CN108645581B - 一种动刚度测试实验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动刚度测试实验设备，属于动刚度测试设备技术领域。其包括：导轨、与导轨配合的移动模块以及设置于移动模块上的升降机构；移动模块包括与导轨配合的滑块以及设置于滑块顶部且与滑块连接的安装板；升降机构包括套筒组件和支撑平台，其中，套筒组件包括外套筒以及设置在外套筒内的内套筒，外套筒的底部与安装板固定连接，外套筒的侧壁上开设有定位孔，定位孔内设有与之配合的插销，内套筒的底部保持在外套筒内，内套筒的顶部与支撑平台连接。本发明制作简单方便，通用性强，能够根据混凝土梁的高度和宽度自行调整导轨位置及支撑平台的高度；整体结构采用装配式，方便储存，不需要占用较大空间，节省占地面积。

Description

一种动刚度测试实验设备

技术领域

本发明涉及动刚度测试设备技术领域，具体涉及一种动刚度测试实验设备，主要用于混凝土梁动刚度的测试。

背景技术

当前混凝土梁动刚度测试一般通过四点加载的方法进行测试，该方法通过改变加载点的位置来检测梁承受的最大弯曲荷载，其不需要通过增加或者减小载荷来控制，十分方便，因而被广泛应用。然而，现有的利用四点加载法检测的动刚度测试设备在载重以及加载梁较重的情况下进行检测时，频繁的通过桁车起吊载重以及加载梁耗时长、步骤多，而且加载梁定位不方便、不精确，易产生较大误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动刚度测试实验设备，以解决现有动刚度测试设备针对加载梁较重时起吊载重耗时长、步骤多、定位不便的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种动刚度测试实验设备，包括：导轨、与导轨配合的移动模块以及设置于移动模块上的升降机构；移动模块包括与导轨配合的滑块以及设置于滑块顶部且与滑块连接的安装板；升降机构包括套筒组件和支撑平台，其中，套筒组件包括外套筒以及设置在外套筒内的内套筒，外套筒的底部与安装板固定连接，外套筒的侧壁上开设有定位孔，定位孔内设有与之配合的插销，以将与外套筒发生相对位移后的内套筒定位固定，内套筒的底部保持在外套筒内，内套筒的顶部与支撑平台连接。

本发明通过导轨、移动模块以及升降机构的配合将现有测试设备的起吊方式转化成移动方式，通过升降机构来锁定或者解除加载梁对混凝土梁载重的施加，并通过移动模块与导轨之间的配合将连接有升降机构的移动模块沿导轨移动，从而实现对混凝土梁在不同位置的定点测试。本发明的实验设备在导轨与移动模块的配合下，不需要对加载梁进行反复的起吊，直接通过滑动就可以实现对混凝土梁不同位置的测试，操作方便、简单、耗时少，并且由于加载梁在移动模块的作用下沿导轨移动，能够方便定位至混凝土梁的任意位置。

具体地，根据混凝土梁的加载点，将移动模块沿导轨滑动至相应位置，然后根据待加载混凝土梁的高度以及安装混凝土梁的支座的高度来调节升降机构外套筒和内套筒之间的相对位移，并将插销插入外套筒的定位孔内以将内套筒定位固定，利用吊车将加载梁安置在支撑平台上，使支撑平台上的加载梁与混凝土梁接触，然后对加载梁施加载荷进行动刚度试验；测试完毕后，再次调节外套筒和内套筒的相对位移，将支撑平台升高，使加载梁与混凝土梁分离，然后再通过移动模块将载有加载梁的升降机构移动至新的位置点进行测试，再次重复前述过程，如此完成所有位置点的测试。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述内套筒包括第一筒体、设置在第一筒体内的第二筒体以及设置在第二筒体内且与支撑平台连接的中心轴；第一筒体设置在外套筒内且与外套筒配合，第二筒体和第一筒体通过螺纹连接，第二筒体内安装有轴承，第二筒体通过轴承与中心轴旋转连接。

为了进一步精确控制整个升降机构的升降，本发明对内套筒做了进一步改进。本发明的内套筒包括由外至内依次套接的第一筒体、第二筒体和中心轴，第一筒体设置在外套筒内，通过插销实现固定连接，第二筒体与第一筒体之间为螺纹连接，通过旋转第二筒体对整个内套筒的高度进行连续调节，进而连续调节整个套筒组件的高度，使调节更加精确。此外，为了避免旋转第二筒体时而导致支撑平台转动，本发明在第二筒体和连接支撑平台的中心轴之间设置轴承，使得在旋转第二筒体的同时仍然保证支撑平台固定不动。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第二筒体的外侧壁设有调节第二筒体相对第一筒体旋转的扳手。

