的横截面尺寸大于横梁3，H型钢结构与现有产品结构相同即包括平行设置的上部翼缘板、下部翼缘板，上部翼缘板与下部翼缘板之间固定连接的腹板，腹板与上部翼缘板与下部翼缘板垂直。

本实施例中，所述地梁1的横截面尺寸为200*200*10*10，所述纵梁2的横截面尺寸为150*150*10*10，所述横梁3的截面尺寸为100*100*5*5，当然地梁1、纵梁2和横梁3的截面尺寸并不仅局限于此，可根据实际应用的需要调整。

在本发明实施例中，所述基坑的大小依据振动台的规模而定，为方便对本装置进行说明，所述基坑长边方向设置为Y轴， 所述基坑的短边方向设置为X轴。

在本发明实施例中，所述地梁1是固定于基坑Y轴方向的两侧边缘处。所述地梁的翼缘板与基坑边缘通过螺栓固定，所述地梁1的长度依据基坑Y轴方向的长度而定，所述地梁1的长度一般比基坑两边长度各长1m，所述地梁1主要是起承载力以及相当于路缘石的作用，所述地梁1的下翼缘板及上翼缘板均有螺栓开孔，主要是为了方便与基坑边缘以及纵梁2之间的连接。

在本发明实施例中，所述纵梁2通过螺栓固定于地梁之上，所述纵梁1以1m的间隔分布，其分布间距主要是依据盖板4的尺寸而定，所述纵梁2长度依据振动台基坑X轴方向的宽度而定，所述纵梁2的下部翼缘板与地梁1接触面有螺栓孔，为了便于纵梁2与地梁1之间精确连接，所述纵梁2的下部翼缘板开孔位置与地梁1的上部翼缘板螺栓孔的开孔位置相对应。所述纵梁2在上部翼缘板处也有固定孔，所述固定孔的位置依据盖板4开孔的位置而定。

盖板4与纵梁2通过贯穿固定孔的螺栓固定连接。

在本发明实施例中，所述横梁3沿Y轴方向与纵梁2进行连接，所述横梁3嵌固于纵梁2腹板内，所述横梁3与纵梁2之间并不采用螺栓连接，所述横梁3的上部翼缘板高度与纵梁2的上部翼缘板高度保持同高，其主要是为了盖板4在纵梁2与横梁3的交界处保持在同一水平面上，所述横梁3与纵梁2之间的嵌固方式采用以下方式。

在本发明实施例中，所述横梁3在两端进行切割处理形成缺槽31。

制造时，横梁3在朝向纵梁2的两端上部翼缘板处切割长度为纵梁2的翼缘板一半的宽度，所述横梁3在两端的切割深度为纵梁的翼缘板的厚度加L型钢板9的厚度，所述切割完成后的横梁3的两端焊接上L型钢板9；

本实施例中，所述L型钢板采用的强度为Q235，所述L型钢板9的高度与纵梁2腹板的高度同高，即L型钢板上表面与纵梁的上部翼缘板下表面相贴合，L型钢板下端面抵顶于纵梁的下部翼缘板上表面，所述L型钢板9的长度与纵梁2翼缘板的宽度一致，所述L型钢板9的宽度一般取值为20cm~30cm，厚度一般取值为0.5cm~1.5cm。所述L型钢板9主要起到固定横梁3的作用，且让横梁3的上翼缘板与纵梁2的上翼缘板保持在同一高度。

采用上述结构不仅能够保证纵梁与横梁3的固定，另外还可以易于调节横梁3的位置。

在本发明实施例中，所述盖板4是通过螺栓固定于纵梁2与横梁3上，所述盖板4是采用强度为Q235的钢材，所述盖板4的尺寸为1m*1m，厚度为1~1.5cm，所述盖板4的两侧边有螺栓开孔，所述盖板4螺栓开孔的位置必须与纵梁2和横梁3上翼缘板的螺栓开孔位置相对应。

