一种管梁静载试验装置及使用方法与流程

1.本发明属于真空管道建设施工技术领域，具体涉及一种管梁静载试验装置及使用方法。


背景技术：

2.目前，针对于超高速低真空管道交通施工作业过程中通常采用的管梁结构是一种管道的结构，类似于隧道结构。属于一种梁、壳组合的结构。为保证管梁在后期交通建设中的承载能力和工作状态是否能够满足设计要求，需要对管梁上的静态载荷数据进行试验研究。而管梁竖向与横向的静态载荷需要通过将试验装置移动至管梁内部跨中部位，并通过试验设备上的活动支撑架上横向设置有液压缸来施加横向作用力。通过位移计检测管梁的位移变化量获取数据。由于管梁内部空间受限，且在管梁内部还布置有诸多钢筋，影响部分运输设备将试验装置运输至管梁内部。目前试验装置为人工或传输带传输的方式向管梁内部输送。且在检测过程中需要长时间占用大量的人力及辅助运输设备，导致目前管梁的静态载荷数据检测设备检测效率低，使用不方便。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种管梁静载试验装置及使用方法，旨在能够解决现有技术中管梁的静态载荷数据检测设备检测效率低，使用不方便的问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种管梁静载试验装置，包括：
5.加载架，所述加载架的下方设置有沿竖直方向设置的第一动力件及沿水平方向设置的第二动力件，所述加载架的底部设置有沿所述加载架长度方向移动的行走轮；
6.抗拔桩，数量为两个，固定设置在所述加载架的下方，且沿所述加载架的长度方向间隔布置；
7.第一拉杆，一端与两个所述抗拔桩其中一个铰接连接，另一端可以拆卸设置在所述加载架上；
8.第二拉杆，与所述第一拉杆分别铰接设置在两个所述抗拔桩上，所述第二拉杆的另一端可拆卸设置在所述加载架上；
9.位移检测单元，用于检测管梁的变形量。
10.在一种可能的实现方式中，所述加载架上沿所述加载架的长度方向滑动设置有两个连接辊，所述第一拉杆与所述第二拉杆分别铰接连接在两个所述连接辊上。
11.在一种可能的实现方式中，沿所述加载架长度方向分别间隔设置有用于放置加载架的放置台和用于拉动加载架移动的拉拽单元，两个所述抗拔桩位于所述放置台与所述拉拽单元之间。
12.在一种可能的实现方式中，所述拉拽单元包括：
13.卷线盘，所述卷线盘上绕设有用于拉拽所述加载架移动的紧固绳；
14.导向架，设置在所述卷线盘靠近所述放置台一侧，所述导向架上转动设置有第一
导向轮；
15.驱动件，与所述卷线盘上的转动轴传动连接，用于带动所述卷线盘上的转动轴转动收紧所述紧固绳。
16.在一种可能的实现方式中，所述放置台远离所述拉拽单元的一侧转动设置有第二导向轮。
17.在一种可能的实现方式中，所述第二拉杆的端部固定连接有用于与所述连接辊连接的钩体，所述钩体的开口朝向所述第一拉杆设置。
18.在一种可能的实现方式中，所述第二拉杆沿竖直方向设置时，所述钩体远离所述第二拉杆的内壁自上而下逐渐向靠近所述第一拉杆的方向倾斜设置。
19.在一种可能的实现方式中，所述抗拔桩的底部固定连接有用于防止所述抗拔桩向上移动的弯折翼板，所述弯折翼板自上而下逐渐向所述抗拔桩的外侧延伸设置。
20.在一种可能的实现方式中，所述加载架上沿竖直方向间隔设置有两个导杆，所述连接辊的外径自所述连接辊的中部向两端逐渐变大，且所述连接辊的中部位于两个所述导杆之间。
21.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过在地面上固定安装有两个间隔设置的抗拔桩。管梁可以放置在两个抗拔桩之间，在抗拔桩上分别铰接设置有第一拉杆和第二拉杆。位移检测单元包括多个位移计和与位移计信号输出端连接的信号采集器。在使用时，通过将需要做静载试验的管梁放置到两个抗拔桩之间，并将管梁的两端分别朝向两个抗拔桩。并在管梁上均匀设置多个检测点，并在每个检测点上安装有位移计。通过推动加载架穿设于管梁内部并将第一拉杆和第二拉杆连接到加载架上。根据试验数据控制第一动力件向管梁施加相应的作用力，根据位移计采集管梁相应的变形量。同时也可以根据试验数据通过第二动力件向管梁施加作用力，可以同时向管梁施加横向及竖向的作用力。操作过程简单，且能够快速有效完成对管梁的检测，能够有效提高对管梁的静态载荷数据检测的检测效率。
