專利名稱：千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種臺(tái)架裝置，尤其是一種千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置。
背景技術(shù)：
目前在結(jié)構(gòu)工程的科學(xué)研究和工程應(yīng)用過(guò)程中，許多復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算理論需依靠足尺或大比例試件試驗(yàn)數(shù)據(jù)的回歸來(lái)驗(yàn)證和揭示，對(duì)于此類尺寸較大的結(jié)構(gòu)試件屈服和破壞荷載比較大；而巖土工程中地下隧洞開(kāi)挖、邊坡工程穩(wěn)定性等問(wèn)題也需要進(jìn)行室內(nèi)相似模型試驗(yàn)進(jìn)行研究，特別是對(duì)于埋深較大的大比尺模型試驗(yàn)，需要施加大噸位的荷載。 在對(duì)結(jié)構(gòu)或模型進(jìn)行加載的過(guò)程中，必須有一個(gè)足以承受其荷載的加載反力架。大型反力架是為結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)加載提供反力的反力臺(tái)架裝置。尤其是對(duì)于加載荷載大或加載面積較大的實(shí)驗(yàn)，上部一般采用多條橫梁提供反力。大型反力架裝置的橫梁與立柱之間的鏈接非常重要和關(guān)鍵，特別對(duì)于非門式獨(dú)立框架結(jié)構(gòu)，中間的橫梁與同側(cè)前后立柱的連接結(jié)構(gòu)應(yīng)安裝方便、強(qiáng)度和剛度高。反力架作為一種早期的施加水平荷載的設(shè)施由來(lái)已久，后來(lái)各國(guó)對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，以日本的建研式反力架為代表，其簡(jiǎn)單實(shí)用，特別適合研究框架柱、砌體墻等的抗震性能。上世紀(jì)80年代后期在國(guó)內(nèi)哈工大等高校出現(xiàn)了類似建研式的鋼反力架。近年來(lái)國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了許多類型的反力架，有樁基檢測(cè)的井形反力架、傘形反力架，還有合肥工業(yè)大學(xué)用于結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的門式反力架。中國(guó)專利ZL200720116990. 0公開(kāi)了一種自平衡多功能結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)加載裝置， 可以完成鋼筋混凝土梁和柱的加載試驗(yàn)。其缺點(diǎn)為加載空間不可調(diào)整，無(wú)法進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)或模型試驗(yàn)加載。中國(guó)專利ZL200920096460.3涉及一種自平衡加載反力架。自平衡加載反力架由橫梁、立柱和八邊形節(jié)點(diǎn)組成。橫梁和立柱均由H型鋼構(gòu)成，兩者通過(guò)焊接相互連接。八邊形節(jié)點(diǎn)由一個(gè)圓管、兩塊鋼板和八個(gè)加勁肋組成。其缺點(diǎn)是連接為焊接，無(wú)法進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)或模型試驗(yàn)加載。中國(guó)專利ZL200920110127.3提供的通用反力架由于具有雙跨梁結(jié)構(gòu)，可預(yù)先將需要安裝的加載缸連接在連接板上，將連接板和加載缸整體起吊連接在雙跨梁上。實(shí)用新型具有的雙跨梁結(jié)構(gòu)的通用反力架，還具有結(jié)構(gòu)傳力明晰，用材經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是反力架不是自反力裝置，且梁高度不可調(diào)。中國(guó)專利ZL200920037848. 