CN111122336A - 自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其包括至少一个反力架、支撑件、荷载传递组件和荷载加载组件。反力架的底部连接于预制悬臂构件的底板。支撑件的一端连接于反力架，支撑件的另一端朝向背离反力架的方向延伸。荷载传递组件与预制悬臂构件抵靠。荷载传递组件和荷载加载组件放置于支撑件上，荷载加载组件的两端分别抵靠于反力架和荷载传递组件，荷载加载组件能沿靠近或远离预制悬臂构件的方向移动。采用上述结构形式，结构简单，安装简便，可适用于施工现场及实验室。这种自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，可同时在施工现场完成预制悬臂构件的制作和足尺试验，缩短了试验周期，而且方便操作，节省了试验成本。

Description

自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置

技术领域

本发明涉及土木工程试验设备技术领域，特别涉及一种自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置。

背景技术

预制悬臂构件的足尺试验包含悬臂构件的制作和试验加载，预制悬臂构件一般都是在施工现场进行制作的，而对于预制悬臂构件的试验加载装置通常都是采用反力墙，而施工现场无法设置大型反力墙。因此目前预制悬臂构件的静力加载试验主要是在高校、科研单位等的结构试验室内进行的。但是由于试验场地、设备等条件的限制，开展足尺模型试验时，在高校、科研单位等的结构试验室内不便于进行预制悬臂构件的制作，这就导致试验周期较长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的预制悬臂构件的静力加载试验条件限制，导致的试验周期长的缺陷，提供一种自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特点在于，其包括：

至少一个反力架，所述反力架的底部连接于预制悬臂构件的底板；

支撑件，所述支撑件的一端连接于所述反力架，所述支撑件的另一端朝向背离所述反力架的方向延伸；

荷载传递组件，所述荷载传递组件与所述预制悬臂构件抵靠；

荷载加载组件，所述荷载传递组件和所述荷载加载组件放置于所述支撑件上，所述荷载加载组件的两端分别抵靠于所述反力架和所述荷载传递组件，所述荷载加载组件能沿靠近或远离所述预制悬臂构件的方向移动。

在本方案中，反力架的底部连接在预制悬臂构件的底板上，反力架相对于预制悬臂构件是固定不动的，以使得反力架与预制悬臂构件之间形成自平衡体系。支撑件用于支撑荷载传递组件和荷载加载组件，荷载加载组件将荷载加载至荷载传递组件，经荷载传递组件将荷载传递至预制悬臂构件的侧板上。自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置采用这种结构形式，结构简单，安装简便，可适用于施工现场及实验室。采用这种自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，可同时在施工现场完成预制悬臂构件的制作和足尺试验，缩短了试验周期，而且方便操作，节省了试验成本。

较佳地，所述反力架包括立柱和斜柱，所述斜柱的顶端连接于所述立柱，所述斜柱的底端向下并偏离于所述立柱的方向延伸，所述斜柱和所述立柱的底端均与所述预制悬臂构件的底板连接。

在本方案中，斜柱的顶端连接在立柱上，斜柱的底端偏离于立柱，使得立柱和斜柱之间具有夹角，然后将立柱和斜柱的底部与预制悬臂构件的底板连接，这就使得立柱、斜柱、预制悬臂构件之间形成三角形，从而提高反力架相对于预制悬臂构件的稳定性，进而使得反力架的自平衡更加稳定。

较佳地，所述立柱朝向所述支撑件的一侧设置有多个连接孔，多个所述连接孔沿所述立柱的高度方向间隔设置。

在本方案中，连接孔用于支撑件与立柱之间的连接，连接孔沿立柱的高度方向间隔设置有多个，便于根据需要调节支撑件与立柱连接的高度，进而便于方便试验的进行。

较佳地，所述反力架还包括水平梁，所述水平梁的一端连接于所述立柱，所述水平梁的另一端向背离所述立柱的方向延伸，并与所述荷载加载组件抵靠。

在本方案中，由于荷载传递组件和荷载加载组件的尺寸是一定的，为了便于对试验进行观察，在反力架上设置水平梁，使得在检测时反力架与预制悬臂构件的侧板之间的距离增大，以增大反力架与预制悬臂构件之间的空间，进而便于对试验进行观察。

较佳地，所述立柱和所述斜柱的底端均设置有多个螺栓孔。

在本方案中，立柱和斜柱通过螺栓与预制悬臂构件的底板连接，便于连接和拆卸，从而可提高安装效率，方便试验。

较佳地，所述立柱垂直于所述预制悬臂构件。

在本方案中，立柱与预制悬臂构件垂直，一是便于支撑件的连接，使得支撑件处于水平方向上，另一方面，有利于使得荷载加载组件加载到预制悬臂构件上的荷载是垂直于预制悬臂构件的，从而便于荷载加载及计算试验结果。