本发明在第二筒体的外侧壁设有扳手，其目的是方便调节，通过扳手旋转第二筒体，操作起来更加方便、省力。该扳手优选为杆体结构。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述外套筒的底部设有固定板，固定板与安装板可拆卸连接。

固定板与安装板之间的可拆卸连接优选为螺栓连接，当然还可以是其他可拆卸连接方式，例如卡接，或者卡接与螺栓/螺纹连接的结合。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述支撑平台包括支撑板以及与支撑板可拆卸连接的安装座，支撑板的底部与内套筒固定连接，支撑板的顶部间隔设置有安装座。

同样地，本发明的支撑板与安装座之间的可拆卸连接也优选为螺栓连接，当然还可以是其他可拆卸连接方式，例如卡接，或者卡接与螺栓/螺纹连接的结合。同时，支撑板优选为钢板，安装座的横截面呈L形，优选为角钢。两个角钢间隔设置在安装板上，两者之间的距离与加载梁的宽度相匹配。本发明用角钢作为安装座，其目的是在防止加载梁在移动过程中滑出支撑平台，起到保护的作用。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述滑块为滚轮，滚轮间隔设置在安装板的底部，并且滚轮安装在与安装板底部连接的连接板上。

通过滚轮与导轨之间的配合，实现移动模块与导轨之间的相对位移。本发明的滑块与导轨之间的连接方式包括但不仅限于通过滚轮实现的滚动连接方式，可还以是滑动连接，可以将滑块理解为沿导轨滑动的块体，摩擦阻力由滚动摩擦转变为滑动摩擦。本发明优选滑块为滚轮，其运动过程中，摩擦阻力小，能耗少。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述导轨包括与滑块配合的滑槽以及设置于滑槽两端的堵头，其中，滑槽内还设有重物挡块。

本发明的滑槽优选为矩形滑槽，其尺寸大小与滑块相配合，并且其延伸方向与导轨的延伸方向一致。滑槽两端分别设置有堵头，其作用在于避免移动模块滑出导轨。为了限制导轨自身位移，本发明在滑槽内还设有重物挡块，其可以是铸铁重物制成，也可以是其他密度较大的材料；此外重物挡块还能够限定滑块的位置，进而对整个移动模块进行限位固定。

需要说明的是，本发明的重物挡块是指具有一定重量并且具有止挡作用的块体结构，一方面通过自身重量来限制导轨移动，确保导轨在移动模块运动过程中位置固定，另一方面，由于其设置在滑槽内，有助于滑块定位，尤其是当滑块为滚轮时，防止滑块移动。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述导轨上还设有刻度尺。

本发明在导轨上设置刻度尺，便于移动模块在运动时通过刻度尺的读数来实现准确、快速定位。本发明的刻度尺优选为毫米刻度尺，从而实现精确定位。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述导轨为多段导轨依次拼接而成，相邻两段导轨通过螺栓连接。

本发明的导轨为多段式结构，每段导轨通过螺栓连接，安装、拆卸方便，并且保存时不会占用太多空间。此外，本发明的导轨优选为铝合金材质。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述动刚度测试实验设备还包括加载梁，加载梁设置于支撑平台上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述定位孔的数量为多个，并且沿外套筒的延伸方向(高度方向)成对地分布在外套筒的两侧。

定位孔数量为多个，与之对应的，有多个插销进行配合，防止插销数量过少而在试验过程中被剪断。上下相邻两个定位孔之间的距离以及定位孔数量，根据实际情况进行调整。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过导轨、移动模块和升降机构的配合，能够快速高效地进行动刚度的测试，不用反复通过桁车吊装加载梁，节省试验时间、操作方便。

本发明制作简单方便，通用性强，能够根据混凝土梁的高度和宽度自行调整导轨位置及支撑平台的高度；整体结构采用装配式，方便储存，不需要占用较大空间，节省占地面积。

附图说明

图1为本发明实施例的动刚度测试实验设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的动刚度测试实验设备的导轨的局部结构示意图；

