CN212646066U - 一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置，包括试验墩、爬模支撑系统、监测系统和加载系统，试验墩为钢筋混凝土结构，爬模支撑系统安装在试验墩上，包括操作平台和悬挑平台，监测系统包括数据采集设备、应变传感器和全站仪，数据采集设备固定在试验墩上，应变传感器布置在爬模支撑系统的主要受力构件上并与数据采集设备电连接，全站仪布置在加载试验场地上，用于记录爬模支撑系统关键受力点的空间变化情况；加载系统包括设于试验墩一侧场地上的起重机，起重机将加载砝码堆载至爬模支撑系统顶端的第三层悬挑平台上。本实用新型为类似试验的进行提供了技术参考，有助于填补理论知识的空缺，指导实际工程应用发展，降低爬模成本。

Description

一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置

技术领域

本实用新型涉及爬模加载试验技术领域，具体涉及一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置。

背景技术

现阶段人们对爬模支撑系统技术方面的理论知识和实际研究并不是非常成熟，一些理论计算落后于实际工程的应用发展，对爬模的设计比较保守，导致爬模的成本居高不下。针对爬模研究较少的情况，对于其承载的试验设计和分析也鲜有研究。尤其是针对工艺复杂的角部悬挑爬模支撑系统工作时的受力状态以及其极限承载力、稳定性和安全性的评估并无可靠的参考数据。

实用新型内容

本实用新型目的在于提出一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置，模拟角部悬挑爬模支撑系统工作时的受力状态，通过监测和分析角部悬挑爬模支撑系统主要构件的受力特征及其工作状态，以解决针对角部悬挑爬模支撑系统研究不足的技术问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置，包括试验墩、爬模支撑系统、监测系统和加载系统，所述试验墩为钢筋混凝土结构，砌筑在加载试验场地上；所述爬模支撑系统通过导轨滑动安装在附墙支座上，所述附墙支座通过锚固件固定设置在试验墩上，所述爬模支撑系统包括自下而上设置的三层操作平台和三层悬挑平台，所述监测系统包括数据采集设备、应变传感器和全站仪，所述数据采集设备固定在试验墩上，所述应变传感器布置在操作平台和悬挑平台的主要受力构件上并与数据采集设备电连接，所述全站仪布置在加载试验场地上，用于记录爬模支撑系统关键受力点的三维空间变化情况；所述加载系统包括设于试验墩一侧场地上的起重机，所述起重机将加载砝码堆载至爬模支撑系统顶端的第三层悬挑平台上。

优选地，所述操作平台和悬挑平台均为由主梁和次梁焊接固定而成的桁架结构，操作平台和操作平台之间、悬挑平台和悬挑平台之间均通过立柱相连，悬挑平台外侧立柱之间通过斜撑加固，第二层和第三层悬挑平台仅用最外侧主梁和操作平台相连，位于最底部的第一层悬挑平台不与操作平台相连。

优选地，所述应变传感器采用对称布置原则，每个监测点处布置两个应变传感器；第三层操作平台的主梁部位布置两个监测点，两个应变传感器对称布置在主梁的上翼缘边缘，两个应变传感器对称布置在上下翼缘中部；第二层操作平台的主梁部位布置三个监测点，四个应变传感器分别对称布置在内侧和外侧主梁的上下翼缘中部，两个应变传感器对称布置在内侧和外侧主梁的腹板中部；设置在第二层与第三层操作平台靠近悬挑平台一端的外侧立柱中部内外两面对称布置应变传感器，共一个监测点；第二层与第三层悬挑平台的四根立柱和外侧斜撑的中部两面对称布置应变传感器，共布置五个监测点。

优选地，所述全站仪观测的关键受力点共设有三处，分别布设在第三层操作平台远离悬挑平台一端角部前侧、第三层悬挑平台远离操作平台一端角部前侧和外侧。

优选地，所述试验墩水平截面为一横置的U形槽，所述爬模支撑系统设置在试验墩一侧槽帮上，其悬挑平台设置于试验墩槽底一端。

优选地，所述加载砝码包括混凝土砌块和沙袋，所述混凝土砌块对称放置于第三层悬挑平台两侧，所述沙袋堆放于第三层悬挑平台中部空隙处。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型提供了一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验的试验装置，通过试验对爬模支撑系统的稳定性进行研究，现场试验包括爬模支撑系统稳定加载试验，以及相应的爬模支撑系统构件的应变与三维空间数据监测，通过对试验所得应变数据进行分析，评估爬模支撑系统的极限承载力、稳定性和安全性，分析爬模支撑系统的工作性能及应力变化规律，为类似试验的进行提供了技术参考，有助于填补理论知识的空缺，指导实际工程应用发展，降低爬模成本。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型，其中：