较佳地，所述自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置包括两个反力架，两个所述反力架相互平行。

在本方案中，设置两个相互平行的反力架，一方面有利于提高反力架的稳定性，另一方面有利于提高预制悬臂构件所受荷载的均衡性，进而提高试验的准确性。

较佳地，所述自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置还包含加强件，所述加强件的两端分别连接于两个所述反力架的所述斜柱上，和/或，所述加强件的两端分别连接于两个所述反力架的所述立柱上。

在本方案中，在两个反力架的斜柱和立柱上连接加强件，使两个反力架连成共同受力整体，以提高反力架的稳定性，也有利于提高反力架的整体刚度从而防止反力架变形，进而提高反力架的寿命。

较佳地，所述荷载传递组件包括铰支座、支承梁和分配梁，所述支承梁连接于所述分配梁，所述分配梁的一个侧面朝向所述荷载加载组件，所述铰支座的一侧与所述支承梁连接，所述铰支座背离所述支承梁的一侧与所述预制悬臂构件线接触。

在本方案中，分配梁用于将荷载加载组件加载到分配梁上的集中荷载转化为均布荷载；支承梁一方面用于连接分配梁和铰支座，另一方面用于将分配梁上的均布荷载转换成线荷载并传递至铰支座；铰支座与预制悬臂构件线接触，用于对预制悬臂构件施加线形荷载。

较佳地，所述分配梁与所述支承梁之间、所述支承梁与所述铰支座之间设置有加强筋板，所述加强筋板与所述荷载传递组件的长度方向垂直。

在本方案中，在分配梁与支承梁之间，支承梁与铰支座之间设置加强筋板，有利于提高支承梁和分配梁的承载力，也有利于使荷载加载组件施加的荷载均匀的传递。

较佳地，所述荷载加载组件包括相互抵靠的力传感器和液压千斤顶，所述液压千斤顶与所述反力架抵靠，所述力传感器与所述荷载传递组件抵靠。

在本方案中，液压千斤顶用于加载荷载，力传感器用于感应液压千斤顶加载的荷载，从而便于计算预制悬臂构件所能承受的荷载。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，结构简单，安装简便，可适用于施工现场及实验室。采用这种自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，可同时在施工现场完成预制悬臂构件的制作和足尺试验，缩短了试验周期，而且方便操作，节省了试验成本。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置的立体结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置的结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置中的立柱和斜柱连接后的结构示意图。

图4为本发明较佳实施例的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置中的荷载传递组件的结构示意图。

图5为本发明较佳实施例的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置中的荷载加载组件的结构示意图。

附图标记说明：

反力架 10

立柱 101

连接孔 1011

斜柱 102

加强件 103

预制悬臂构件 20

侧板 201

底板 202

荷载传递组件 30

分配梁 301

支承梁 302

铰支座 303

加强筋板 304

荷载加载组件 40

力传感器 401

液压千斤顶 402

水平梁 50

支撑件 60

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1至图5所示，本实施例提供一种自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其包括至少一个反力架10、支撑件60、荷载传递组件30和荷载加载组件40。反力架10的底部连接于预制悬臂构件20的底板202。支撑件60的一端连接于反力架10，支撑件60的另一端朝向背离反力架10的方向延伸。荷载传递组件30与预制悬臂构件20抵靠。荷载传递组件30和荷载加载组件40放置于支撑件60上，荷载加载组件40的两端分别抵靠于反力架10和荷载传递组件30，荷载加载组件40能沿靠近或远离预制悬臂构件20的方向移动。

其中，反力架10的底部连接在预制悬臂构件20的底板202上，反力架10相对于预制悬臂构件20是固定不动的，以使得反力架10与预制悬臂构件20之间形成自平衡体系。支撑件60用于支撑荷载传递组件30和荷载加载组件40，荷载加载组件40将荷载加载至荷载传递组件30，经荷载传递组件30将荷载传递至预制悬臂构件20的侧板201上。自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置采用这种结构形式，结构简单，安装简便，可适用于施工现场及实验室。采用这种自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，可同时在施工现场完成预制悬臂构件20的制作和足尺试验，缩短了试验周期，而且方便操作，节省了试验成本。

