一种提篮式单梁荷载试验加载反力装置的制作方法

1.本发明涉及土木工程试验技术领域，尤其涉及一种提篮式单梁荷载试验加载反力装置。


背景技术：

2.土-基础-结构相互作用是土木工程学科中的重大研究课题，几十年来一直引起国内外的广泛重视和研究。
3.传统建筑桥梁等结构的设计计算基于刚性基础假定，将土体、基础、结构作为彼此离散的独立单元进行静力平衡分析计算。但对于大型复杂结构的设计，沿用传统刚性基础假定并不合理。近年来的研究结果证实，土体、基础、结构三者相互联系，相互影响，应作为一个整体进行耦合分析。土-基础-结构相互作用涉及岩土工程、结构工程、地震工程等多个领域，并包括非线性、大变形、接触面、局部不连续等诸多前沿研究课题。目前对于土-基础-结构相互作用的研究方法主要有理论分析法和试验方法，其中现场试验方法是研究土-基础-结构相互作用最有效的途径。现场试验能反映基础、结构在自然土体条件下的工作性状，并对分析研究提供重要的理论依据和实际数据，从而推动相关研究工作的深入。
4.对单片梁进行荷载试验，是检测梁体承载能力的重要手段，目前国内外针对土-基础-结构相互作用进行的现场试验非常有限，且存在以下问题：（1）加载方式多用混凝土块，大跨径的梁需混凝土加载块近百吨，运输困难；（2）混凝土质量以体积估算，实际加载质量和计算质量存在偏差；（3）混凝土块以吊装方式，难以精准定位，加载位置与计算位置偏差；（4）堆载方式为均布荷载，梁体弯矩为弧线形，传感器粘贴位置很难精确定位弯矩最大处，造成测量值偏小。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，在现有梁体的基础上，免去了混凝土块运输的不便，又可精确施加试验力，并实现等值弯矩区，保证试验的准确性，提供一种提篮式单梁荷载试验加载反力装置。
6.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种提篮式单梁荷载试验加载反力装置，包括垂直设置在反力梁下方的试验梁和配重梁；所述试验梁设置在中间，所述配重梁设置在两端；所述配重梁与反力梁之间设置有支撑体；所述反力梁上穿插有多个吊杆；所述吊杆通过置于反力梁上下两端的钢垫板和螺母固定与反力梁上；所述反力梁前后两面均设有工字钢，所述工字钢通过钢垫板固定于反力梁；从所述试验梁至反力梁之间依次设有分配梁、横梁、千斤顶以及压力传感器。
7.进一步的，所述横梁与千斤顶、千斤顶与传感器以传感器与反力梁之间均设有钢板。
8.进一步的，所述反力梁上穿插有四个吊杆，所述吊杆设置在配重梁的左右两侧。
9.进一步的，所述配重梁下方垫有垫梁，所述垫梁通过配重梁的左右两侧的吊杆与反力梁连接；所述垫梁下方还焊接有加强钢板。
10.进一步的，所述吊杆上设置有轴力监测传感器。
11.进一步的，所述工字钢外表面设置有多个倾斜监测传感器。
12.进一步的，所述试验梁下方垫有台座。
13.进一步的，所述试验梁上设有两个与反力梁平行的分配梁，分别设置在反力梁梁体中心线下方的两侧；所述分配梁位于横梁的两端的下方，并与横梁垂直；所述分配梁的长度与试验梁宽度相同或者略长于试验梁宽度；所述分配梁下方垫有2~3cm的砂。
14.进一步的，所述支撑体为铁支架或枕木。
15.进一步的，所述试验梁和配重梁为箱梁、t型梁或者空心板梁。
16.本发明的有益效果：本发明与传统使用地锚等方式相比，在使用便捷性及成本方面均有明显优势，成本低，并方便移动；并解决了以下问题：（1）加载方式多用混凝土块，大跨径的梁需混凝土加载块近百吨，运输困难；（2）混凝土质量以体积估算，实际加载质量和计算质量存在偏差；（3）混凝土块以吊装方式，难以精准定位，加载位置与计算位置偏差；（4）堆载方式为均布荷载，梁体弯矩为弧线形，传感器粘贴位置很难精确定位弯矩最大处，造成测量值偏小。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
18.图1是实施例1的装置正视图。
19.图2是实施例1的装置俯视图。
20.图3是实施例1的装置侧视方向的吊杆示意图。
21.图4是实施例1的装置正视方向的最右侧吊杆示意图。
22.图5是实施例2的装置正视图。
23.图6是实施例3的装置正视图。
