CN110940475A - 一种适用于振动台试验的保护支架及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于振动台试验的保护支架，用于保护置于槽道内的振动台(5)，包括2根纵梁(1)、2根横梁以及至少2根挑臂(4)，所述的横梁包括2根主横梁(2)和2根副横梁(3)，所述的2根纵梁(1)沿跨槽方向对称放置在槽道两侧的地面上且位于振动台(5)的两侧，所述的2根主横梁(2)沿顺槽方向设置于振动台(5)的两侧且每根主横梁(2)的两端与2根纵梁(1)固定连接，所述的2根副横梁(3)分别与2根主横梁(2)面向槽道的一侧并排固定连接，所述的2根挑臂(4)分别与2根纵梁(1)面向振动台(5)的一侧并排固定连接，所述的保护支架上设置有盖板。与现有技术相比，本发明具有安全性高、灵活性好等优点。

Description

一种适用于振动台试验的保护支架及安装方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其是涉及一种适用于振动台试验的保护支架及安装方法。

背景技术

振动台试验可通过振动台台面对试验构件输入地面运动，来获得构件在地震作用下的动力响应，是获得结构地震作用下动力响应的一种有效办法。多点振动台地震模拟系统是由槽道及槽道内的多个振动台组成，当多个振动台位于一条槽道内时多个振动台构成一大型线状振动台组，多个振动台也可分布在两条不在同一直线的槽道内，这样两条槽道内的振动台共同组成了多边形振动台组，该多边形振动台组作为一个大型振动台使用。该多点振动台地震模拟系统可以应用于桥梁工程、建筑及空间结构、地下工程、生命线工程和防灾减灾工程等领域，为广泛土木工程学科领域提供一个振动和地震模拟实验平台。

由于振动台设计的振动位移较大且作动器直接支撑在槽道侧面墙壁上，导致振动台与槽道边缘较远，在进行振动试验时存在以下两个问题：

一是不利于架设简单支撑的脚手架结构进行传感器安装，如果传感器支架安装在台面上，由于底部振动，支架顶部容易发生较大的自振从而影响量测结果；

二是由于振动台与槽道之间的间隙很大，杂物很容易掉进间隙从而影响试验，甚至导致安全事故和振动台损坏。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于振动台试验的保护支架及安装方法，提升多点振动台组的试验能力和量测水平，提高试验安全性和实验室的服务水平，具有安全性好和灵活性高等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于振动台试验的保护支架，该保护支架为桁架结构，用于保护置于槽道内的振动台，包括2根纵梁、4根横梁和至少2根挑臂，所述的4根横梁包括2根主横梁和2根副横梁，所述的2根纵梁沿跨槽方向对称放置在槽道两侧的地面上且位于振动台的两侧，所述的2根主横梁沿顺槽方向设置于振动台的两侧且每根主横梁的两端与2根纵梁固定连接，所述的2根副横梁分别并排设置于2根主横梁面向槽道的一侧并与对应的主横梁固定连接，所述的2根挑臂分别并排设置于2根纵梁面向振动台的一侧并与对应的纵梁固定连接，保护支架为钢制桁架结构，纵梁为保护支架的主体受力组件，横梁及挑臂将所承受荷载传递给纵梁；

所述的保护支架上设置有用于封盖保护支架的桁架之间缝隙的盖板，未进行振动台试验时可在振动台上临时设置支座支撑横梁，试验人员可登上盖板上行走和进行试验操作，同时可在盖板上放置试验设备、道具以及杂物；当进行振动试验时撤除支座，保护支架可遮挡住沟槽间隙，防止试件上掉落的碎屑砸坏振动台油缸，同时可在保护支架的各个位置安装试验测试设备，避免振动台试验对测试设备的影响，能够清晰准确的观测测量到试件的振动试验数据。

进一步地，所述的副横梁与挑臂围成的矩形区域位于振动台台面的正上方，振动台处于静止和最大振幅时该矩形区域在振动台台面上的垂直投影面均包含于振动台的台面区域之内，避免杂物通过空隙落入槽道。

进一步地，当挑臂的数量超过2根时，除与2根纵梁连接的2根挑臂外其余挑臂对称并排设置于与2根纵梁连接的2根挑臂面向振动台的一侧，可根据振动台上的试件覆盖面积以及振动台的数量选择挑臂的数量，以保证保护支架最大程度覆盖振动台，以便近距离安装测试设备以及完全遮挡住振动台与槽道之间的空隙。

