[发明专利]一种大型三维物理模型试验用高刚度预应力加载框架结构

摘要

一种大型三维物理模型试验用高刚度预应力加载框架结构，包括底座、防变形预应力加载框架组件、载荷施加组件及模型试样制备与运送组件；防变形预应力加载框架组件及模型试样制备与运送组件均设置在底座上，载荷施加组件设置在防变形预应力加载框架组件上；防变形预应力加载框架组件包括中间框架、前端框架及后端框架。在大吨位加载过程中，能够有效控制加载过程中试验设备的自身变形，提高试验数据可信度；彻底摒弃了传统加载框架采用的螺栓连接方式，有效满足硬岩相似材料大吨位加载下的刚度要求；加载框架具有较高的自动化程度，首次配备了人工模型试样制备及运送机构，满足试样制备时的精度检测，大幅度降低了实验人员劳动强度和作业风险。

主权项

1.一种大型三维物理模型试验用高刚度预应力加载框架结构，其特征在于：包括底座、防变形预应力加载框架组件、载荷施加组件及模型试样制备与运送组件；所述防变形预应力加载框架组件及模型试样制备与运送组件均设置在底座上，所述载荷施加组件设置在防变形预应力加载框架组件上；所述防变形预应力加载框架组件包括中间框架、前端框架及后端框架，所述中间框架位于前端框架与后端框架之间；所述中间框架采用多榀式口字型结构，每一榀的中间框架均由顶横梁、左立柱、右立柱及底横梁组成，且任意相邻的两榀中间框架均采用可拆装结构相连；在所述底横梁下表面安装有中间框架滑块，在所述底座上表面安装有框架导轨，通过中间框架滑块使中间框架在框架导轨上具有直线移动自由度；所述中间框架的口字型内腔为模型试样加载腔；所述前端框架包括左反力竖梁、右反力竖梁、反力横梁及反力横梁支座；所述左反力竖梁和右反力竖梁对称固装在反力横梁上，所述反力横梁支座固连在反力横梁下表面，在反力横梁支座下表面安装有前端框架滑块，通过前端框架滑块使前端框架在框架导轨上具有直线移动自由度；在所述反力横梁的中部梁体上开设有一个通孔，该通孔作为模型试样开凿孔，且模型试样开凿孔与模型试样加载腔正对；在所述左反力竖梁及右反力竖梁底端与底座之间均连接有前端框架驱动液压缸，且前端框架驱动液压缸与框架导轨相平行；所述后端框架包括左支撑竖梁、右支撑竖梁、支撑横梁及支撑横梁支座；所述左支撑竖梁和右支撑竖梁对称固装在支撑横梁上，所述支撑横梁支座固连在支撑横梁下表面，在支撑横梁支座下表面安装有后端框架滑块，通过后端框架滑块使后端框架在框架导轨上具有直线移动自由度；在所述左支撑竖梁及右支撑竖梁底端与中间框架底横梁之间均连接有中后端框架驱动液压缸，且中后端框架驱动液压缸与框架导轨相平行；在所述左反力竖梁与左支撑竖梁之间、在右反力竖梁与右支撑竖梁之间、反力横梁与支撑横梁之间均通过预应力拉杆相连，在所述顶横梁、左立柱、右立柱及底横梁上均开设有拉杆通过孔；通过对预应力拉杆施加预紧力，实现中间框架、前端框架及后端框架之间的预应力锁紧。