22.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括一种管梁静载试验装置的使用方法，其步骤为：
23.步骤1：在管梁的跨中下部布置多个位移检测单元，用于检测管梁的变形情况，并进行采集；
24.步骤2：通过拉拽单元将加载架拉入管梁内部，并使第一拉杆和第二拉杆分别连接到加载架上，并启动第一动力件，使第一动力件的驱动力作用到管梁上；观察检测单元的检测数据；
25.步骤3：启动第二动力件，使第二动力件的驱动力作用到管梁的两侧侧壁上并观察检测单元的检测数据，其中，步骤3与步骤2可以同时启动也可以单独启动；
26.步骤4：检测完成后，收回第一动力件和第二动力件，并将第二拉杆从加载架上移除，通过将卷线盘上的绳索绕过第二导向轮后与再连接到加载架上，启动驱动件可以将加载架收回到放置台上，并收回绳索，可以进行下一个管梁的检测。
27.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过卷线盘上的绳索与第二导向轮的结合，能够完成加载架从管梁内部沿水平方向移除，在检测之前可以通过卷线盘拉动加载架移动至管梁内部，在使用完成后，同时可以通过卷线盘将加载架从管梁内部移除。在使
用过程中避免了使用大型吊装设备对加载架的吊装与移动。同时本方法适用于管状梁的检测。能够有效降低加载架移动至管梁内部或从管梁内部移出的繁琐步骤，有效提高对管梁的检测效率。
附图说明
28.图1为本发明实施例提供的管梁静载试验装置的结构示意图；
29.图2为本发明实施例提供的加载架输送状态的结构示意图；
30.图3为图2中a部的局部放大图；
31.图4为本发明实施例提供的管梁静载试验装置的的侧视图；
32.图5为本发明实施例提供的连接辊安装结构示意图。
33.附图标记说明：
34.1、加载架；11、第一动力件；12、第二动力件；13、行走轮；14、导杆；2、抗拔桩；21、弯折翼板；3、第一拉杆；4、第二拉杆；41、钩体；5、检测点；6、连接辊；7、放置台；71、第二导向轮；8、拉拽单元；81、卷线盘；82、导向架；821、第一导向轮；83、驱动件。
具体实施方式
35.为了使本发明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，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
36.请一并参阅图1、图2及图4，现对本发明提供的管梁静载试验装置进行说明。所述管梁静载试验装置，包括加载架1、抗拔桩2、第一拉杆3、第二拉杆4和位移检测单元。加载架1的下方设置有沿竖直方向设置的第一动力件11及沿水平方向设置的第二动力件12；抗拔桩2数量为两个，固定设置在加载架1的下方，且沿加载架1的长度方向间隔布置；第一拉杆3一端与两个抗拔桩2其中一个铰接连接，另一端可以拆卸设置在加载架1上；第二拉杆4与第一拉杆3分别铰接设置在两个抗拔桩2上，第二拉杆4的另一端可拆卸设置在加载架1上；位移检测单元用于检测管梁的变形量。