图1为本实用新型涉及的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置的主视图；

图2为本实用新型涉及的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置的俯视图；

图3为本实用新型涉及的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置的左视图；

图4为本实用新型涉及的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置的右视图。

附图标记：1-试验墩、2-爬模支撑系统、3-导轨、4-附墙支座、5-锚固件、6-操作平台、7-主梁、8-次梁、9-立柱、10-斜撑、11-悬挑平台、12-数据采集设备、13-应变传感器。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本实用新型的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置的实施例。在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。下面结合图1-4，对本实用新型的优选实施例作进一步详细说明：

如图1-4所示，本实用新型优选的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置，包括试验墩1、爬模支撑系统2、监测系统和加载系统，所述试验墩1为钢筋混凝土结构，砌筑在加载试验场地上，其水平截面为一横置的U形槽；所述爬模支撑系统2通过导轨3滑动安装在附墙支座4上，所述附墙支座4通过锚固件5固定设置在试验墩1一侧槽帮上，所述爬模支撑系统2包括上支下挂设置的三层操作平台6和三层悬挑平台11，其悬挑平台11设置于试验墩1槽底一端，所述操作平台6和悬挑平台11均为由主梁7和次梁8焊接固定而成的桁架结构，操作平台6和操作平台6之间、悬挑平台11和悬挑平台11之间均通过立柱9相连，悬挑平台11外侧立柱9之间通过斜撑10加固，第二层和第三层悬挑平台11仅用最外侧主梁7和操作平台6相连，位于最底部的第一层悬挑平台11不与操作平台6相连，所述监测系统包括数据采集设备12、应变传感器13和全站仪，所述数据采集设备12固定在试验墩1上，所述应变传感器13布置在操作平台6和悬挑平台11的主要受力构件上并与数据采集设备12电连接，应变传感器13采用对称布置原则，每个监测点处布置两个应变传感器13，以更好的掌握构件的工作状态和受力情况；由于在爬模支撑系统2的第三层悬挑平台11施加荷载，因此第三层操作平台6的主梁7会承受较大的弯矩，因此在第三层操作平台6的主梁7部位布置两个监测点，两个应变传感器13对称布置在主梁7的上翼缘边缘，两个应变传感器13对称布置在上下翼缘中部；第二层操作平台6的主梁7会承受较大的弯矩，因此在第二层操作平台6的主梁7部位布置三个监测点，四个应变传感器13分别对称布置在内侧和外侧主梁7的上下翼缘中部，两个应变传感器13对称布置在内侧和外侧主梁7的腹板中部；第二层操作平台6的立柱9受到上下两根主梁7作用，受力较大，在第二层与第三层操作平台6靠近悬挑平台11一端的外侧立柱9中部内外两面对称布置应变传感器13，共一个监测点；第三层的荷载通过第二层悬挑平台11的内、外侧立柱9向下传递，受力较大，第二层悬挑平台11的斜撑10连接上下两层悬挑平台11，受力较大，在第二层与第三层悬挑平台11的四根立柱9和外侧斜撑10的中部两面对称布置应变传感器13，共布置五个监测点，共监测爬模支撑系统2的10个构件，布置22个应力传感器13，对监测点根据监测构件的位置进行编号，应变传感器13通过支座固定在爬模支撑系统2构件上，支座通过点焊与构件连接，数据采集设备12通过支座固定在混凝土试验墩1上，所述全站仪布置在加载试验场地上，用于记录爬模支撑系统2关键受力点的三维空间变化情况，全站仪观测的关键受力点共设有三处，分别布设在第三层操作平台6远离悬挑平台11一端角部前侧、第三层悬挑平台11远离操作平台6一端角部前侧和外侧；所述加载系统包括设于试验墩1一侧场地上的起重机，所述起重机将加载砝码堆载至爬模支撑系统2顶端的第三层悬挑平台11上，所述加载砝码包括混凝土砌块和沙袋，所述混凝土砌块对称放置于第三层悬挑平台11两侧，所述沙袋堆放于第三层悬挑平台11中部空隙处。

所述爬模支撑系统2的导轨2、附墙支座4和承重三脚架立柱9采用Q345钢制作，其他部位构件均采用Q235钢制作，爬模支撑系统2构件之间采用满焊、U型螺栓或高强螺栓连接。根据该试验的特点，应当选择精度高、耐久性好，并且比较经济的监测设备。经过对比和筛选，数据采集设备12选用南京葛南实业公司生产的MCU-32型分布式模块化自动测量单元，该设备为开放式结构，模块化组合，测量精度高，系统稳定可靠，具有较强的抗环境电磁干扰和抗工频干扰能力，应变传感器13选用振弦式应变计，使用南京葛南实业公司生产的VWS-10F型振弦式表面应变计，其两侧为应变计固定夹具，中间为振弦式应变计，全站仪选用苏-光RTS112SR8全站仪进行现场量测。

具体使用时，包括如下步骤：

步骤一：对试验爬模支撑系统2的极限承载力进行估算，根据传力途径的分析，对第二层和第三层的主梁7通过钢结构受弯理论进行极限承载力估算，对第二层的立柱9通过钢结构受弯理论进行极限承载力估算，对混凝土试验墩1的抗剪极限承载力和锚固件5的抗拔极限承载力进行估算，通过对爬模支撑系统2的关键部位的计算，来估算试验爬模支撑系统2极限承载力，为试验加载方案设计提供依据；