图3为本发明实施例的动刚度测试实验设备的移动模块的结构示意图；

图4为本发明实施例的动刚度测试实验设备的套筒组件的结构示意图；

图5为本发明实施例的动刚度测试实验设备的第二筒体的部分结构示意图；

图6为本发明实施例的动刚度测试实验设备的第二筒体的部分结构示意图；

图7为本发明实施例的动刚度测试实验设备的支撑平台的结构示意图。

图中：100-动刚度测试实验设备；10-导轨；101-滑槽；102-堵头；103-重物挡块；20-移动模块；201-滑块；202-安装板；203-连接板；30-升降机构；301-套筒组件；302-支撑平台；311-外套筒；312-内套筒；313-固定板；314-定位孔；315-插销；316-第一筒体；317-第二筒体；318-中心轴；319-螺纹；320-轴承；321-扳手；322-支撑板；323-安装座；40-加载梁；50-混凝土梁。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

请参照图1，本发明实施例的动刚度测试实验设备100包括：导轨10、移动模块20、升降机构30和加载梁40。移动模块20设置在导轨10上并且与导轨10配合。移动模块20上设有升降机构30，升降机构30随移动模块20的移动而移动。加载梁40设置于升降机构30上，用于对待测的混凝土梁50施加载荷。如图1所示，本发明的动刚度测试实验设备100包括两个导轨10，每个导轨10上均设有移动模块20和升降机构30，并且彼此相对，加载梁40的两端分别搁置在升降机构30上，加载梁40下方放置有待检测的混凝土梁50，混凝土梁50位于两个导轨10之间，其延伸方向与导轨10的延伸方向相同。

请参照图1和图2，导轨10为多段导轨10依次拼接而成，相邻两段导轨10通过螺栓连接。优选地，导轨10为铝合金支座，50cm为一节段，利用连接件螺栓连接拼装而成，方便安装拆卸以及导轨10的保存。导轨10截面采用双轴矩形导轨10。导轨10包括滑槽101以及设置于滑槽101两端的堵头102，防止移动模块20滑出导轨10。在本实施例中，滑槽101为两个。滑槽101内还设有重物挡块103，用于限制导轨10自身位移以及固定移动模块20的位置。导轨10上还设有刻度尺(图未示)，实现移动模块20的准确快速定位。

请参照图3，移动模块20包括与导轨10配合的滑块201以及设置于滑块201顶部且与滑块201连接的安装板202。滑块201与到导轨10的滑槽101配合。在图3所展示的实施例中，滑块201为滚轮。该滚轮优选为双轴滚轮，在本实施例中数量优选为四个，安装板202的四角个安装一个，在滑动过程中受力均匀，整个移动模块20结构稳固。两侧的滚轮分别保持在两个滑槽101内。滚轮间隔设置在安装板202的底部，并且滚轮安装在与安装板202底部连接的连接板203上。

请参照图1和图4，升降机构30包括套筒组件301和支撑平台302。

请参照图4，套筒组件301包括外套筒311以及设置在外套筒311内的内套筒312。外套筒311的底部与安装板202固定连接。外套筒311的底部设有固定板313，固定板313与外套筒311通过焊接固定。在本实施例中，固定板313与安装板202通过螺栓实现可拆卸连接。外套筒311的侧壁上开设有定位孔314，定位孔314内设有与之配合的插销315，以将与外套筒311发生相对位移后的内套筒312定位固定。定位孔314的数量为多个，并且沿外套筒311的延伸方向(高度方向)成对地分布在外套筒311的两侧。

请参照图4，内套筒312的底部保持在外套筒311内，内套筒312的顶部与支撑平台302连接。内套筒312包括第一筒体316、设置在第一筒体316内的第二筒体317以及设置在第二筒体317内且与支撑平台302连接的中心轴318。第一筒体316设置在外套筒311内且与外套筒311配合。第二筒体317和第一筒体316通过螺纹319连接，以实现第一筒体316与第二筒体317之间的相对旋转。内套筒312和外套筒311如果仅采用插销315连接固定，只能控制粗略控制加载高度，且控制高度不连续，在本发明优选的实施例中，内套筒312通过第一筒体316和第二筒体317之间的螺纹319连接可以使得控制高度连续，并且缓慢降低加载梁40高度时不会对梁产生冲击荷载。如图5所示，第二筒体317内安装有轴承320，第二筒体317通过轴承320与中心轴318旋转连接。优选地，轴承320为滚柱轴承320。如图6所示，第二筒体317的外侧壁设有调节第二筒体317相对第一筒体316旋转的扳手321。通过扳手321的顺、逆时针旋转可以实现对高度的精确调整。并且，第二筒体317内还设有支撑面，一方面用于安装轴承320，另一方面承受中心轴318以及支撑平台302的自重。