37.本实施例提供的管梁静载试验装置，与现有技术相比，通过在地面上固定安装有两个间隔设置的抗拔桩2。管梁可以放置在两个抗拔桩2之间，在抗拔桩2上分别铰接设置有第一拉杆3和第二拉杆4。位移检测单元包括多个位移计和与位移计信号输出端连接的信号采集器。在使用时，通过将需要做静载试验的管梁放置到两个抗拔桩2之间，并将管梁的两端分别朝向两个抗拔桩2。并在管梁上均匀设置多个检测点5，并在每个检测点5上安装有位移计。通过推动加载架1穿设于管梁内部并将第一拉杆3和第二拉杆4连接到加载架1上。根据试验数据控制第一动力件11向管梁施加相应的作用力，根据位移计采集管梁相应的变形量。同时也可以根据试验数据通过第二动力件12向管梁施加作用力，可以同时向管梁施加横向及竖向的作用力。操作过程简单，且能够快速有效完成对管梁的检测，能够有效提高对管梁的静态载荷数据检测的检测效率。
38.具体地，本实施例中，加载架1上与第一拉杆3和第二拉杆4的连接位置分别位于第一拉杆3与抗拔桩2铰接轴和第二拉杆4与抗拔桩2铰接轴的正上方。使第一动力件11在向管梁施加加载力时，第一拉杆3与第二拉杆4保持竖直状态。
39.具体地，本实施例中，第一动力件11与第二动力件12均为液压千斤顶。管梁静载试验装置还包括用于向第一动力件11与第二动力件12连接的液压泵站。
40.具体地，本实施例中，第一动力件11与第二动力件12的推顶端均设有枕木。
41.具体地，本实施例中，加载架1的底部设置有沿加载架1长度方向移动的行走轮13。加载架1的底部安装有行走轮13，便于调节加载架1在管梁内部的位置。在使用时，第一动力件11先将加载架1顶起，在通过第一拉杆3与第二拉杆4将载荷力施加到管梁上，并且在第一拉杆3与第二拉杆4为竖直状态时，行走轮13脱离管梁且位于管梁施力面的上方。在试验完成后，通过第一动力件11的驱动端收回，使行走轮13贴合到管梁施力面上，便于将加载架1从管梁内部移出。
42.在一些实施例中，上述加载架1可以采用如图2、图3所示结构。一并参见图2、图3，加载架1上沿加载架1的长度方向滑动设置有两个连接辊6，第一拉杆3与第二拉杆4分别铰接连接在两个连接辊6上。第一拉杆3与第二拉杆4远离抗拔桩2的一端设置有两个间隔平行设置的支撑筋。两个支撑筋分别铰接设置在连接辊6的两端。在使用时，可以先将加载架1移动至管梁内部。在通过转动第一拉杆3和第二拉杆4及调整连接辊6在加载架1上的位置。先将第一拉杆3与第二拉杆4与连接辊6进行连接。再通过第一动力件11的驱动端抵触到管梁上带动加载架1向上移动，第一拉杆3与第二拉杆4逐渐向竖直方向转动，从而使第一拉杆3与第二拉杆4带动连接辊6在加载架1上滑动，直至第一拉杆3与第二拉杆4保持竖直状态。可以减少对加载架1位置的调整。在放置加载架1的位置时，仅需将两个抗拔桩2在竖直方向的投影均位于连接辊6在加载架1上滑动范围的投影内部即可。提高试验效率。
43.在一些实施例中，上述管梁静载试验装置可以采用如图1、图2所示结构。一并参见图1、图2，沿加载架1长度方向分别间隔设置有用于放置加载架1的放置台7和用于拉动加载架1移动的拉拽单元8，两个抗拔桩2位于放置台7与拉拽单元8之间。放置台7与拉拽单元8分别位于两个抗拔桩2的外侧。在放置管梁时，加载架1位于放置台7上。在管梁放置完成后，通过拉拽单元8将加载架1拉拽至管梁内部，可以减少对吊装设备的使用，降低试验成本。
44.本实施例中，放置台7的高度高于管梁内部地面的高度。并且在加载架1的底部沿加载架1的长度方向间隔设置有多组行走轮13。可以在加载架1输送至管梁内部时，可以通过行走轮13滑入管梁内部。
45.在一些实施例中，上述拉拽单元8可以采用如图1、图2所示结构。一并参见图1、图2，拉拽单元8包括卷线盘81、导向架82和驱动件83。卷线盘81上绕设有用于拉拽加载架1移动的紧固绳；导向架82设置在卷线盘81靠近放置台7一侧，导向架82上转动设置有第一导向轮821；驱动件83与卷线盘81上的转动轴传动连接，用于带动卷线盘81上的转动轴转动收紧紧固绳。第一导向轮821的高度高于放置台7的顶面。在使用时，卷线盘81上的紧固绳绕设到第一导向轮821上并穿设于管梁内部，从管梁靠近放置台7的一端穿出连接到加载架1上，并通过驱动件83带动卷线盘81的转动轴转动，将紧固绳收卷到卷线盘81上从而拉动加载架1向管梁的方向移动，将加载架1移动到管梁上。