在本发明实施例中，所述螺栓的直径为1.5cm~2cm，所述螺栓开孔的直径是螺栓直径的1.2倍，主要是为了防止拼装误差而引起螺栓无法进入螺栓开孔位置的问题。

在本发明实施例中，所述地梁1、纵梁2、横梁3、盖板4的承载力并无特殊要求，除了满足承受自重的要求以外，还需要承受人群荷载以及一定冲击荷载的作用。

在本发明实施例中，一种台阵地震模拟振动台的工作平台和保护装置，包括上述任意一项所述的台阵地震模拟振动台工作平台和保护装置，包含以下步骤：

（1）首先进行地梁1的定位和安装；

（2）接着进行纵梁2与横梁3的安装，纵梁2与横梁3的安装位置依据所要保护的振动台台身5位置而定；

（3）最后进行盖板4的固定。

在本发明实施例中，本发明装置起到了保护振动台设施的效果，解决了因结构物的倒塌对振动台产生的损坏以及灰尘的侵入对振动台性能的影响。本发明具有结构设计简单合理，安装工艺便捷，造价低，灵活性强和密封性好，本发明装置还可依据振动台的尺寸及位置的变化而灵活变动。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，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对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种台阵地震模拟振动台保护装置，其特征在于：包括横跨于震动台基坑两端分别与震动台基坑两侧固定连接的地梁，所述地梁至少设置有两根，相邻两根地梁之间具有多根纵梁，所述纵梁两端与地梁固定连接，所述纵梁上表面固定连接有盖板。

2.据权利要求1所述的一种台阵地震模拟振动台保护装置，其特征在于：相邻纵梁之间还固定连接有横梁，所述盖板与横梁螺栓连接。

3.据权利要求1或2所述的一种台阵地震模拟振动台保护装置，其特征在于：地梁与纵梁为H型钢，所述纵梁的下部翼缘板与地梁的上部翼缘板具有相互配合的螺栓孔，所述纵梁的上部翼缘板与盖板具有相互配合的固定孔，所述纵梁与地梁、纵梁与盖板均通过螺栓固定连接。

4.据权利要求2所述的一种台阵地震模拟振动台保护装置，其特征在于：所述纵梁为H型钢，横梁为H型钢材，所述横梁的上部翼缘板与纵梁的上部翼缘板高度平齐，横梁两端伸入纵梁的上部翼缘板及下部翼缘板之间，所述横梁朝向纵梁的端部具有以供纵梁的上部翼缘板插入的缺槽。

5.据权利要求2所述的一种台阵地震模拟振动台保护装置，其特征在于：所述缺槽处扣有L状的L型钢板，所述横梁与L型钢板固定连接连接，所述L型钢板高度腹板的高度相同，L型钢板上表面与纵梁的上部翼缘板下表面相贴合，L型钢板下端面抵顶于纵梁的下部翼缘板上表面。

6.根据权利要求1所述的一种台阵地震模拟振动台保护装置，其特征在于：所述盖板与纵梁螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种台阵地震模拟振动台保护装置，其特征在于：所述地梁的翼缘板与基坑边缘通过螺栓固定，所述地梁的长度依两端延伸出基坑1~2m。

8.一种建造如权利要求4或5所述的台阵地震模拟振动台保护装置的施工方法，其特征在于，具体施工步骤包括：

（1）首先进行地梁的定位和安装；

（2）接着进行纵梁与横梁的安装，纵梁与横梁的安装位置依据所要保护的振动台台身位置而定；

（3）将盖板固定于纵梁与横梁的上表面。

9.根据权利要求8所述的一种建造台阵地震模拟振动台保护装置的施工方法，其特征在于，所述地梁是固定于基坑Y轴方向的两侧边缘处,所述地梁的翼缘板与基坑边缘通过螺栓固定，所述地梁的长度比基坑两边长度各长1m，所述螺栓孔的直径是螺栓直径的1.2倍，以防止拼装误差而引起螺栓无法进入螺栓开孔位置。