如图1至图3所示，自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置包括两个反力架10，两个反力架10相互平行。反力架10包括立柱101和斜柱102，斜柱102的顶端连接于立柱101，斜柱102的底端向下并偏离于立柱101的方向延伸，斜柱102和立柱101的底端均与预制悬臂构件20的底板202连接。立柱101朝向支撑件60的一侧设置有多个连接孔1011，多个连接孔1011沿立柱101的高度方向间隔设置。反力架10还包括水平梁50，水平梁50的一端连接于立柱101，水平梁50的另一端向背离立柱101的方向延伸，并与荷载加载组件40抵靠。立柱101和斜柱102的底端均设置有多个螺栓孔。立柱101垂直于预制悬臂构件20。自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置还包含加强件103，加强件103的两端分别连接于两个反力架10的斜柱102上，和/或，加强件103的两端分别连接于两个反力架10的立柱101上。

其中，设置两个相互平行的反力架10，一方面有利于提高反力架10的稳定性，另一方面有利于提高预制悬臂构件20所受荷载的均衡性，进而提高试验的准确性。斜柱102的顶端连接在立柱101上，斜柱102的底端偏离于立柱101，使得立柱101和斜柱102之间具有夹角，然后将立柱101和斜柱102的底部与预制悬臂构件20的底板202连接，这就使得立柱101、斜柱102、预制悬臂构件20之间形成三角形，从而提高反力架10相对于预制悬臂构件20的稳定性，进而使得反力架10的自平衡更加稳定。连接孔1011用于支撑件60与立柱101之间的连接，连接孔1011沿立柱101的高度方向间隔设置有多个，便于根据需要调节支撑件60与立柱101连接的高度，进而便于方便试验的进行。由于荷载传递组件30和荷载加载组件40的尺寸是一定的，为了便于对试验进行观察，在反力架10上设置水平梁50，使得在检测时反力架10与预制悬臂构件20的侧板201之间的距离增大，以增大反力架10与预制悬臂构件20之间的空间，进而便于对试验进行观察。立柱101和斜柱102通过螺栓与预制悬臂构件20的底板202连接，便于连接和拆卸，从而可提高安装效率，方便试验。立柱101与预制悬臂构件20垂直，一是便于支撑件60的连接，使得支撑件60处于水平方向上，另一方面，有利于使得荷载加载组件40加载到预制悬臂构件20上的荷载是垂直于预制悬臂构件20的，从而便于荷载加载及计算试验结果。在两个反力架10的斜柱102和立柱101上连接加强件103，使两个反力架连成共同受力整体，以提高反力架的稳定性，也有利于提高反力架10的整体刚度从而防止反力架10变形，进而提高反力架10的寿命。

在本实施例中，如图1和图2所示，斜柱102的上端与立柱101焊接在一起，立柱101和斜柱102的底部都焊接有底座，在底座上设置有螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔将立柱101和斜柱102固定在预制悬臂构件20的底板202上。两个立柱101的高度方向的中间位置通过螺栓连接有加强件103，在斜柱102上通过螺栓连接有两个加强件103，两个加强件103及斜柱102构成三角形，以加强反力架10之间的稳定性。其中，立柱101、斜柱102和加强件103都为型钢。采用型钢，加工简单，安装方便，施工费用低，而且型钢具有很好的抗弯刚度和强度。

如图1至图3所示，在立柱101的型钢的两个侧翼上均匀的设置有多个螺栓孔，支撑件60也是由型钢加工而成的，在支撑件60的一端焊接有连接座，连接座上开设有多个螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔将支撑件60与立柱101连接。由于在立柱101的侧翼上设置有多个螺栓孔，可根据实验需求，在安装时调整支撑件60到需要的高度。水平梁50也是在型钢的一端焊接连接座，在连接座上设置螺栓孔，螺栓通过螺栓孔将水平梁50与立柱101连接；在水平梁50背离立柱101的一端焊接连接有一厚钢板，此厚钢板用于抵靠荷载加载组件40的端面。

如图4所示，荷载传递组件30包括铰支座303、支承梁302和分配梁301，支承梁302连接于分配梁301，分配梁301的一个侧面朝向荷载加载组件40，铰支座303的一侧与支承梁302连接，铰支座303背离支承梁302的一侧与预制悬臂构件20线接触。分配梁301与支承梁302之间、支承梁302与铰支座303之间设置有加强筋板304，加强筋板304与荷载传递组件30的长度方向垂直。

其中，分配梁301用于将荷载加载组件40加载到分配梁301上的集中荷载转化为均布荷载；支承梁302一方面用于连接分配梁301和铰支座303，另一方面用于将分配梁301上的均布荷载转换成线荷载并传递至铰支座303；铰支座303与预制悬臂构件20线接触，用于对预制悬臂构件20施加线形荷载。在分配梁301与支承梁302之间，支承梁302与铰支座303之间设置加强筋板304，有利于提高支承梁302和分配梁301的承载力，也有利于使荷载加载组件40施加的荷载均匀的传递。