46.可选地，本实施例中，在导向架82上沿竖直方向布置有多个第一导向轮821，可以根据不同高度的管梁选择合适的第一导向轮821。避免紧固绳贴合到管梁上损伤管梁。
47.在一些实施例中，上述放置台7可以采用如图1、图2所示结构。一并参见图1、图2，放置台7远离拉拽单元8的一侧转动设置有第二导向轮71。第二导向轮71的设置，可以当加
载架1需要收回到放置台7上时，可以将紧固绳穿过管梁及放置台7后并绕设在第二导向轮71上与加载架1连接，再通过驱动件83带动卷线盘81的转动轴转动，从而带动紧固绳收纳到卷线盘81上，从而可以拉动加载架1移动至放置台7上。通过第一导向轮821与第二导向轮71的配合，可以通过卷线盘81即可完成加载架1从放置台7上移动至管梁内部，并在试验完成后可以将加载架1从管梁内部移动至放置台7上，整个操作过程不需要使用吊装设备进行辅助作业，节省工步，有效提高试验效率。
48.具体地，本实施例中，在放置台7靠近拉拽单元8的一侧设置有导向架82。导向架82倾斜设置在放置台7的端部，导向架82自上而下逐渐向靠近拉拽单元8的方向倾斜。且导向架82的顶面与放置台7的顶面圆弧过渡设置。
49.在一些实施例中，上述第二拉杆4可以采用如图2、图3及图5所示结构。一并参见图2、图3及图5，第二拉杆4的端部固定连接有用于与连接辊6连接的钩体41，钩体41的开口朝向第一拉杆3设置。第二拉杆4的端部设置有钩体41，在使用时可以将加载架1移动至管梁内部后，加载架1的一端延伸出管梁并位于第二拉杆4的上方。通过调整第二拉杆4上方连接辊6的位置，使连接辊6位于第二拉杆4靠近第一拉杆3的一侧。并转动第二拉杆4使第二拉杆4搭接在连接辊6上。在后期第一动力件11驱动加载架1向上移动时，连接辊6的端部会逐渐向钩体41的方向移动直至移动至钩体41内部，加载架1继续向上移动时，第二拉杆4带动连接辊6向靠近第二拉杆4的方向移动，直至第二拉杆4保持竖直状态。在第二拉杆4与连接辊6连接时，操作方便、便捷。
50.具体地，本实施例中，第一拉杆3可以通过连接辊6连接在加载架1上，在加载架1沿竖直方向移动时，可以通过连接辊6带动第一拉杆3摆动来调节第一拉杆3的状态。在加载架1沿水平方向移动时，可以通过连接辊6在连接架内滑动来改变第一拉杆3与加载架1的相对位置。
51.可选地，本实施例中，在加载架1上设置有用于连接辊6滑动的滑槽，滑槽沿加载架1的长度方向通长设置。在滑槽靠近第一拉杆3的端部设置有限位块，当与第一拉杆3连接的连接辊6抵触到限位块上时，第一拉杆3为竖直状态。
52.在一些实施例中，上述钩体41可以采用如图2、图3及图5所示结构。一并参见图2、图3及图5，第二拉杆4沿竖直方向设置时，钩体41远离第二拉杆4的内壁自上而下逐渐向靠近第一拉杆3的方向倾斜设置。钩体41的开口朝向第一拉杆3，钩体41的内壁倾斜设置，可以在需要将钩体41与连接辊6脱离时，能够通过将第二拉杆4固定在竖直状态，在通过第二动力件12的驱动端向固定端方向移动，使加载架1向下移动，连接辊6通过钩体41内壁的导向自动脱离钩体41，从而实现连接辊6与第二拉杆4的分离。操作过程简单、方便。
53.可选地，本实施例中，在第二拉杆4上设置有用于连接紧固绳的连接部。在需要将第二拉杆4与连接辊6分离时，可以将紧固绳连接到连接部上，防止在加载架1向下移动时，连接辊6带动第二拉杆4向靠近第一拉杆3方向摆动，从而使连接辊6通过钩体41内部倾斜面的导向脱离第二拉杆4。
54.在一些实施例中，上述抗拔桩2可以采用如图2、图3所示结构。一并参见图2、图3，抗拔桩2的底部固定连接有用于防止抗拔桩2向上移动的弯折翼板21，弯折翼板21自上而下逐渐向抗拔桩2的外侧延伸设置。弯折翼板21的数量为多个，多个弯折翼板21一端固定安装在抗拔桩2的底部。另一端位于抗拔桩2沿竖直方向投影的外侧。且弯折翼板21自上而下逐
