CN204903197U - 一种模型试验用结构物加载的简易装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模型试验用结构物加载的简易装置，包括加载杠杆，被加载的结构物位于加载杠杆上方，在加载杠杆下方设置有固定装置，固定装置与加载杠杆的一端连接，加载杠杆的另一端活动式设置有砝码；所述的结构物连接在固定装置与砝码之间的加载杠杆上。本装置不仅通过杠杆原理大大减少了加载重物的数量，少占用了空间、时间和人力，也能调节结构物之间不同的加载重量，简单易行，省时省力。

Description

一种模型试验用结构物加载的简易装置

技术领域

本实用新型属于模型试验领域，具体涉及试验结构空间狭窄不便堆砌加载重物时以及被加载结构的加载重量需要调整对应多种工况时的一种简易装置。

背景技术

近年来，为了对更多复杂桥梁结构的受力性能进行更加深入的研究，越来越多的学者采用了室内桥梁缩尺模型试验。桥梁结构按照一定的比例关系对原结构的几何尺寸进行缩小，便于制作，且同一个模型可以进行多个不同工况的模拟试验。

但由于试验场地的限制，大多数模型试验的尺寸较小，为了对结构的受力进行研究，在制作完成后会进行加载以测试其受力状况。但由于模型尺寸有限，大量的加载重物(如沙袋、钢板或砝码等)没有足够的空间进行堆放，且大量的加载重物需要相应的人力搬卸，针对多中工况的试验，往复的搬卸加载重物过程将直接影响试验整体进度，尤其在结构物距离较近而都需加载时，不仅繁琐费时，而且空间上相互限制，在堆放过程中可能相互碰触，对结构测试产生不利影响。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种结构模型试验用加载的简易装置，解决了模型试验中因缩尺模型比例过小引起的加载重物堆放空间不足、多个工况加载时搬卸加载重物带来的不便等问题并能满足结构物加载的要求，以节约试验时间。

为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：

一种模型试验用结构物的加载简易装置，包括加载杠杆，被加载的结构物位于加载杠杆上方，在加载杠杆下方设置有固定装置，固定装置与加载杠杆的一端连接，加载杠杆的另一端活动式设置有砝码；所述的结构物连接在固定装置与砝码之间的加载杠杆上。

进一步地，所述的加载杠杆上套装有可沿加载杠杆轴向移动的拉环，砝码上设置有中心孔，穿过中心孔设置有挂钩，砝码通过挂钩挂装在拉环上。

进一步地，所述的结构物上设置有固定环，加载杠杆从固定环中穿过。

进一步地，所述的加载杠杆的端部固定设置有连接环，固定装置与连接环可拆卸式连接。

进一步地，所述的固定装置包括设置于地面的地锚箱，地锚箱固结在一个底板上，底板通过螺栓固定在地面上。

进一步地，所述的固定装置通过拉紧器与加载杠杆连接。

进一步地，所述的加载杠杆上设置有刻度。

本实用新型与现有技术相比具有以下技术特点：

本实用新型采用了杠杆原理，加载杠杆上的固定环与连接环之间的距离为a，拉环与连接环之间的距离为b，则根据杠杆原理的比例关系，最终加载重量/需要加载的重量b/a，大大减少了加载重物的数量。本装置不仅通过杠杆原理大大减少了加载重物的数量，少占用了空间、时间和人力，也能调节结构物之间不同的加载重量，简单易行，省时省力。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图中标号代表：1—结构物，2—固定环，3—加载杠杆，4—拉环，5—砝码，6—连接环，7—拉钩，8—拉紧器，9—地锚箱，10—底板，11—螺栓。

具体实施方式

现有的模型试验中由于加载重物体积太大，在缩尺的模型上堆放空间不够，且在多工况的试验中需搬卸多次加载重物，费时费力，为了解决这些问题，本实用新型中提出了一种模型试验用结构加载的简易装置，如图1所示，本装置包括加载杠杆3，被加载的结构物1位于加载杠杆3上方，在加载杠杆3下方设置有固定装置，固定装置与加载杠杆3的一端连接，加载杠杆3的另一端活动式设置有砝码5；所述的结构物1连接在固定装置与砝码5之间的加载杠杆3上。

本装置利用杠杆原理，当杠杆平衡时需要满足的条件为：

动力*动力臂＝阻力*阻力臂

那么将相对不动的固定装置与加载杠杆3连接的一端看作支点，需要加载的重量看作阻力R，砝码5的重量看作动力F，砝码5距离支点之间的距离为b，结构物1与加载杠杆3连接处距离支点为a，则存在以下关系：