在本实施例中，分配梁301和支承梁302都为型钢，分配梁301的一个侧面和支承梁302的一个侧面焊接，分配梁301的另一个侧面用于与荷载加载组件40抵靠。铰支座303是由一根圆钢与钢板焊接而成的，钢板与支撑梁的另一个侧面焊接。在构成分配梁301和支承梁302的型钢上焊接有多个加强筋板304，加强筋板304与型钢的长度方向垂直。

如图5所示，荷载加载组件40包括相互抵靠的力传感器401和液压千斤顶402，液压千斤顶与反力架10抵靠，力传感器401与荷载传递组件30抵靠。其中，液压千斤顶402用于加载荷载，力传感器401用于感应液压千斤顶402加载的荷载，从而便于计算预制悬臂构件20所能承受的荷载。

在对预制悬臂构件20进行静力试验时，先将反力架10的立柱101和斜柱102的底端连接至预制悬臂构件20的底板202上，然后将加强件103与立柱101和斜柱102连接，这时反力架10与预制悬臂构件20形成一自平衡体系。然后根据试验需要将支撑件60连接在立柱101上合适的高度上，然后将水平梁50与立柱101相连接。将荷载传递装置放置在两个支撑件60上，荷载传递装置的长度方向与两个支撑件60的长度方向相垂直，铰支座303接近于预制悬臂构件20的侧板201。将力传感器401放置在支撑件60上，最后将液压千斤顶402放置在支撑件60上，需要说明的是，液压千斤顶402和支撑件60之间需要放置其他块体(在附图中未显示)将液压千斤顶402垫高到合适的位置，以使得液压千斤顶402施加的荷载刚好在力传感器401的中间位置。这些准备工作做好以后，即可进行预制悬臂构件20静力试验。

采用本实施例提供的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，该试验装置与预制悬臂构件20的底板202连接，形成自平衡体系，其具有结构简单、造价低、稳定性强、安全可靠、可重复使用等优点；适用于建设工程施工现场及高校、科研单位结构试验室等场合。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，其包括：

至少一个反力架，所述反力架的底部连接于预制悬臂构件的底板；

支撑件，所述支撑件的一端连接于所述反力架，所述支撑件的另一端朝向背离所述反力架的方向延伸；

荷载传递组件，所述荷载传递组件与所述预制悬臂构件抵靠；

荷载加载组件，所述荷载传递组件和所述荷载加载组件放置于所述支撑件上，所述荷载加载组件的两端分别抵靠于所述反力架和所述荷载传递组件，所述荷载加载组件能沿靠近或远离所述预制悬臂构件的方向移动。

2.如权利要求1所述的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，所述反力架包括立柱和斜柱，所述斜柱的顶端连接于所述立柱，所述斜柱的底端向下并偏离于所述立柱的方向延伸，所述斜柱和所述立柱的底端均与所述预制悬臂构件的底板连接。

3.如权利要求2所述的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，所述立柱朝向所述支撑件的一侧设置有多个连接孔，多个所述连接孔沿所述立柱的高度方向间隔设置。

4.如权利要求3所述的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，所述反力架还包括水平梁，所述水平梁的一端连接于所述立柱，所述水平梁的另一端向背离所述立柱的方向延伸，并与所述荷载加载组件抵靠。

5.如权利要求2所述的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，所述立柱和所述斜柱的底端均设置有多个螺栓孔。

6.如权利要求2中任意一项所述的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，所述立柱垂直于所述预制悬臂构件。

7.如权利要求2所述的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，所述自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置包括两个反力架，两个所述反力架相互平行。

8.如权利要求7所述的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，所述自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置还包含多个加强件，所述加强件的两端分别连接于两个所述反力架的所述斜柱上，和/或，所述加强件的两端分别连接于两个所述反力架的所述立柱上。

9.如权利要求1所述的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，所述荷载传递组件包括铰支座、支承梁和分配梁，所述支承梁连接于所述分配梁，所述分配梁的一个侧面朝向所述荷载加载组件，所述铰支座的一侧与所述支承梁连接，所述铰支座背离所述支承梁的一侧与所述预制悬臂构件线接触。

10.如权利要求9所述的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，所述分配梁与所述支承梁之间、所述支承梁与所述铰支座之间设置有加强筋板，所述加强筋板与所述荷载传递组件的长度方向垂直。

11.如权利要求1所述的自平衡式预制悬臂构件静力试验加载装置，其特征在于，所述荷载加载组件包括相互抵靠的力传感器和液压千斤顶，所述液压千斤顶与所述反力架抵靠，所述力传感器与所述荷载传递组件抵靠。

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