[发明专利]一种桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台

权利要求书

1.一种桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台，其特征在于，该平台包括：

用于设置地基土(30)、水位(31)、深水基础模型(32)和桥塔模型(33)的试验基槽(1)；

安装于试验基槽(1)的顶部用于给模型施加竖向静动力作用的竖向加载系统(2)；

安装于试验基槽(1)的内侧壁上部用于给模型施加两个及以上水平向静动力作用的水平双向加载系统(3)；以及

安装于试验基槽(1)的底部及外侧壁外侧用于试验基槽(1)内给排水及试验水位控制的水位模拟系统(4)。

2.根据权利要求1所述的桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台，其特征在于，所述试验基槽(1)包括实体钢筋混凝土底板(5)、实体钢筋混凝土侧壁板(6)和带加载孔的反力墙(7)。

3.根据权利要求2所述的桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台，其特征在于，在所述试验基槽(1)外围上部沿带加载孔的反力墙(7)布置有安装操作室(8)，作为将水平双向加载系统(3)安装在带加载孔的反力墙(7)上的操作空间。

4.根据权利要求1所述的桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台，其特征在于，所述竖向加载系统(2)包括横梁(9)、立柱(10)、滑动导轨(11)、双向滑动板(12)、竖向电液伺服作动器(13)和球形铰(14)，其中：横梁(9)安装在立柱(10)上，安装位置能够沿立柱(10)上下调整；立柱(10)安装在滑动导轨(11)上；滑动导轨(11)预埋于试验基槽(1)的顶部；双向滑动板(12)固定于横梁(9)上；竖向电液伺服作动器(13)安装在双向滑动板(12)上；球形铰(14)位于竖向电液伺服作动器(13)的下端。

5.根据权利要求4所述的桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台，其特征在于，在水平高频动载作用下，竖向电液伺服作动器(13)上端用球形铰(14)替代双向滑动板(12)，加载过程中通过控制系统实时计算修正水平向电液伺服作动器(17)的荷载值，消除竖向电液伺服作动器(13)角度变化引起的荷载偏差。

6.根据权利要求4所述的桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台，其特征在于，所述双向滑动板(12)包括与横梁(9)连接的连接底座(34)、纵向滑动板(35)、横向滑动底座(36)、横向滑动板(37)以及与竖向电液伺服作动器(13)连接的作动器连接板(38)，能够实现竖向电液伺服作动器(13)沿水平双向滑动，以及对没有水平力加载的试验用锁紧的方式消除滑动。

7.根据权利要求6所述的桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台，其特征在于，所述连接底座(34)通过横梁螺栓孔(39)与横梁(9)连接，作动器连接板(38)通过作动器螺栓孔(40)与竖向电液伺服作动器(13)连接。

8.根据权利要求1所述的桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台，其特征在于，所述水平双向加载系统(3)包括带T型槽的水平加载底座板(15)、带T型槽的作动器安装板(16)、水平向电液伺服作动器(17)和连接杆(18)，其中：带T型槽的水平加载底座板(15)安装在带加载孔的反力墙(7)上或立柱(10)上；带T型槽的作动器安装板(16)安装在带T型槽的水平加载底座板(15)上；水平向电液伺服作动器(17)安装在带T型槽的作动器安装板(16)上并与连接杆(18)连接。

9.根据权利要求8所述的桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台，其特征在于，所述水平向电液伺服作动器(17)可沿带T型槽的加载底座板(15)和带T型槽的作动器安装板(16)的长度方向实现水平横向和竖向移动，从而根据加载工况需要灵活调整加载点位置和数量，通过对水平向电液伺服作动器(17)输入不同的荷载波形和频率参数，实现多向静动力作用模拟。

10.根据权利要求1所述的桥梁深水基础三向静动力加载模型试验平台，其特征在于，所述水位模拟系统(4)包括土工布(19)、透水盖板(20)、渗流管网(21)、集水槽(22)、抽水装置(23)、电动提升装置(24)、竖井(25)、水箱(26)、水位传感器(27)、排水管路(28)和进水管路(29)，其中：

试验基槽(1)底部布置带有2％～5％坡度的渗流管网(21)，渗流管网(21)顶面设有透水盖板(20)和土工布(19)，防止土进入渗流管网(21)内；

渗流管网(21)与集水槽(22)、抽水装置(23)及排水管路(28)连通，试验基槽(1)内的水通过渗流管网(21)汇入集水槽(22)，利用抽水装置(23)抽水，并通过排水管路(28)排出；

水箱(26)安装在电动提升装置(24)上，能够沿竖井(25)深度范围内上下提升；

水箱(26)内设有水位传感器(27)，水位传感器(27)用于测定和控制水箱(26)内水位；

进水管路(29)分别与水箱(26)和集水槽(22)连通。