CN220170766U - 轨道交通用u型梁静载试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轨道交通用U型梁静载试验装置，属于桥梁预制技术领域，包括多组门式反力架、横向静载组件、竖向静载组件和监测器，多组门式反力架沿U型梁长度方向设置，U型梁置于多组门式反力架围成的空间内部，门式反力架连接有适于对U型梁沿竖向进行静载试验的竖向静载组件，多组横向静载组件沿U型梁长度方向设置于U型梁内部，适于沿U型梁宽度方向对U型梁进行横向静载试验，多个监测器均布设于U型梁内壁和外壁，适于监测U型梁发生形变量。本实用新型提供的轨道交通用U型梁静载试验装置，具有能够对U型梁进行竖向静载试验、横向静载试验和横竖组合静载试验，为U型梁静载试验研究提供坚实基础的技术效果。

Description

轨道交通用U型梁静载试验装置

技术领域

本实用新型属于桥梁预制技术领域，更具体地说，是涉及一种轨道交通用U型梁静载试验装置。

背景技术

随着我国的轨道交通事业取得了飞速发展，城市轨道交通U型梁由于其建筑高度低、截面利用率高、造型美观、降噪效果好等优点，越来越受到工程人员的关注。与传统的槽型梁相比，U型梁在底板取消了横向预应力钢筋，两侧腹板不对称，在荷载作用下，其强度、刚度、抗裂性以及极限承载能力是工程师们比较关注的问题，在我国目前在城市轨道交通用U型梁施工中，对U型梁静载试验研究较少。

如现有技术中西南交通大学硕士研究生学位论文，名称为城市轨道交通U型梁静载试验研究的硕士学位论文，其中，使用ANSYS模拟软件对U型梁建立三维有限元模型，对结构进行线性与非线性数值模拟，进行有限元分析。但是，现有技术中还没有一种能够适用于对U型梁进行静载试验的机械设备，从而方便对U型梁进行静载试验，实现竖向静载试验、横向静载试验和横竖组合静载试验，为U型梁静载试验研究提供坚实基础。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种轨道交通用U型梁静载试验装置，旨在解决现有技术中不易对U型梁进行静载试验的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种轨道交通用U型梁静载试验装置，包括：

多组门式反力架，沿U型梁长度方向等间距设置，U型梁置于多组所述门式反力架围成的空间内部，所述门式反力架连接有适于对U型梁沿竖向进行静载试验的竖向静载组件；

多组横向静载组件，沿U型梁长度方向等间距设置，均置于U型梁内部，适于沿U型梁宽度方向对U型梁进行横向静载试验；

多监测器，均布设于U型梁内壁和外壁，适于监测U型梁发生形变量；

其中，通过监测器配合使用多组所述横向静载组件和/或多组所述竖向静载组件对U型梁进行横向静载试验、竖向静载试验和横竖组合静载试验。

在一种可能的实现方式中，所述监测器包括贴于U型梁的传感器和连接所述传感器信号输出端的数据采集器，所述数据采集器用于采集和记录U型梁发生的形变量。

在一种可能的实现方式中，所述门式反力架内侧底部设置有多个支座，所述支座适于支撑U型梁底部在宽度方向上靠近两端位置并使U型梁呈离地状态。

在一种可能的实现方式中，所述竖向静载组件包括连接于所述门式反力架内侧顶部的竖向静载梁、连接于所述竖向静载梁底端的第一千斤顶和连接于所述第一千斤顶底端的第一垫木，所述第一垫木用于抵接U型梁内侧底壁，所述第一千斤顶适于沿竖向推顶U型梁。

在一种可能的实现方式中，所述第一千斤顶连接有驱动器，所述驱动器适于控制所述第一千斤顶伸缩量，以使所述监测器监测U型梁竖向静载形变量。

在一种可能的实现方式中，所述横向静载组件包括呈水平状设置的横向静载梁、连接于所述横向静载梁一端的第二千斤顶、连接于所述第二千斤顶远离所述横向静载梁一端的第二垫木和连接于所述横向静载梁另一端的第三垫木，所述第二垫木和所述第三垫木分别用于抵接U型梁内侧两端，所述第二千斤顶伸缩方向在所述横向静载梁轴向上，且垂直于U型梁长度方向。

