CN216645811U - 一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置 - Google Patents

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冯炳
谢天祥
赏炜
陈勇
周吉安
傅振扬
李红刚
陈盛
沈志成
谢婷
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Shaoxing Daming Electric Power Design Institute Co ltd
Zhejiang University ZJU
Shaoxing Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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Shaoxing Daming Electric Power Design Institute Co ltd
Zhejiang University ZJU
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Abstract

本实用新型涉及电力设备技术领域，且公开了一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置。本实用新型包括弯剪复合加载装置、用于支撑弯剪复合加载装置的反力墙与反力桁架、用于固定输电塔节段模型的地面和位于输电塔节段模型构件上方的加载辅助装置，所述加载辅助装置分别连接弯剪复合加载装置和输电塔节段模型，用于传递受力。本设计构思巧妙，使用方便，可以通过简单地施加两个不同高度处的反向水平力，实现弯剪荷载的同步模拟，解决了模拟上部结构荷载作用时的加载点过高的问题，有利于开展土木工程结构的节段荷载试验，特别是输电塔结构荷载试验的开展和研究。

Description

一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置
技术领域
本实用新型涉及电力设备技术领域，具体为一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置。
背景技术
加载装置是力学试验中经常使用的一种装置，对试验结构施加不同类型与大小的荷载，测试不同作用下结构的极限承载力，判断结构的性能。已有的部分加载装置是针对梁式构件完成纯弯曲或者扭转荷载的模拟。土木工程中高耸结构节段模型的弯剪同步加载模拟试验往往需要具有较高高度的水平加载装置，难以在实验室内实现对。
实用新型内容
本实用新型为解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置，包括弯剪复合加载装置、用于支撑弯剪复合加载装置的反力墙与反力桁架、用于固定输电塔节段模型的地面和位于输电塔节段模型构件上方的加载辅助装置，所述加载辅助装置分别连接弯剪复合加载装置和输电塔节段模型，用于传递受力。
优选的，所述弯剪复合加载装置包括不同高度的用于向加载辅助装置施加水平荷载的第一作动器和第二作动器，以调整剪力及弯矩大小。
优选的，所述加载辅助装置为一刚性结构体。
优选的，所述第一作动器连接于加载辅助装置的左上部，所述第二作动器连接于加载辅助装置的右下部。
优选的，所述第一作动器、第二作动器与加载辅助装置之间均设有用于连接且可以拆装的连接件。
优选的，所述连接件包括第一作动器连接板、第一连接固定板、第二连接固定板和第二作动器连接固定板，第一作动器连接板设置在第一作动器的右端，所述第一连接固定板设置在加载辅助装置的左上部，用于和第一连接固定板锚固连接，第二连接固定板设置在加载辅助装置的右下部，第二作动器连接固定板设置在第二作动器的左端，第二连接固定板和第二作动器连接固定板锚固接。
优选的，第一作动器和第二作动器的水平侧向加载荷载通过换算公式计算。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过控制第一作动器和第二作动器的水平施加力大小，实现弯矩和剪力的大小控制，从而模拟输电铁搭节段在不同荷载工况下的受力情况，解决了单作动器进行节段模型上部结构荷载模拟时加载点过高的问题。本设计构思巧妙，使用方便，可以通过简单地施加两个不同高度处的反向水平力，实现弯剪荷载的同步模拟，解决了模拟上部结构荷载作用时的加载点过高的问题，有利于开展土木工程结构的节段荷载试验，特别是输电塔结构荷载试验的开展和研究。
附图说明
图1为输电塔节段模型的结构示意图；
图2为本实用新型示意图；
图3为装置原理说明图。