6)公開(kāi)了建筑結(jié)構(gòu)自平衡靜載試驗(yàn)裝置，屬于建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的測(cè)試設(shè)備。其缺點(diǎn)是加載空間不可調(diào)整，無(wú)法進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)或模型試驗(yàn)加載。中國(guó)專利200810138978. 9介紹了一種高地應(yīng)力準(zhǔn)三維可視化模型試驗(yàn)臺(tái)架裝置，該裝置的門式反力框架由整體焊接底板、H型截面立柱和橫梁組成。該裝置為自反力裝置，可進(jìn)行小型模型試驗(yàn)加載，但底板為整體焊接底板，橫梁高度不可調(diào)，加載噸位較小。上述反力臺(tái)架裝置各有特點(diǎn)，綜合來(lái)說(shuō)現(xiàn)有加載反力架主要有以下缺點(diǎn)[0011]1)不少加載反力架需要對(duì)各個(gè)加力架進(jìn)行固定，不能實(shí)現(xiàn)自平衡；2)加載力較大時(shí)，需要較好的基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的地點(diǎn)有一定限制，不能隨意挪動(dòng)，結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度也難以保證；3)功能單一，一般是針對(duì)鋼筋混凝土梁或?qū)ｉT的巖土相似模型的試驗(yàn)，不能滿足不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的試驗(yàn)需求，在一定程度上造成試驗(yàn)成本的浪費(fèi)；4)加載空間小，且高度固定，不可上下調(diào)整，不適應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)或模型加載；5)國(guó)內(nèi)外的連接結(jié)構(gòu)大部分采用同側(cè)立柱之間安裝短橫梁、再在短橫梁中部連接橫梁的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，加工工藝和安裝工藝要求高；6)反力臺(tái)架噸位較小，不適用于大噸位(1000噸)加載；7)反力臺(tái)架裝置不能拼裝，不適應(yīng)現(xiàn)代試驗(yàn)要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、 高強(qiáng)度和大剛度的千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其由拼裝型滑動(dòng)底板裝置、立柱、橫梁和立柱橫梁連接板組成門式結(jié)構(gòu)，立柱下端固定在拼裝型滑動(dòng)底板裝置上，位于門式結(jié)構(gòu)同一側(cè)的立柱上部?jī)?nèi)外側(cè)均安裝有對(duì)稱的立柱橫梁連接板，位于門式結(jié)構(gòu)兩側(cè)相對(duì)的立柱上端通過(guò)立柱橫梁連接板與橫梁兩端相連接；所述立柱橫梁連接板上垂直設(shè)有兩塊平行連接肋板抄手，位于門式結(jié)構(gòu)同一側(cè)的立柱內(nèi)外側(cè)之間的兩塊立柱橫梁連接板通過(guò)連接肋板抄手用螺栓固定；所述立柱上下方向上設(shè)有若干螺栓孔，立柱橫梁連接板上設(shè)有與立柱上的螺栓孔相配合的螺栓孔。所述拼裝型滑動(dòng)底板裝置包括由上到下依次通過(guò)高強(qiáng)螺栓相連的底板、底板橫梁和底板橫梁連接板，底板的兩端通過(guò)高強(qiáng)螺栓卡接有底板夾板。所述底板由兩塊相同的側(cè)底板和位于兩側(cè)底板中間的兩塊相同的中間底板通過(guò)下部的底板橫梁和兩端的底板夾板連接而成。所述中間底板和兩側(cè)底板上設(shè)有若干底板螺栓T型滑槽，底板螺栓T型滑槽外側(cè)端部為方便連接螺栓的圓孔；所述的兩側(cè)底板上左右兩側(cè)設(shè)有用于連接立柱的底板螺栓孔。所述立柱為工字型梁，左右各兩根，立柱上部加工有螺栓孔，內(nèi)外兩塊立柱橫梁連接板將位于同一側(cè)的前后立柱連接在一起。所述立柱橫梁連接板上設(shè)有四排橫梁連接螺栓孔。