请参照图7，支撑平台302包括支撑板322以及与支撑板322可拆卸连接的安装座323。支撑板322的底部与内套筒312固定连接，支撑板322的顶部间隔设置有安装座323。本发明的支撑板322与安装座323之间的可拆卸连接也优选为螺栓连接，当然还可以是其他可拆卸连接方式，例如卡接，或者卡接与螺栓/螺纹连接的结合。同时，支撑板322优选为钢板，安装座323的横截面呈L形，优选为角钢。两个角钢间隔设置在安装板202上，两者之间的距离与加载梁40的宽度相匹配。本发明用角钢作为安装座323，其目的是在防止加载梁40在移动过程中滑出支撑平台302，起到保护的作用。

下面对本发明的工作过程进行说明。

如图1所示，将待检测的混凝土梁50放置在两个导轨10之间，两个导轨10以及混凝土梁50相互平行。进行加载实验前，应根据支座及混凝土梁50的高度来粗略估计插销315的位置，利用桁车将加载梁40吊装安置在支撑平台302上，通过旋转扳手321来微调加载梁40的高度，使得加载梁40缓慢下降至加载梁40重量完全由混凝土梁50承受，而支撑平台302不受力。再通过桁车吊装载荷至加载梁40上，开始加载。

加载过程中，利用桁车起吊载荷，逆时针旋转扳手321使得加载梁40脱离混凝土梁50表面，同时移动混凝土梁50两侧移动模块20至新的加载点，顺时针旋转扳手321卸下加载梁40，桁车吊装载荷至加载梁40继续加载；重复以上步骤即可完成不同最大载荷情况下的动刚度测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种动刚度测试实验设备，其特征在于，包括：导轨、与所述导轨配合的移动模块以及设置于所述移动模块上的升降机构；

所述移动模块包括与所述导轨配合的滑块以及设置于所述滑块顶部且与所述滑块连接的安装板；

所述升降机构包括套筒组件和支撑平台，其中，所述套筒组件包括外套筒以及设置在所述外套筒内的内套筒，所述外套筒的底部与所述安装板固定连接，所述外套筒的侧壁上开设有定位孔，所述定位孔内设有与之配合的插销，以将与所述外套筒发生相对位移后的所述内套筒定位固定，所述内套筒的底部保持在所述外套筒内，所述内套筒的顶部与所述支撑平台连接；

所述内套筒包括第一筒体、设置在所述第一筒体内的第二筒体以及设置在所述第二筒体内且与所述支撑平台连接的中心轴；所述第一筒体设置在所述外套筒内且与所述外套筒配合，所述第二筒体和所述第一筒体通过螺纹连接，所述第二筒体内安装有轴承，所述第二筒体通过所述轴承与所述中心轴旋转连接，所述第二筒体的外侧壁设有调节第二筒体相对第一筒体旋转的扳手；

所述动刚度测试实验设备还包括加载梁，所述加载梁设置于所述支撑平台上，通过旋转扳手来微调加载梁的高度，使得加载梁缓慢下降至加载梁重量完全由混凝土梁承受，而支撑平台不受力。

2.根据权利要求1所述的动刚度测试实验设备，其特征在于，所述外套筒的底部设有固定板，所述固定板与所述安装板可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的动刚度测试实验设备，其特征在于，所述支撑平台包括支撑板以及与所述支撑板可拆卸连接的安装座，所述支撑板的底部与所述内套筒固定连接，所述支撑板的顶部间隔设置有所述安装座。

4.根据权利要求1-3任一项所述的动刚度测试实验设备，其特征在于，所述滑块为滚轮，所述滚轮间隔设置在所述安装板的底部，并且所述滚轮安装在与所述安装板底部连接的连接板上。

5.根据权利要求4所述的动刚度测试实验设备，其特征在于，所述导轨包括与所述滑块配合的滑槽以及设置于所述滑槽两端的堵头，其中，所述滑槽内还设有重物挡块。

6.根据权利要求5所述的动刚度测试实验设备，其特征在于，所述导轨上还设有刻度尺。

7.根据权利要求6所述的动刚度测试实验设备，其特征在于，所述导轨为多段导轨依次拼接而成，相邻两段导轨通过螺栓连接。

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