在一种可能的实现方式中，所述第二千斤顶连接有油泵，所述油泵用于向所述第二千斤顶供油并控制其伸缩量，以使所述监测器监测U型梁横向静载形变量。

在一种可能的实现方式中，U型梁内部设置有适于承托所述横向静载梁的脚手架。

在一种可能的实现方式中，所述支座上端设置有滑动支座，U型梁位于滑动支座上端，以使U型梁发生纵向滑动。

在一种可能的实现方式中，轨道交通用U型梁静载试验装置还包括分别与所述竖向静载组件和所述横向静载组件连接的控制柜，所述控制柜具有适于控制U型梁竖向静载组件运行和/或横向静载组件运行的控制器。

本实用新型提供的轨道交通用U型梁静载试验装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型轨道交通用U型梁静载试验装置包括多组门式反力架、多组横向静载组件和多个监测器，多组门式反力架沿U型梁长度方向等间距设置，U型梁置于多组门式反力架围成的空间内部，门式反力架连接有适于对U型梁沿竖向进行静载试验的竖向静载组件；多组横向静载组件沿U型梁长度方向等间距设置，均置于U型梁内部，适于沿U型梁宽度方向对U型梁进行横向静载试验；多个监测器均布设于U型梁内壁和外壁，适于监测U型梁发生形变量，解决现有技术中不易对U型梁进行静载试验的技术问题，具有能够对U型梁进行竖向静载试验、横向静载试验和横竖组合静载试验，为U型梁静载试验研究提供坚实基础的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的轨道交通用U型梁静载试验装置的结构示意图(图中虚线表示横向静载组件结构)；

图2为本实用新型实施例提供的轨道交通用U型梁静载试验装置的竖向静载组件结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的轨道交通用U型梁静载试验装置的门式反力架结构示意图；

图4为图3所示的轨道交通用U型梁静载试验装置的门式反力架侧视图；

图5为本实用新型实施例提供的轨道交通用U型梁静载试验装置的横向静载组件结构示意图。

附图标记说明：

1、门式反力架；2、横向静载组件；21、横向静载梁；22、第二千斤顶；23、第二垫木；24、第三垫木；25、油泵；3、竖向静载组件；31、竖向静载梁；32、第一千斤顶；33、第一垫木；4、监测器；41、传感器；42、数据采集器；5、监控器；6、位移监测仪；7、支座；71、滑动支座；8、脚手架；9、控制柜；10、遥控器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的轨道交通用U型梁静载试验装置进行说明。所述轨道交通用U型梁静载试验装置，包括多组门式反力架1、多组横向静载组件2和多个监测器4，多组门式反力架1沿U型梁长度方向等间距设置，U型梁置于多组门式反力架1围成的空间内部，门式反力架1连接有适于对U型梁沿竖向进行静载试验的竖向静载组件3；多组横向静载组件2沿U型梁长度方向等间距设置，均置于U型梁内部，适于沿U型梁宽度方向对U型梁进行横向静载试验；多个监测器4均布设于U型梁内壁和外壁，适于监测U型梁发生形变量；其中，通过监测器4配合使用多组横向静载组件2和/或多组竖向静载组件3对U型梁进行横向静载试验、竖向静载试验和横竖组合静载试验。

本实用新型提供的轨道交通用U型梁静载试验装置，与现有技术相比，通过门式反力架1配合竖向静载组件3和横向静载组件2一起使用，通过多个监测器4监测U型梁发生的形变量，解决现有技术中不易对U型梁进行静载试验的技术问题，具有能够对U型梁进行竖向静载试验、横向静载试验、横竖组合静载试验，为U型梁静载试验研究提供坚实基础的技术效果。

当只需要对U型梁进行竖向静载试验时，此时只需要使用竖向静载组件3进行试验，而不需要使用横向静载组件2；当只需要对U型梁进行横向静载试验时，此时只需要使用横向静载组件2进行试验，而不需要使用竖向静载组件3；当都需要进行横向静载试验和竖向静载试验时，此时应同时使用竖向静载组件3和横向静载组件2进行试验。多个监测器4设置在U型梁上，能够根据对U型梁的加载，监测到发生的形变量。每个监测器4设置的位置可看成是一个测点，通过对多个测点的监测，能判断U型梁发生形变或变形量。也可以是先进行横向静载试验、后进行竖向静载试验，或两者交替使用，或同时使用，本实用新型都可以满足静载试验的需求。