进一步地，所述的主横梁的上弦杆两端设置有无缝钢管，所述的纵梁与主横梁一端对应的连接位置设置有无缝钢管，所述的主横梁的上端通过无缝钢管和螺栓的配合连接与纵梁固定连接；所述的主横梁的下弦杆两端通过三角板与2根纵梁固定连接。

进一步地，并排设置的主横梁和副横梁的上弦杆上设有位置相同的无缝钢管，副横梁的上弦杆通过无缝钢管和螺栓的配合连接与主横梁固定连接；所述的纵梁上设置有承托，所述的副横梁的下弦杆两端放置在2根纵梁的承托上。

进一步地，所述的挑臂的上弦杆两端和纵梁上弦杆设置有对应的无缝钢管，所述的挑臂的上弦杆通过无缝钢管和螺栓的配合连接与纵梁固定连接；所述的挑臂和纵梁的下弦杆上焊接有等边角钢，所述的挑臂的下弦杆上的等边角钢放置于纵梁的下弦杆上的等边角钢上。

一种采用上述一种适用于振动台试验的保护支架的安装方法，包括：

S1：将2根纵梁跨槽放置于槽道两侧地面上；

S2：根据槽道内振动台的数量选择对应长度尺寸的4根横梁并安装；

S3：根据试件在振动台的台面上放置的试件尺寸大小以及振动台的振动幅度和数量选择是否安装副横梁和挑臂以及挑臂的数量；

步骤S3具体为：

当振动台台面上的试件位于振动台中心区域且未延伸至台面边缘时，安装副横梁和挑臂，同时选择挑臂的数量以保证保护支架最大程度覆盖振动台，以便近距离安装测试设备以及完全遮挡住振动台与槽道之间的空隙，当振动台以最大振幅振动时保护支架能覆盖振动台全部活动范围；反之则不安装副横梁和挑臂，保证保护支架不和振动台发生碰撞。

与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：

(1)本发明利用纵梁、横梁和挑臂组装成固定在振动台四周槽道相邻的地面上的保护支架，横梁包括主横梁和副横梁，同时在保护支架的顶部设有封盖保护支架的桁架缝隙的盖板，因此保护支架能够遮挡住振动台与槽道之间的间隙，放置杂物落入槽道而导致安全事故和振动台损坏，同时方便在保护支架的各个位置安装试验测试设备，避免振动台试验对测试设备的影响，能够近距离清晰准确地获取试件的振动试验数据；

(2)本发明将2根副横梁通过无缝钢管和承托与主横梁和纵梁连接，将至少2根挑臂通过无缝钢管和等边角钢与纵梁连接，能够根据振动台的台面上放置的试件尺寸大小以及振动台的振动幅度选择是否安装副横梁和挑臂，同时挑臂的安装数量可灵活设置，灵活保护支架调整遮盖区域的大小，以保证保护支架最大程度覆盖振动台，以便近距离安装测试设备以及完全遮挡住振动台与槽道之间的空隙，适用于不同尺寸的试件和不同的试验需求，灵活性好；

(3)本发明通过无缝钢管和三角板将主横梁与纵梁固定，主横梁具有不同的长度尺寸，既能够适用于单台振动台试验，也适用于多点振动台组振动试验，组装的灵活性好；

(4)本发明在保护支架顶部设有用于封盖矩形区域的盖板，未进行试验时刻临时在横梁上放置支座以支撑盖板，施工人员可在盖板上方便地行走，在盖板还可以放置小型设备、工具和杂物，有利于安装测试设备以及围护和调整试件；

(5)本发明的保护支架为钢制桁架结构，结构为稳定的自平衡结构，可直接放置在地面上，纵梁与地面不需要通过螺栓固定连接，无需设置额外压重，安全性好，拆卸方便灵活。

附图说明

图1为完全拼装的单台振动台保护支架示意图；

图2为部分拼装的单台振动台保护支架示意图；

图3为完全拼装的双台振动台保护支架示意图；

图4为部分拼装的双台振动台保护支架示意图；

图5为保护支架局部结构图；

图6为等边角钢连接处主视图；

图7为等边角钢连接处侧视图。

图中标号说明：

1.纵梁，2.主横梁，3.副横梁，4.挑臂，5.振动台，6.等边角钢，7.高强螺栓，8.三角板，9.承托。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种适用于振动台试验的保护支架，采用钢制桁架结构，用于保护置于槽道内的振动台5，包括2根纵梁1、4根横梁和至少2根挑臂4，4根横梁包括2根主横梁2和2根副横梁3，2根纵梁1沿跨槽方向对称放置在槽道两侧的地面上且位于振动台5的两侧，2根主横梁2沿顺槽方向设置于振动台5的两侧且每根主横梁2的两端与2根纵梁1固定连接，2根副横梁3分别并排设置于2根主横梁2面向槽道的一侧并与对应的主横梁2固定连接，2根挑臂4分别并排设置于2根纵梁1面向振动台5的一侧并与对应的纵梁1固定连接，纵梁1为主体受力构件，横梁及挑臂4将所承受荷载均传递给纵梁1。