24.附图说明：1-反力梁；2-配重梁；3-试验梁；4-吊杆；5-螺母；6-台座；7-分配梁；8-横梁；9-千斤顶；10-压力传感器；11-支撑体；12-垫梁；13-轴力监测传感器；14-倾斜监测传感器。
具体实施方式
25.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
29.实施例1，如图1、图2、图3和图4所示，一种提篮式单梁荷载试验加载反力装置，包括垂直设置在反力梁1下方的试验梁3和配重梁2；所述试验梁3设置在中间，所述配重梁2设置在两端；所述配重梁2与反力梁1之间设置有支撑体11；所述反力梁1上穿插有多个吊杆4；所述吊杆4通过置于反力梁1上下两端的钢垫板和螺母5固定与反力梁1上；所述反力梁1前后两面均设有工字钢，所述工字钢通过钢垫板固定于反力梁1；从所述试验梁3至反力梁1之间依次设有分配梁7、横梁8、千斤顶9以及压力传感器10；所述试验梁3和配重梁2为t型梁（横截面形式为t型的梁，t形截面随着翼板的宽度增大，可使受压区高度减小，内力偶臂增大，会使所需的受拉钢筋面积减小）。
30.其中，反力梁1长度11m，可采用两根56号以上工字钢焊接而成；横梁8长度2m，可采用两个40号以上工字钢焊接而成。
31.在本实施例中，所述横梁8与千斤顶9、千斤顶9与传感器以传感器与反力梁1之间均设有钢板；采用千斤顶9加载，可精确控制加载力，使实际加载力与计算加载力一致，从而保证加载效果。
32.其中，所述反力梁1上穿插有四个吊杆4，所述吊杆4设置在配重梁2的左右两侧，其中吊杆4采用精轧螺纹钢吊杆4，长度为5m。
33.其中，所述配重梁2下方垫有垫梁12，所述垫梁12通过配重梁2的左右两侧的吊杆4与反力梁1连接；垫梁12长度3.5m，共两根，可采用两个30号以上工字钢焊接而成，并在下方焊接加强钢板，加强钢板长1.0m，与垫梁12同宽，厚度10mm以上，焊缝通长，不可点焊。
34.其中，所述吊杆4上设置有轴力监测传感器13，监测试验中吊杆4受力是否处在安全范围。
35.其中，所述工字钢外表面设置有多个倾斜监测传感器14，反力梁1安装倾斜监测传感器，避免试验过程中发生扭转产生倾覆风险。
36.其中，所述试验梁3下方垫有台座6。
37.在本实施例中，所述试验梁3上设有两个与反力梁1平行的分配梁7（可采用钢轨或者20号工字钢代替），分别设置在反力梁1梁体中心线下方的两侧；所述分配梁7位于横梁8的两端的下方，并与横梁8垂直；所述分配梁7的长度与试验梁3宽度相同或者略长于试验梁3宽度；所述分配梁7下方垫有2cm的砂，使试验梁3梁面受力均匀；采用横梁8加分配梁7的方式，将加载力分配为两个集中力，试验梁3弯矩在梁分配梁7之间均等，为精确测试梁体应变创造条件。
38.其中，所述支撑体11为铁支架或枕木。
39.实施例2，如图5所示，一种提篮式单梁荷载试验加载反力装置，包括垂直设置在反力梁1下方的试验梁3和配重梁2；所述试验梁3设置在中间，所述配重梁2设置在两端；所述配重梁2与反力梁1之间设置有支撑体11；所述反力梁1上穿插有多个吊杆4；所述吊杆4通过
置于反力梁1上下两端的钢垫板和螺母5固定与反力梁1上；所述反力梁1前后两面均设有工字钢，所述工字钢通过钢垫板固定于反力梁1；从所述试验梁3至反力梁1之间依次设有分配梁7、横梁8、千斤顶9以及压力传感器10；所述试验梁3和配重梁2为箱梁（内部为空心状的单箱箱梁，上部两侧有翼缘，类似箱子；可分单箱、多箱等，作用在箱梁上的主要荷载是恒载与活载。恒载是对称作用的，而箱形梁截面基本上也是对称的，所以恒载一般不会产生偏心作用；活载可以是对称作用，也可以是非对称偏心作用，必须分别加以考虑。箱梁在偏心荷载作用下，将产生纵向弯曲、扭转、畸变及横向挠曲四种基本变形状态；在同跨度条件下，箱梁的抗扭能力比其他任何梁都要强）。
40.其中，反力梁1长度11m，可采用两根56号以上工字钢焊接而成；横梁8长度2m，可采用两个40号以上工字钢焊接而成。
41.其中，所述横梁8与千斤顶9、千斤顶9与传感器以传感器与反力梁1之间均设有钢板；采用千斤顶9加载，可精确控制加载力，使实际加载力与计算加载力一致，从而保证加载效果。
42.其中，所述反力梁1上穿插有四个吊杆4，所述吊杆4设置在配重梁2的左右两侧，其中吊杆4采用精轧螺纹钢吊杆4，长度为5m。