所述橫梁為四根，其斷面為斜日字型，兩端設(shè)有法蘭盤(pán)，通過(guò)高強(qiáng)螺栓將法蘭盤(pán)經(jīng)內(nèi)側(cè)立柱橫梁連接板與立柱連接固定。所述四根橫梁通過(guò)四塊立柱橫梁連接板和四根立柱連接在一起，橫梁和立柱橫梁連接板可沿立柱上下移動(dòng)。位于門式結(jié)構(gòu)同一側(cè)的立柱內(nèi)外側(cè)之間通過(guò)長(zhǎng)螺栓將內(nèi)外兩側(cè)立柱橫梁連接板連接。使用時(shí)，通過(guò)螺栓穿過(guò)立柱橫梁連接板上的螺孔和兩根處于同一側(cè)的立柱上部外側(cè)面上的螺孔將立柱橫梁連接板與立柱固定連接，同樣兩立柱內(nèi)側(cè)面上也通過(guò)螺栓與另一塊立柱橫梁連接板固定連接，兩塊相對(duì)的立柱橫梁連接板通過(guò)其連接肋板抄手上的長(zhǎng)條孔和螺栓連接在一起。另外兩根立柱上也通過(guò)本實(shí)用新型裝置連接在一起。四根立柱均固定好以后，再通過(guò)四根平行設(shè)置的橫梁與兩對(duì)立柱(共四根立柱)之間的立柱橫梁連接板相連接，共同組成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型與國(guó)內(nèi)外同類型的梁柱連接結(jié)構(gòu)相比具有如下顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，節(jié)省鋼材，費(fèi)用低；(2)安裝方便、安裝后整體結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)潔大方；(3)底板由側(cè)板和中間板組成，方便運(yùn)輸、吊裝和組裝。四塊底板可單獨(dú)使用，也可根據(jù)需要拼接后使用；(4)拼裝型滑動(dòng)底板結(jié)構(gòu)可自由拼裝，設(shè)計(jì)有底板螺栓T型滑槽，表面平整，具有很好的剛度和強(qiáng)度，能提供大噸位的反力；(5)梁柱連接結(jié)構(gòu)安裝方便、高度可調(diào)，可滿足不同試驗(yàn)高度的需求；(6)整體結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度很高，能提供大噸位的反力，可滿足1000噸的反力試驗(yàn)；(7)整個(gè)自反力臺(tái)架裝置能應(yīng)用在大型結(jié)構(gòu)靜力、動(dòng)力加載試驗(yàn)和大型高應(yīng)力巖土相似模型試驗(yàn)中。

圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)主視圖；圖2是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖4是本實(shí)用新型立柱橫梁連接板結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型立柱橫梁連接板結(jié)構(gòu)正視圖；圖6是本實(shí)用新型立柱橫梁連接板結(jié)構(gòu)連接示意圖；圖7是本實(shí)用新型底板結(jié)構(gòu)俯視圖；圖8是本實(shí)用新型底板結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖9是本實(shí)用新型底板結(jié)構(gòu)主視圖；其中1、門式結(jié)構(gòu)，2、立柱，3、橫梁，4、高強(qiáng)螺栓，5、高強(qiáng)長(zhǎng)螺栓，6、底板，6-1、側(cè)底板、6-2、中間底板、6-3、螺栓、6-4、底板夾板、6-5、底板螺栓孔、6-6、底板螺栓T型滑槽、 6-7、底板橫梁、6-8、底板橫梁連接板；7、立柱橫梁連接板，8、連接肋板抄手，9、螺孔，10、長(zhǎng)條孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置連接示意圖見(jiàn)圖1 圖3所示。四根立柱 2高6340mm，為工字型截面650*500mm，鋼板厚度25mm。立柱2下端固定于底板6上，立柱 2側(cè)板上加工有螺栓孔，便于連接組成門式結(jié)構(gòu)1。