所述的保护支架上设置有用于封盖保护支架的桁架之间缝隙的盖板，除去自重外盖板可承受5kN/m2的均布活荷载。未进行振动试验时可在振动台5上临时设置支座支撑横梁，试验人员可登上盖板上行走和进行试验操作，同时可在盖板上放置试验设备、道具以及杂物；当进行振动试验时撤除支座，保护支架可遮挡住沟槽间隙，防止试件上掉落的碎屑砸坏振动台5油缸，同时可在保护支架的各个位置安装试验测试设备，避免振动试验对测试设备的影响，能够清晰准确的观测到试件的振动试验数据。

振动台的台面尺寸为6m×4m，槽道宽9m，振动台5两侧距离槽道边各有1.5m，地面高于振动台5台面，主横梁2有两种尺寸，长宽高尺寸分别为5m×1.44m×0.6m和11m×1.44m×0.6m，副横梁3有两种尺寸，长宽高尺寸分别为5m×1.0m×0.4m和11m×1.0m×0.4m，主横梁2和副横梁3配套使用。

图1为完全拼装的单台振动台5保护支架示意图，单台振动台5保护支架包括2根纵梁1、4根横梁和2根挑臂4，纵梁1的长宽尺寸为11m×1.0m，主横梁2的长宽高尺寸为5m×1.44m×0.6m，副横梁3的长宽高尺寸为5m×1.0m×0.4m，挑臂4的长宽尺寸为5m×1.0m。

2根副横梁3与2根挑臂4围成的矩形区域位于振动台5台面的正上方，振动台5处于静止和最大振幅时该矩形区域均包含于振动台的台面区域之内。

图3为完全拼装的双台振动台5保护支架示意图，双台振动台5保护支架包括2根纵梁1、4根横梁和4根挑臂4，除与2根纵梁1连接的2根挑臂4外另外2根挑臂4对称并排设置于与2根纵梁连接的2根挑臂面向振动台的一侧，挑臂4之间通过无缝钢管连接。

如图5，主横梁2的上弦杆两端设置有无缝钢管，纵梁1与主横梁2一端对应的连接位置设置有无缝钢管，主横梁2的上端通过无缝钢管和M22高强螺栓7的配合连接与纵梁1固定连接；

主横梁2的下弦杆两端通过三角板8与2根纵梁1固定连接；

并排设置的主横梁2和副横梁3的上弦杆上设有位置相同的无缝钢管，副横梁3的上弦杆通过无缝钢管和M22高强螺栓7的配合连接与主横梁2固定连接；

纵梁1上设置有承托9，副横梁3的下弦杆两端放置在2根纵梁1的承托9上；

挑臂4的上弦杆两端和纵梁1上弦杆设置有对应的无缝钢管，挑臂4的上弦杆通过无缝钢管和M22高强螺栓7的配合连接与纵梁1固定连接。

如图6和图7，挑臂4和纵梁1的下弦杆上焊接有等边角钢，挑臂4的下弦杆上的等边角钢放置于纵梁1的下弦杆上的等边角钢上。

实施例二

与实施例一对应的一种采用适用于振动台试验的保护支架的安装方法，包括：

S1：将试件安装在振动台5台面上，将2根纵梁跨槽放置于槽道两侧地面上；

S2：根据槽道内振动台5的数量选择对应长度尺寸的4根横梁并安装，组装完成后，当振动台5数量为1台时结构图为图2，振动台5数量为2台时结构图为图4；

S3：根据试件在振动台5的台面上放置的试件尺寸大小以及振动台5的振动幅度选择是否安装副横梁3和挑臂4；

步骤S3具体为：

当振动台5台面上的试件位于振动台5中心区域且未延伸至台面边缘时，安装副横梁3和挑臂4，振动台5数量为1台时结构图为图1，振动台5数量为2台时结构图为图3，当振动台以最大振幅0.5m振动时，保护支架能覆盖振动台5全部活动范围；反之则不安装副横梁3和挑臂4，振动台5数量为1台时结构图为图2，振动台5数量为2台时结构图为图4，当振动台5以最大振幅0.5m振动时，能保证不和保护支架发生碰撞。