43.在本实施例中，所述配重梁2下方垫有垫梁12，所述垫梁12通过配重梁2的左右两侧的吊杆4与反力梁1连接；垫梁12长度3.5m，共两根，可采用两个30号以上工字钢焊接而成，并在下方焊接加强钢板，加强钢板长1.0m，与垫梁12同宽，厚度10mm以上，焊缝通长，不可点焊。
44.其中，所述吊杆4上设置有轴力监测传感器13，监测试验中吊杆4受力是否处在安全范围。
45.其中，所述工字钢外表面设置有多个倾斜监测传感器14，反力梁1安装倾斜监测传感器，避免试验过程中发生扭转产生倾覆风险。
46.其中，所述试验梁3下方垫有台座6。
47.在本实施例中，所述试验梁3上设有两个与反力梁1平行的分配梁7（可采用钢轨或者20号工字钢代替），分别设置在反力梁1梁体中心线下方的两侧；所述分配梁7位于横梁8的两端的下方，并与横梁8垂直；所述分配梁7的长度与试验梁3宽度相同或者略长于试验梁3宽度；所述分配梁7下方垫有2.5cm的砂，使试验梁3梁面受力均匀；采用横梁8加分配梁7的方式，将加载力分配为两个集中力，试验梁3弯矩在梁分配梁7之间均等，为精确测试梁体应变创造条件。
48.其中，所述支撑体11为铁支架或枕木。
49.实施例3，如图6所示，一种提篮式单梁荷载试验加载反力装置，包括垂直设置在反力梁1下方的试验梁3和配重梁2；所述试验梁3设置在中间，所述配重梁2设置在两端；所述配重梁2与反力梁1之间设置有支撑体11；所述反力梁1上穿插有多个吊杆4；所述吊杆4通过置于反力梁1上下两端的钢垫板和螺母5固定与反力梁1上；所述反力梁1前后两面均设有工字钢，所述工字钢通过钢垫板固定于反力梁1；从所述试验梁3至反力梁1之间依次设有分配梁7、横梁8、千斤顶9以及压力传感器10；所述试验梁3和配重梁2为空心板梁（与箱梁相比，空心板梁的截面高度较小，空心板梁受力以抗压和抗弯为主）。
50.在本实施例中，反力梁1长度11m，可采用两根56号以上工字钢焊接而成；横梁8长
度2m，可采用两个40号以上工字钢焊接而成。
51.在本实施例中，所述横梁8与千斤顶9、千斤顶9与传感器以传感器与反力梁1之间均设有钢板；采用千斤顶9加载，可精确控制加载力，使实际加载力与计算加载力一致，从而保证加载效果。
52.其中，所述反力梁1上穿插有四个吊杆4，所述吊杆4设置在配重梁2的左右两侧，其中吊杆4采用精轧螺纹钢吊杆4，长度为5m。
53.在本实施例中，所述配重梁2下方垫有垫梁12，所述垫梁12通过配重梁2的左右两侧的吊杆4与反力梁1连接；垫梁12长度3.5m，共两根，可采用两个30号以上工字钢焊接而成，并在下方焊接加强钢板，加强钢板长1.0m，与垫梁12同宽，厚度10mm以上，焊缝通长，不可点焊。
54.其中，所述吊杆4上设置有轴力监测传感器13，监测试验中吊杆4受力是否处在安全范围。
55.其中，所述工字钢外表面设置有多个倾斜监测传感器14，反力梁1安装倾斜监测传感器，避免试验过程中发生扭转产生倾覆风险。
56.其中，所述试验梁3下方垫有台座6。
57.在本实施例中，所述试验梁3上设有两个与反力梁1平行的分配梁7（可采用钢轨或者20号工字钢代替），分别设置在反力梁1梁体中心线下方的两侧；所述分配梁7位于横梁8的两端的下方，并与横梁8垂直；所述分配梁7的长度与试验梁3宽度相同或者略长于试验梁3宽度；所述分配梁7下方垫有3cm的砂，使试验梁3梁面受力均匀；采用横梁8加分配梁7的方式，将加载力分配为两个集中力，试验梁3弯矩在梁分配梁7之间均等，为精确测试梁体应变创造条件。
58.其中，所述支撑体11为铁支架或枕木。
59.本发明与传统使用地锚等方式相比，在使用便捷性及成本方面均有明显优势，成本低，并方便移动；并解决了以下问题：（1）加载方式多用混凝土块，大跨径的梁需混凝土加载块近百吨，运输困难；（2）混凝土质量以体积估算，实际加载质量和计算质量存在偏差；（3）混凝土块以吊装方式，难以精准定位，加载位置与计算位置偏差；（4）堆载方式为均布荷载，梁体弯矩为弧线形，传感器粘贴位置很难精确定位弯矩最大处，造成测量值偏小。
60.本文揭露的结构、功能和连接形式，可以通过其它方式实现。例如，以上所描述的实施例仅是示意性的，例如多个组件可以结合或者集成于另一个组件；另外，在本文各个实施例中的各功能组件可以集成在一个功能组件中，也可以是各个功能组件单独物理存在，也可以两个或两个以上功能组件集成为一个功能组件。
61.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。