[发明专利]千吨模块化组合式可调自反力台架装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种台架装置，尤其是一种千吨模块化组合式可调自反力台架装置。

背景技术

目前在结构工程的科学研究和工程应用过程中，许多复杂结构的分析计算理论需依靠足尺或大比例试件试验数据的回归来验证和揭示，对于此类尺寸较大的结构试件屈服和破坏荷载比较大；而岩土工程中地下隧洞开挖、边坡工程稳定性等问题也需要进行室内相似模型试验进行研究，特别是对于埋深较大的大比尺模型试验，需要施加大吨位的荷载。在对结构或模型进行加载的过程中，必须有一个足以承受其荷载的加载反力架。

大型反力架是为结构试验和地质力学模型试验加载提供反力的反力台架装置。尤其是对于加载荷载大或加载面积较大的实验，上部一般采用多条横梁提供反力。大型反力架装置的横梁与立柱之间的链接非常重要和关键，特别对于非门式独立框架结构，中间的横梁与同侧前后立柱的连接结构应安装方便、强度和刚度高。

反力架作为一种早期的施加水平荷载的设施由来已久，后来各国对其进行了改进，以日本的建研式反力架为代表，其简单实用，特别适合研究框架柱、砌体墙等的抗震性能。上世纪80年代后期在国内哈工大等高校出现了类似建研式的钢反力架。近年来国内出现了许多类型的反力架，有桩基检测的井形反力架、伞形反力架，还有合肥工业大学用于结构试验的门式反力架。

中国专利ZL200720116990.0公开了一种自平衡多功能结构静载试验加载装置，可以完成钢筋混凝土梁和柱的加载试验。其缺点为加载空间不可调整，无法进行大型结构或模型试验加载。

中国专利ZL200920096460.3涉及一种自平衡加载反力架。自平衡加载反力架由横梁、立柱和八边形节点组成。横梁和立柱均由H型钢构成，两者通过焊接相互连接。八边形节点由一个圆管、两块钢板和八个加劲肋组成。其缺点是连接为焊接，无法进行大型结构或模型试验加载。

中国专利ZL200920110127.3提供的通用反力架由于具有双跨梁结构，可预先将需要安装的加载缸连接在连接板上，将连接板和加载缸整体起吊连接在双跨梁上。实用新型具有的双跨梁结构的通用反力架，还具有结构传力明晰，用材经济等优点。其缺点是反力架不是自反力装置，且梁高度不可调。

中国专利ZL200920037848.6）公开了建筑结构自平衡静载试验装置，属于建筑结构构件的测试设备。其缺点是加载空间不可调整，无法进行大型结构或模型试验加载。

中国专利200810138978.9介绍了一种高地应力准三维可视化模型试验台架装置，该装置的门式反力框架由整体焊接底板、H型截面立柱和横梁组成。该装置为自反力装置，可进行小型模型试验加载，但底板为整体焊接底板，横梁高度不可调，加载吨位较小。

上述反力台架装置各有特点，综合来说现有加载反力架主要有以下缺点：

1) 不少加载反力架需要对各个加力架进行固定，不能实现自平衡；

2) 加载力较大时，需要较好的基础，对实验的地点有一定限制，不能随意挪动，结构刚度和强度也难以保证；

3) 功能单一，一般是针对钢筋混凝土梁或专门的岩土相似模型的试验，不能满足不同结构构件的试验需求，在一定程度上造成试验成本的浪费；

4）加载空间小，且高度固定，不可上下调整，不适应不同的结构或模型加载；

5）国内外的连接结构大部分采用同侧立柱之间安装短横梁、再在短横梁中部连接横梁的方法来实现，加工工艺和安装工艺要求高；

6）反力台架吨位较小，不适用于大吨位（1000吨）加载；

7）反力台架装置不能拼装，不适应现代试验要求。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、安装方便、高强度和大刚度的千吨模块化组合式可调自反力台架装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种千吨模块化组合式可调自反力台架装置，其由拼装型滑动底板装置、立柱、横梁和立柱横梁连接板组成门式结构，立柱下端固定在拼装型滑动底板装置上，位于门式结构同一侧的立柱上部内外侧均安装有对称的立柱横梁连接板，位于门式结构两侧相对的立柱上端通过立柱横梁连接板与横梁两端相连接；所述立柱横梁连接板上垂直设有两块平行连接肋板抄手，位于门式结构同一侧的立柱内外侧之间的两块立柱横梁连接板通过连接肋板抄手用螺栓固定；所述立柱上下方向上设有若干螺栓孔，立柱横梁连接板上设有与立柱上的螺栓孔相配合的螺栓孔。

所述拼装型滑动底板装置包括由上到下依次通过高强螺栓相连的底板、底板横梁和底板横梁连接板，底板的两端通过高强螺栓卡接有底板夹板。