F·b＝R·a

那么，最终需要的加载重量R与需要加载的重量F的关系为：

R/F＝b/a

具体地，加载杠杆3上套装有可沿加载杠杆3轴向移动的拉环4，砝码5上设置有中心孔，穿过中心孔设置有挂钩，砝码5通过挂钩挂装在拉环4上。挂钩方便了砝码5的挂装，而挂钩底部设置有螺母，拧掉螺母后可在挂钩上挂装更多地砝码5，根据计算结果和拉环4的位置来确定砝码5数量和重量。

为了便于设置，本方案中结构物1是处于加载杠杆3上方的。结构物1上设置有固定环2，加载杠杆3从固定环2中穿过。为了使本装置使用过程中有更大的调节余地，固定环2与加载杠杆3之间也不固定，采用可调节的方式。这样做的好处是，当加载需要加载的重量过大时，如果只是不断地增加b的长度，将会使拉环4所在端与固定环2之间的距离过大，造成加载杠杆3中部负荷过大，容易造成加载杠杆3的弯折甚至折断。因此在调节时需要综合考虑，可通过砝码5重量、拉环4位置、固定环2位置三者综合给出一个比较合理的加载方式。加载杠杆3上设置有刻度，便于位置的调节。

固定装置一端相对连接不动，起到支点的作用。加载杠杆3的端部固定设置有连接环6，固定装置与连接环6可拆卸式连接。固定装置包括设置于地面的地锚箱9，地锚箱9固结在一个底板10上，底板10通过螺栓11固定在地面上。设置地锚箱9和底板10能有效地分散加载过程中承受的较大压力。

由于需要调节杠杆的平衡，因此固定装置通过拉紧器8与加载杠杆3连接。拉紧器8在这里起到调节作用，将拉紧器8的拉钩7挂装在连接环6上，通过旋转拉紧器8，可以调节杠杆顶端与地锚箱9之间的位置，方便调整加载杠杆3的水平。

利用本装置进行模型试验的过程可参照如下：

步骤一，根据斜拉桥的缩尺比例计算模型各断面尺寸并制作桥梁模型作为结构物1；

步骤二，制作或准备以上各装置配件；

步骤三，确定被加载的结构物1的加载点，固定环2的上端焊接于结构物1的加载点上，加载杠杆3穿过固定环2；

步骤四，根据加载杠杆3的高度和位置完成与地锚箱9的连接，利用拉紧器8调节好加载杠杆3端部的位置；

步骤五，根据计算结果，首先确定固定环2的位置，其次确定砝码5重量，最后调整拉环4位置，开始加载过程。

Claims (7)

1.一种模型试验用结构物加载的简易装置，其特征在于，包括加载杠杆(3)，被加载的结构物(1)位于加载杠杆(3)上方，在加载杠杆(3)下方设置有固定装置，固定装置与加载杠杆(3)的一端连接，加载杠杆(3)的另一端活动式设置有砝码(5)；所述的结构物(1)连接在固定装置与砝码(5)之间的加载杠杆(3)上。

2.如权利要求1所述的模型试验用结构物加载的简易装置，其特征在于，所述的加载杠杆(3)上套装有可沿加载杠杆(3)轴向移动的拉环(4)，砝码(5)上设置有中心孔，穿过中心孔设置有挂钩，砝码(5)通过挂钩挂装在拉环(4)上。

3.如权利要求1所述的模型试验用结构物加载的简易装置，其特征在于，所述的结构物(1)上设置有固定环(2)，加载杠杆(3)从固定环(2)中穿过。

4.如权利要求1所述的模型试验用结构物加载的简易装置，其特征在于，所述的加载杠杆(3)的端部固定设置有连接环(6)，固定装置与连接环(6)可拆卸式连接。

5.如权利要求1所述的模型试验用结构物加载的简易装置，其特征在于，所述的固定装置包括设置于地面的地锚箱(9)，地锚箱(9)固结在一个底板(10)上，底板(10)通过螺栓(11)固定在地面上。

6.如权利要求1所述的模型试验用结构物加载的简易装置，其特征在于，所述的固定装置通过拉紧器(8)与加载杠杆(3)连接。

7.如权利要求1所述的模型试验用结构物加载的简易装置，其特征在于，所述的加载杠杆(3)上设置有刻度。