四根橫梁3長(zhǎng)4850mm，采用日型箱型截面高600mm，寬250mm，鋼板厚20mm。橫梁3兩端設(shè)計(jì)加工了法蘭，通過(guò)法蘭連接立柱橫梁連接板。四根立柱2與四根橫梁3通過(guò)立柱橫梁連接板7由高強(qiáng)螺栓4連接起來(lái)。[0050]立柱橫梁連接板7高1300mm，長(zhǎng)3200mm，厚25mm。連接肋板抄手8高1000mm，長(zhǎng) 400mm，厚 25mm。如圖4-圖6所示，千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，包括立柱橫梁連接板 7，立柱橫梁連接板7上垂直設(shè)有兩塊平行設(shè)置連接肋板抄手8和若干螺孔9，每塊連接肋板抄手8上設(shè)有若干平行設(shè)置的長(zhǎng)條孔10。立柱橫梁連接板7分為左右對(duì)稱的兩塊，分別安裝在立柱2的內(nèi)外兩側(cè)，夾住立柱 2并由螺栓固定，通過(guò)兩塊立柱橫梁連接板7中間的肋板抄手8用螺栓緊固形成一個(gè)整體， 然后四條長(zhǎng)短相同的橫梁3安裝再穿過(guò)立柱橫梁連接板7與立柱2連接在一起。將橫梁3上下最外側(cè)共四根高強(qiáng)螺栓換成高強(qiáng)長(zhǎng)螺栓5，將兩側(cè)的立柱橫梁連接板7緊固，形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。立柱橫梁連接板7和橫梁3可沿立柱2上下移動(dòng)，調(diào)整距離為300mm的整數(shù)倍。使用時(shí)，通過(guò)螺栓穿過(guò)立柱橫梁連接板7上的螺孔9和兩根處于同一側(cè)的立柱2 上部外側(cè)面上的螺孔將立柱橫梁連接板7與立柱2固定連接，同樣兩立柱2內(nèi)側(cè)面上也通過(guò)螺栓與另一塊立柱橫梁連接板7固定連接，兩塊相對(duì)的立柱橫梁連接板7通過(guò)其連接肋板抄手8上的長(zhǎng)條孔10和螺栓連接在一起。另外兩根立柱2上也通過(guò)拼裝式大噸位自反力臺(tái)架裝置1連接在一起。四根立柱2均固定好以后，再通過(guò)四根平行設(shè)置的橫梁3與兩對(duì)立柱2 (共四根立柱)之間的立柱橫梁連接板7相連接，共同組成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)。圖7、圖8、圖9中，大型拼裝型滑動(dòng)底板裝置包括中間底板6-2，中間底板6-2兩側(cè)為側(cè)底板6-1 ；側(cè)底板6-1和中間底板6-2的兩端連接底板夾板6-4 ；在側(cè)底板6_1的兩端部設(shè)有若干個(gè)底板螺栓孔6-5 ；在中間底板6-2和兩側(cè)底板6-1上還設(shè)有若干底板螺栓T 型滑槽6-6 ；在底板螺栓T型滑槽6-6底部設(shè)有底板橫梁6-7，底板橫梁6-7設(shè)有底板橫梁連接板6-8。所述側(cè)底板6-1和中間底板6-2的板厚55mm ；底板橫梁6_7為工字型，底板橫梁 6-7長(zhǎng)6560mm，寬200mm，高300mm，底板橫梁6_7通過(guò)螺栓6_3固定于相應(yīng)的側(cè)底板6_1和中間底板6-2上。所述底板夾板6-4由上下兩部分組成，長(zhǎng)4160mm，厚145mm，寬185mm，通過(guò)螺栓 6-3將側(cè)底板6-1和中間底板6-2夾緊，連接為一個(gè)整體。所述底板橫梁連接板6-8厚20mm，寬400mm，長(zhǎng)4150mm，分別通過(guò)螺栓6_3固定于底板橫梁6-7下部。
權(quán)利要求1.一種千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其特征在于其由拼裝型滑動(dòng)底板裝置、立柱、橫梁和立柱橫梁連接板組成門式結(jié)構(gòu)，立柱下端固定在拼裝型滑動(dòng)底板裝置上， 