步骤二：确定试验加载方案，根据步骤一极限承载力的估算和现场试验加载区域较小、加载过程人员安全等实际情况，试验采用分级加载和力-空间位置变化控制，规范计算的极限承载力较为安全，爬模支撑系统2极限承载力较计算值偏大，在试验中采用大于计算值的荷载值进行加载保证试验成功，试验以监测构件应变值是否达到临界值、爬模支撑系统构件是否有明显变形、爬模支撑系统是否倾覆破坏失去体系稳定性；加载制度根据现场实际加载情况随时进行调整，加载采用分级加载试验制度，根据试验条件，荷载施加通过起重机吊装混凝土砌块和沙袋堆载的方式进行；

步骤三：根据步骤二确定的加载方案，进行现场加载试验，通过分级加载，每次加载后静置10min，进行关键点的三维坐标测量，静置15min后开始下一级荷载的施加；

步骤四：卸载，加载试验完成后，进行逐级卸载，根据现场观察，监测构件的应变是否残留，构件的变形是否恢复；

步骤五：对数据采集设备12的监测数据绘制关系图，根据应变传感器13记录的应变值，在去除无效数据后绘制荷载与应变曲线图，根据试验全站仪记录的三维坐标变化值绘制折线图；

步骤六：根据步骤五图谱分析试验结果，得到爬模支撑系统2的关键受力部位，分析其失稳时的临界承载力，在实际设计中应重点考虑。

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

Claims (6)

1.一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置，其特征在于：包括试验墩（1）、爬模支撑系统（2）、监测系统和加载系统，所述试验墩（1）为钢筋混凝土结构，砌筑在加载试验场地上；所述爬模支撑系统（2）通过导轨（3）滑动安装在附墙支座（4）上，所述附墙支座（4）通过锚固件（5）固定设置在试验墩（1）上，所述爬模支撑系统（2）包括自下而上设置的三层操作平台（6）和三层悬挑平台（11），所述监测系统包括数据采集设备（12）、应变传感器（13）和全站仪，所述数据采集设备（12）固定在试验墩（1）上，所述应变传感器（13）布置在操作平台（6）和悬挑平台（11）的主要受力构件上并与数据采集设备（12）电连接，所述全站仪布置在加载试验场地上，用于记录爬模支撑系统（2）关键受力点的三维空间变化情况；所述加载系统包括设于试验墩（1）一侧场地上的起重机，所述起重机将加载砝码堆载至爬模支撑系统（2）顶端的第三层悬挑平台（11）上。

2.根据权利要求1所述的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置，其特征在于：所述操作平台（6）和悬挑平台（11）均为由主梁（7）和次梁（8）焊接固定而成的桁架结构，操作平台（6）和操作平台（6）之间、悬挑平台（11）和悬挑平台（11）之间均通过立柱（9）相连，悬挑平台（11）外侧立柱（9）之间通过斜撑（10）加固，第二层和第三层悬挑平台（11）仅用最外侧主梁（7）和操作平台（6）相连，位于最底部的第一层悬挑平台（11）不与操作平台（6）相连。

3.根据权利要求2所述的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置，其特征在于：所述应变传感器（13）采用对称布置原则，每个监测点处布置两个应变传感器（13）；第三层操作平台（6）的主梁（7）部位布置两个监测点，两个应变传感器（13）对称布置在主梁（7）的上翼缘边缘，两个应变传感器（13）对称布置在上下翼缘中部；第二层操作平台（6）的主梁（7）部位布置三个监测点，四个应变传感器（13）分别对称布置在内侧和外侧主梁（7）的上下翼缘中部，两个应变传感器（13）对称布置在内侧和外侧主梁（7）的腹板中部；设置在第二层与第三层操作平台（6）靠近悬挑平台（11）一端的外侧立柱（9）中部内外两面对称布置应变传感器（13），共一个监测点；第二层与第三层悬挑平台（11）的四根立柱（9）和外侧斜撑（10）的中部两面对称布置应变传感器（13），共布置五个监测点。

4.根据权利要求2所述的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置，其特征在于：所述全站仪观测的关键受力点共设有三处，分别布设在第三层操作平台（6）远离悬挑平台（11）一端角部前侧、第三层悬挑平台（11）远离操作平台（6）一端角部前侧和外侧。

5.根据权利要求1所述的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置，其特征在于：所述试验墩（1）水平截面为一横置的U形槽，所述爬模支撑系统（2）设置在试验墩（1）一侧槽帮上，其悬挑平台（11）设置于试验墩（1）槽底一端。

6.根据权利要求1所述的一种角部悬挑爬模支撑系统稳定加载试验装置，其特征在于：所述加载砝码包括混凝土砌块和沙袋，所述混凝土砌块对称放置于第三层悬挑平台（11）两侧，所述沙袋堆放于第三层悬挑平台（11）中部空隙处。

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