图中：1、反力墙；2、反力桁架；3、锚固地面；4、加载辅助装置；5、第一做动器；6、第二作动器；7、第一作动器连接固定板；8、第一连接固定板；9、第二连接固定板；10、第二作动器连接固定板；11、输电塔节段模型。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置，如图1-3所示，包括弯剪复合加载装置，用于固定剪复合加载装置的反力墙1与反力桁架2，用于固定输电塔节段模型11的锚固地面3，位于输电塔节段模型11上方用于传递受力的加载辅助装置4，所述加载辅助装置4为一刚性结构体，其下部与预设的输电塔节段模型11锚接传递受力，其左上部设有第一连接固定板8，其右下部设有第二连接固定板9，所述弯剪复合加载装置包括施加水平力的第一作动器5和第二作动器6，可以为千斤顶，所述第一作动器5一侧与反力墙1 锚接，另一侧通过第一作动器固定板7与加载辅助装置4的第一连接固定板8 锚接，所述第二作动器6一侧和反力桁架2锚接，另一侧通过第二作动器连接固定板10和加载辅助装置4的第二连接固定板9连接。
通过控制第一作动器和第二作动器的水平施加力大小，实现弯矩和剪力的大小控制，从而模拟输电铁搭节段在不同荷载工况下的受力情况，解决了单作动器进行节段模型上部结构荷载模拟时加载点过高的问题。在使用过程中，需要把待模拟的剪力P0和弯矩M0通过以下公式换算。图3中P0、M0为待模拟的作用于输电塔节段模型11的上部荷载。
对于给定的节段模型的弯剪荷载：
L0＝M0/P0 (1)
由图3可知
P1L1-P2L2＝P0L0 (2a)
P1-P2＝P0 (2b)
因此有
Figure DEST_PATH_GDA0003560471590000031
Figure DEST_PATH_GDA0003560471590000032
其中P1为第一作动器5施加的水平力，P2为第二作动器6施加的水平力，L1为第一作动器5荷载中心到加载辅助装置4底端之间的距离，L2为第二作动器6荷载中心到加载辅助装置4底端之间的距离，L0为根据弯剪荷载确定的等效力臂。
计算完成后，需要把输电塔节段模型11和反力桁架2与锚固地面3固定。将加载辅助装置4固接于输电塔节段模型11正上方，再将第一作动器连接板 7与第一连接固定板8固接，再将第二作动器连接板10与第二连接固定板9 连接，调整好位置后，将第一作动器5和第二作动器6的另一侧分别与反力墙以及反力桁架连接，施加对应换算后的P1与P2。
结合现实中的使用情况，使第一作动器5和第二作动器6的水平作用力相等，可以形成纯弯加载。
本实用新型通过反力墙和反力桁架实现对竖直加载辅助装置水平荷载的加载，通过控制第一作动器和第二作动器的水平施加力大小，实现弯矩和剪力的大小控制，从而模拟输电铁搭节段在不同荷载工况下的受力情况，解决了单作动器进行节段模型上部结构荷载模拟时加载点过高的问题。本设计构思巧妙，使用方便，可以通过简单地施加两个不同高度处的反向水平力，实现弯剪荷载的同步模拟，解决了模拟上部结构荷载作用时的加载点过高的问题，有利于开展土木工程结构的节段荷载试验，特别是输电塔结构荷载试验的开展和研究。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置，其特征在于：包括弯剪复合加载装置、用于支撑弯剪复合加载装置的反力墙与反力桁架、用于固定输电塔节段模型的地面和位于输电塔节段模型构件上方的加载辅助装置，所述加载辅助装置分别连接弯剪复合加载装置和输电塔节段模型，用于传递受力。
2.根据权利要求1所述的一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置，其特征在于：所述弯剪复合加载装置包括不同高度的用于向加载辅助装置施加水平荷载的第一作动器和第二作动器，以调整剪力及弯矩大小。
3.根据权利要求1所述的一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置，其特征在于：所述加载辅助装置为一刚性结构体。
4.根据权利要求2所述的一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置，其特征在于：所述第一作动器连接于加载辅助装置的左上部，所述第二作动器连接于加载辅助装置的右下部。
5.根据权利要求4所述的一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置，其特征在于：所述第一作动器、第二作动器与加载辅助装置之间均设有用于连接且可以拆装的连接件。
6.根据权利要求5所述的一种输电铁塔节段模型的弯剪模拟实验装置，其特征在于：所述连接件包括第一作动器连接板、第一连接固定板、第二连接固定板和第二作动器连接固定板，第一作动器连接板设置在第一作动器的右端，所述第一连接固定板设置在加载辅助装置的左上部，用于和第一连接固定板锚固连接，第二连接固定板设置在加载辅助装置的右下部，第二作动器连接固定板设置在第二作动器的左端，第二连接固定板和第二作动器连接固定板锚固连接。
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