作为优选，在门式反力架1的内侧面或内壁上设置有多个监控器5和位移监测仪6，监控器5用于采集U型梁发生变形的过程，如现有技术中使用的摄像头或录像机等仪器，能够全程采集静载试验的过程，便于后期查看。位移监测仪6用于监测U型梁发生形变的某一位置的变形量。其中监控器5和位移监测仪6设置的位置都可调节，便于对U型梁上不同位置进行监控和监测。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，监测器4包括贴于U型梁的传感器41和连接传感器41信号输出端的数据采集器42，数据采集器42用于采集和记录U型梁发生的形变量。本实施例中传感器41为现有技术产品，如位移传感器41或位移计等，能够监测到U型梁发生的变形量。数据采集器42采用现有技术产品，能够记录、存储和接收数据，便于工作人员查看。门式反力架1的底部通过锚固桩固定在地下，防止门式反力架1发生变形，降低稳定性。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，门式反力架1内侧底部设置有多个支座7，支座7适于支撑U型梁底部在宽度方向上靠近两端位置并使U型梁呈离地状态。在U型梁的宽度方向上，支座7设置为两组，间隔设置，分别位于U型梁的左端和右端，而竖向静载组件3与U型梁的接触位置位于靠近U型梁的中部，与支座7错位设置。多个支座7的高度一致，大小相同，使U型梁被支撑到一定高度，此时利于进行竖向静载试验。U型梁的宽度方向上的中部位置为悬空状态，此位置便于进行竖向静载试验。

具体的，支座7为一种呈长方体型的结构，能够支撑U型梁，其自身不会发生形变或发生的形变量小于U型梁形变量。

作为优选，支座7为一种现有技术中的能调节高度的垫块或垫板，能将U型梁支撑起一定高度，便于进行静载试验，也便于适用于多种不同高度的U型梁的静载试验。当不方便调节竖向静载组件3的高度时，可以使用该可调高度的支座7，先调节好高度，然后放置U型梁。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，竖向静载组件3包括连接于门式反力架1内侧顶部的竖向静载梁31、连接于竖向静载梁31底端的第一千斤顶32和连接于第一千斤顶32底端的第一垫木33，第一垫木33用于抵接U型梁内侧底壁，第一千斤顶32适于沿竖向推顶U型梁。第一千斤顶32对U型梁的推顶位置不在支座7的高度方向上，即在竖向上，第一千斤顶32与支座7是错位设置，通过第一千斤顶32的推顶，能是U型梁发生形变，便于很好监测形变量。

具体的，在附图1中看，第一千斤顶32并列设置为两组，而门式反力架1设置为五组，横向静载组件2也设置为五组，横向静载组件2与竖向静载组件3相互不影响或错位设置，不影响对U型梁进行静载试验。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，第一千斤顶32连接有驱动器(为现有技术，在图中未示出)，驱动器适于控制第一千斤顶32伸缩量，以使监测器4监测U型梁竖向静载形变量。该驱动器类似于现有技术中的一种油泵，能够为第一千斤顶32提供驱动力，从而能完成对U型梁的竖向静载试验。第一千斤顶32的伸缩方向沿竖向，即U型梁的高度方向。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，横向静载组件2包括呈水平状设置的横向静载梁21、连接于横向静载梁21一端的第二千斤顶22、连接于第二千斤顶22远离横向静载梁21一端的第二垫木23和连接于横向静载梁21另一端的第三垫木24，第二垫木23和第三垫木24分别用于抵接U型梁内侧两端，第二千斤顶22伸缩方向在横向静载梁21轴向上，且垂直于U型梁长度方向。以上的第一千斤顶32、第二千斤顶22和第三千斤顶均为现有技术产品，受控后能伸缩，从而推顶U型梁发生变形，以及完成竖向静载试验和横向静载试验的变形监测。第一垫木33、第二垫木23和第三垫木24的尺寸可根据实际情况进行选择使用，完成对U型梁的静载试验。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，第二千斤顶22连接有油泵25，油泵25用于向第二千斤顶22供油并控制其伸缩量，以使监测器4监测U型梁横向静载形变量。油泵25通过管路与第二千斤顶22连通，能提供动力，伸长后可使U型梁变宽，从而监测横向静载形变量。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，U型梁内部设置有适于承托横向静载梁21的脚手架8。脚手架8的作用是支撑横向静载梁21，防止其发生弯曲或变形等，使作用于横向静载梁21上的力能沿其轴向，从而能推顶U型梁发生横向变形。具体的，该脚手架8中部呈交叉式结构，能提高结构稳定性，其自身为可拆卸式结构。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，支座7上端设置有滑动支座71，U型梁位于滑动支座71上端，以使U型梁发生纵向滑动。该滑动支座71类似于现有技术中设置在桥墩上端的滑动支座71，能提供给U型梁有一定的滑动量或范围，允许其在一定范围内发生形变，降小摩擦力，利于很好监测变形量。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，轨道交通用U型梁静载试验装置还包括分别与竖向静载组件3和横向静载组件2连接的控制柜9，控制柜9具有适于控制U型梁竖向静载组件3运行和/或横向静载组件2运行的控制器。控制柜设置在远离门式反力架1的位置，控制器与油泵25、驱动器均电性连接，通过在控制柜9上操控，就可以实现对横向或竖向静载试验。该控制器为一种现有技术产品，连接后能实现对驱动器和油泵25的控制。