渐向抗拔桩2的外侧倾斜设置。本实施例中，在地面加工有用于放置抗拔桩2的基坑，并通过向基坑内部浇铸水泥来将抗拔桩2固定到基坑内部，通过弯折翼板21的设置可以加固抗拔桩2固定的稳定性，同时防止在试验过程中抗拔桩2脱离地面或与地面发生相对位移，影响试验精度。
55.可选地，本实施例中，在弯折翼板21远离抗拔桩2的一端固定连接有自下而上逐渐向远离抗拔桩2方向倾斜的弯折部。弯折部与弯折翼板21为一体折弯成型结构。
56.在一些实施例中，上述加载架1可以采用如图5所示结构。参见图5，加载架1上沿竖直方向间隔设置有两个导杆14，连接辊6的外径自连接辊6的中部向两端逐渐变大，且连接辊6的中部位于两个导杆14之间。导杆14的横截面为圆形结构。连接辊6滚动设置在两个导杆14之间。一方面可以对连接辊6进行导向，另一方面可以限位连接辊6沿连接辊6的轴线方向移动。
57.可选地，本实施例中，第二拉杆4端部设置有两个沿连接辊6轴线方向间隔设置的钩体41，在第二拉杆4与连接辊6连接时，两个钩体41分别连接在连接辊6的两端，提高第二拉杆4与连接辊6之间连接的稳定性。
58.具体地，本技术还包括一种管梁静载试验方法，先通过拉拽单元8将加载架1拉动到放置台7上，将管梁吊装放置到两个抗拔桩2之间，并使管路的两端分别朝向两个抗拔桩2之间。并在管路上均匀设置多个检测点5，并在检测点5处安装位移计，并将位移计的信号输出端与信号采集器的信号输入端连接。在通过拉拽单元8将加载架1移动至管梁内部，先通过第一动力件11驱动加载架1向上移动。使加载架1底部的行走轮13脱离管梁。根据试验数据控制第一动力件11向u型梁的底部施加对应的荷载。并通过信号采集器收集数据。再通过第二动力件12支撑到管梁两侧的内壁上，根据试验数据控制第二动力件12向u型梁的两侧施加对应的荷载。并通过信号采集器收集数据。第一动力件11与第二动力件12也可以同时向管梁内部施加对应的荷载，并通过信号采集器对管梁的变形数据进行采集。在管梁的试验完成后，通过第一动力件11的驱动端收回，使加载架1上的行走轮13落到管梁上，并通过拉拽单元8将加载架1从管梁内部移出。并将管梁从两个抗拔桩2之间移出。更换下一个管梁进行循环试验，有效提高管梁静载试验的工作效率。
59.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种管梁静载试验装置的使用方法，其步骤为：
60.步骤1：在管梁的跨中下部布置多个位移检测单元，用于检测管梁的变形情况，并进行采集；
61.步骤2：通过拉拽单元8将加载架1拉入管梁内部，并使第一拉杆3和第二拉杆4分别连接到加载架1上，并启动第一动力件11，使第一动力件11的驱动力作用到管梁上；观察检测单元的检测数据；
62.步骤3：启动第二动力件12，使第二动力件12的驱动力作用到管梁的两侧侧壁上并观察检测单元的检测数据，其中，步骤3与步骤2可以同时启动也可以单独启动；
63.步骤4：检测完成后，收回第一动力件11和第二动力件12，并将第二拉杆4从加载架1上移除，通过将卷线盘81上的绳索绕过第二导向轮71后与再连接到加载架1上，启动驱动件83可以将加载架1收回到放置台7上，并收回绳索，可以进行下一个管梁的检测。
64.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过卷线盘81上的绳索与第二导向
轮71的结合，能够完成加载架1从管梁内部沿水平方向移除，在检测之前可以通过卷线盘81拉动加载架1移动至管梁内部，在使用完成后，同时可以通过卷线盘81将加载架1从管梁内部移除。在使用过程中避免了使用大型吊装设备对加载架1的吊装与移动。同时本方法适用于管状梁的检测。能够有效降低加载架1移动至管梁内部或从管梁内部移出的繁琐步骤，有效提高对管梁的检测效率。
65.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。