位于門式結(jié)構(gòu)同一側(cè)的立柱上部?jī)?nèi)外側(cè)均安裝有對(duì)稱的立柱橫梁連接板，位于門式結(jié)構(gòu)兩側(cè)相對(duì)的立柱上端通過(guò)立柱橫梁連接板與橫梁兩端相連接；所述立柱橫梁連接板上垂直設(shè)有兩塊平行連接肋板抄手，位于門式結(jié)構(gòu)同一側(cè)的立柱內(nèi)外側(cè)之間的兩塊立柱橫梁連接板通過(guò)連接肋板抄手用螺栓固定；所述立柱上下方向上設(shè)有若干螺栓孔，立柱橫梁連接板上設(shè)有與立柱上的螺栓孔相配合的螺栓孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其特征在于所述拼裝型滑動(dòng)底板裝置包括由上到下依次通過(guò)高強(qiáng)螺栓相連的底板、底板橫梁和底板橫梁連接板，底板的兩端通過(guò)高強(qiáng)螺栓卡接有底板夾板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其特征在于所述底板由兩塊相同的側(cè)底板和位于兩側(cè)底板中間的兩塊相同的中間底板通過(guò)下部的底板橫梁和兩端的底板夾板連接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其特征在于所述中間底板和兩側(cè)底板上設(shè)有若干底板螺栓T型滑槽，底板螺栓T型滑槽外側(cè)端部為方便連接螺栓的圓孔；所述的兩側(cè)底板上左右兩側(cè)設(shè)有用于連接立柱的底板螺栓孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其特征在于所述立柱為工字型梁，左右各兩根，立柱上部加工有螺栓孔，內(nèi)外兩塊立柱橫梁連接板將位于同一側(cè)的前后立柱連接在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其特征在于所述立柱橫梁連接板上設(shè)有四排橫梁連接螺栓孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其特征在于所述橫梁為四根，其斷面為斜日字型，兩端設(shè)有法蘭盤(pán)，通過(guò)高強(qiáng)螺栓將法蘭盤(pán)經(jīng)內(nèi)側(cè)立柱橫梁連接板與立柱連接固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其特征在于所述四根橫梁通過(guò)四塊立柱橫梁連接板和四根立柱連接在一起，橫梁和立柱橫梁連接板可沿立柱上下移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其特征在于所述位于門式結(jié)構(gòu)同一側(cè)的立柱內(nèi)外側(cè)之間通過(guò)長(zhǎng)螺栓將內(nèi)外兩側(cè)立柱橫梁連接板連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種千噸模塊化組合式可調(diào)自反力臺(tái)架裝置，其由拼裝型滑動(dòng)底板裝置、立柱、橫梁和立柱橫梁連接板組成門式結(jié)構(gòu)，立柱下端固定在拼裝型滑動(dòng)底板裝置上，位于門式結(jié)構(gòu)同一側(cè)的立柱上部?jī)?nèi)外側(cè)均安裝有對(duì)稱的立柱橫梁連接板，位于門式結(jié)構(gòu)兩側(cè)相對(duì)的立柱上端通過(guò)立柱橫梁連接板與橫梁兩端相連接；所述立柱橫梁連接板上垂直設(shè)有兩塊平行連接肋板抄手，位于門式結(jié)構(gòu)同一側(cè)的立柱內(nèi)外側(cè)之間的兩塊立柱橫梁連接板通過(guò)連接肋板抄手用螺栓固定；所述立柱上下方向上設(shè)有若干螺栓孔，立柱橫梁連接板上設(shè)有與立柱上的螺栓孔相配合的螺栓孔。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，節(jié)省鋼材，費(fèi)用低；安裝方便、安裝后整體結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)潔大方；高度可調(diào)。
文檔編號(hào)G01M13/00GK202049034SQ20112003967
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者李為騰, 李勇, 李智, 李術(shù)才, 王漢鵬, 王 琦, 鄭學(xué)芬 申請(qǐng)人:山東大學(xué)