作为优选，控制柜9具有无线通讯模块，本实用新型还包括与无线通讯模块无线通讯连接的遥控器10，通过遥控器10可实现与控制器同步控制静载试验的功能，工作人员可以在控制柜9上进行操控，也可以在遥控器10上进行操控，都是可以实现静载试验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.轨道交通用U型梁静载试验装置，其特征在于，包括：

多组门式反力架，沿U型梁长度方向等间距设置，U型梁置于多组所述门式反力架围成的空间内部，所述门式反力架连接有适于对U型梁沿竖向进行静载试验的竖向静载组件；

多组横向静载组件，沿U型梁长度方向等间距设置，均置于U型梁内部，适于沿U型梁宽度方向对U型梁进行横向静载试验；

多个监测器，均布设于U型梁内壁和外壁，适于监测U型梁发生形变量；

其中，通过所述监测器配合使用多组所述横向静载组件和/或多组所述竖向静载组件对U型梁进行横向静载试验、竖向静载试验和横竖组合静载试验。

2.如权利要求1所述的轨道交通用U型梁静载试验装置，其特征在于，所述监测器包括贴于U型梁的传感器和连接所述传感器信号输出端的数据采集器，所述数据采集器用于采集和记录U型梁发生的形变量。

3.如权利要求1所述的轨道交通用U型梁静载试验装置，其特征在于，所述门式反力架内侧底部设置有多个支座，所述支座适于支撑U型梁底部在宽度方向上靠近两端位置并使U型梁呈离地状态。

4.如权利要求1所述的轨道交通用U型梁静载试验装置，其特征在于，所述竖向静载组件包括连接于所述门式反力架内侧顶部的竖向静载梁、连接于所述竖向静载梁底端的第一千斤顶和连接于所述第一千斤顶底端的第一垫木，所述第一垫木用于抵接U型梁内侧底壁，所述第一千斤顶适于沿竖向推顶U型梁。

5.如权利要求4所述的轨道交通用U型梁静载试验装置，其特征在于，所述第一千斤顶连接有驱动器，所述驱动器适于控制所述第一千斤顶伸缩量，以使所述监测器监测U型梁竖向静载形变量。

6.如权利要求1所述的轨道交通用U型梁静载试验装置，其特征在于，所述横向静载组件包括呈水平状设置的横向静载梁、连接于所述横向静载梁一端的第二千斤顶、连接于所述第二千斤顶远离所述横向静载梁一端的第二垫木和连接于所述横向静载梁另一端的第三垫木，所述第二垫木和所述第三垫木分别用于抵接U型梁内侧两端，所述第二千斤顶伸缩方向在所述横向静载梁轴向上，且垂直于U型梁长度方向。

7.如权利要求6所述的轨道交通用U型梁静载试验装置，其特征在于，所述第二千斤顶连接有油泵，所述油泵用于向所述第二千斤顶供油并控制其伸缩量，以使所述监测器监测U型梁横向静载形变量。

8.如权利要求6所述的轨道交通用U型梁静载试验装置，其特征在于，U型梁内部设置有适于承托所述横向静载梁的脚手架。

9.如权利要求3所述的轨道交通用U型梁静载试验装置，其特征在于，所述支座上端设置有滑动支座，U型梁位于滑动支座上端，以使U型梁发生纵向滑动。

10.如权利要求1所述的轨道交通用U型梁静载试验装置，其特征在于，轨道交通用U型梁静载试验装置还包括分别与所述竖向静载组件和所述横向静载组件连接的控制柜，所述控制柜具有适于控制U型梁竖向静载组件运行和/或横向静载组件运行的控制器。