实施例一和实施例二提出了一种适用于振动台试验的保护支架及安装方法，进一步提升多点振动台组的试验能力和量测水平，提高试验安全性和实验室的服务水平，该保护支架可固定在振动台四周槽道相邻的地面上，当未进行振动台试验时可在振动台5上临时设置支座支撑横梁，试验人员可登上盖板行走和实验，同时可在盖板上放置一些试验设备、道具和杂物；当在振动台5进行振动试验时，保护支架可遮挡住沟槽间隙，防止试件上掉落的碎屑砸坏振动台5油缸，同时该保护支架可以根据试件的大小以及振动台5振动的幅度调节其遮盖区域的大小，安全性好，灵活性高。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种适用于振动台试验的保护支架，用于保护置于槽道内的振动台(5)，其特征在于，包括2根纵梁(1)、2根横梁以及至少2根挑臂(4)，所述的横梁包括2根主横梁(2)和2根副横梁(3)，所述的2根纵梁(1)沿跨槽方向对称放置在槽道两侧的地面上且位于振动台(5)的两侧，所述的2根主横梁(2)沿顺槽方向设置于振动台(5)的两侧且每根主横梁(2)的两端与2根纵梁(1)固定连接，所述的2根副横梁(3)分别与2根主横梁(2)面向槽道的一侧并排固定连接，所述的2根挑臂(4)分别与2根纵梁(1)面向振动台(5)的一侧并排固定连接，所述的保护支架上设置有用于封盖保护支架的桁架之间缝隙的盖板。

2.根据权利要求1所述的一种适用于振动台试验的保护支架，其特征在于，所述的副横梁(3)与挑臂(4)围成的矩形区域位于振动台(5)台面的正上方，振动台(5)处于静止和最大振幅时该矩形区域在振动台(5)台面上的垂直投影面均包含于振动台(5)的台面内。

3.根据权利要求1所述的一种适用于振动台试验的保护支架，其特征在于，当挑臂(4)的数量超过2根时，除与2根纵梁(1)连接的2根挑臂(4)外其余挑臂(4)对称并排设置于与2根纵梁(1)连接的2根挑臂(4)面向振动台(5)的一侧。

4.根据权利要求1所述的一种适用于振动台试验的保护支架，其特征在于，所述的主横梁(2)的上弦杆两端设置有无缝钢管，所述的纵梁(1)与主横梁(2)一端对应的连接位置设置有无缝钢管，所述的主横梁(2)的上弦杆两端通过无缝钢管和螺栓的配合连接与纵梁(1)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种适用于振动台试验的保护支架，其特征在于，所述的主横梁(2)的下弦杆两端通过三角板(8)与2根纵梁(1)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于振动台试验的保护支架，其特征在于，并排设置的主横梁(2)和副横梁(3)的上弦杆上设有位置相同的无缝钢管，副横梁(3)的上弦杆通过无缝钢管和螺栓的配合连接与主横梁(2)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种适用于振动台试验的保护支架，其特征在于，所述的纵梁(1)上设置有承托(9)，所述的副横梁(3)的下弦杆两端放置在2根纵梁(1)的承托(9)上。

8.根据权利要求1所述的一种适用于振动台试验的保护支架，其特征在于，所述的挑臂(4)的上弦杆两端和纵梁(1)上弦杆设置有对应的无缝钢管，所述的挑臂(4)的上弦杆通过无缝钢管和螺栓的配合连接与纵梁(1)固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种适用于振动台试验的保护支架，其特征在于，所述的挑臂(4)和纵梁(1)的下弦杆上焊接有等边角钢，所述的挑臂(4)的下弦杆上的等边角钢放置于纵梁(1)的下弦杆上的等边角钢上。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述的一种适用于振动台试验的保护支架的安装方法，其特征在于，包括：

S1：将2根纵梁跨槽放置于槽道两侧地面上；

S2：根据槽道内振动台(5)的数量选择对应长度尺寸的4根横梁并安装；

S3：根据试件在振动台(5)的台面上放置的试件尺寸大小以及振动台(5)的振动幅度选择是否安装副横梁(3)和挑臂(4)以及挑臂(4)的数量；

步骤S3具体为：

当振动台(5)台面上的试件位于振动台(5)中心区域且未延伸至台面边缘时，安装副横梁(3)和挑臂(4)，反之则不安装副横梁(3)和挑臂(4)。

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