專利名稱：土壤支承懸臂梁狀物抗傾防倒的加載實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)樹木、路燈等各種特定天然或人工物體進(jìn)行抗傾防倒加載實(shí)驗(yàn)以及研究這些物體端部錨固性能的加載實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
土壤支承懸臂梁狀物，其下端支承和錨固于土壤中，梁身主要承受風(fēng)載等側(cè)向荷載，導(dǎo)致其容易整體失穩(wěn)、傾斜或者傾倒，具有類似力學(xué)和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征的物體包括樹木、 立柱式廣告牌、交通指路指示牌、電線桿、路燈、旗桿等諸多人工或天然物體領(lǐng)域和場(chǎng)合。為了研究這些物體抗傾防倒失穩(wěn)、端部錨固性能和力學(xué)性質(zhì)、端部與土壤相互作用等問(wèn)題，當(dāng)前主要使用卷?yè)P(yáng)機(jī)或者千斤頂進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)，并須配上很長(zhǎng)的牽引繩和拉力計(jì)，難以精確確定所施加的荷載量、荷載作用位置和作用方向，難以精確控制加載過(guò)程，同時(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)象傾倒后難以防止倒塌破壞，容易壓傷壓壞實(shí)驗(yàn)人員和實(shí)驗(yàn)裝置，具有安全風(fēng)險(xiǎn)，從而難以進(jìn)行大規(guī)模低成本精確加載實(shí)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可精確控制荷載量、荷載作用位置和作用方向，安全性較高的力加載裝置，可以用于在各種領(lǐng)域和場(chǎng)合下對(duì)各種各類土壤支承懸臂梁狀物進(jìn)行大規(guī)模低成本加載實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的土壤支承懸臂梁狀物抗傾防倒的加載實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的加載實(shí)驗(yàn)裝置由實(shí)驗(yàn)架、多級(jí)加載系統(tǒng)和安全限位系統(tǒng)組成，多級(jí)加載系統(tǒng)和安全限位系統(tǒng)設(shè)置于實(shí)驗(yàn)架的內(nèi)部，由砝碼重量實(shí)施加載，實(shí)驗(yàn)架的中心位置設(shè)置有懸臂梁狀物連接位。上述的實(shí)驗(yàn)架的具體結(jié)構(gòu)是對(duì)稱設(shè)置的兩底座上均向下設(shè)置有一根以上的地樁、向上設(shè)置有四根立柱，四根立柱位于矩形的四個(gè)角上，每個(gè)底座上的立柱的上端均用縱梁連接且均向立柱內(nèi)側(cè)的底座上傾斜設(shè)置有斜撐，橫向相對(duì)的兩兩立柱的上端分別用上橫梁互連，同一底座上的兩斜撐上用一根以上的縱梁互連，兩底座上的兩前斜撐和兩后斜撐的下部分別用下橫梁互連。上述的多級(jí)加載系統(tǒng)包括對(duì)稱固定于縱梁上的處于多個(gè)不同高度位置的多個(gè)滑輪、可從滑輪上穿過(guò)的拉繩、連接在拉繩一端的砝碼盤及可安放在砝碼盤上的砝碼，拉繩長(zhǎng)度足以使一端自懸臂梁狀物引至并穿過(guò)滑輪后下垂至一定高度上。上述的安全限位系統(tǒng)為對(duì)稱固定于上橫梁和下橫梁上的兩對(duì)限位縱梁。上述的縱梁、立柱、斜撐和底板固定連接成斜劈型支架，其余為可拆卸式連接。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)突出的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明可以精確控制荷載量、荷載作用位置和作用方向，安全性較高，可重復(fù)利用，降低了實(shí)驗(yàn)成本，加載過(guò)程能人工進(jìn)行調(diào)整，不使用電力，可以用于在各種領(lǐng)域和場(chǎng)合下對(duì)各種各類土壤支承懸臂梁狀物進(jìn)行大規(guī)模低成本加載實(shí)驗(yàn)。


圖I是本發(fā)明應(yīng)用于樹木加載的正視方向示意圖；圖2是本發(fā)明的俯視方向示意圖；圖3是本發(fā)明使用一個(gè)加載系統(tǒng)進(jìn)行加載的力平衡原理圖；圖4是本發(fā)明使用一對(duì)加載系統(tǒng)進(jìn)行加載的力平衡原理圖。
具體實(shí)施例方式下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，參見圖1-4 土壤支承懸臂梁狀物抗傾防倒的加載實(shí)驗(yàn)裝置，由實(shí)驗(yàn)架、多級(jí)加載系統(tǒng)和安全限位系統(tǒng)組成，多級(jí)加載系統(tǒng)和安全限位系統(tǒng)設(shè)置于實(shí)驗(yàn)架的內(nèi)部，由砝碼12重量實(shí)施加載，實(shí)驗(yàn)架的中心位置設(shè)置有懸臂梁狀物I連接位。上述的實(shí)驗(yàn)架的具體結(jié)構(gòu)是對(duì)稱設(shè)置的兩底座7上均向下設(shè)置有一根以上的地樁8、向上設(shè)置有四根立柱5，四根立柱5位于矩形的四個(gè)角上，每個(gè)底座7上的立柱5的上端均用縱梁4連接且均向立柱5內(nèi)側(cè)的底座7上傾斜設(shè)置有斜撐6，橫向相對(duì)的兩兩立柱5 的上端分別用上橫梁2互連，同一底座上的兩斜撐6上用一根以上的縱梁4互連，兩底座7 上的兩前斜撐6和兩后斜撐6的下部分別用下橫梁3互連。上述的多級(jí)加載系統(tǒng)包括對(duì)稱固定于縱梁4上的處于多個(gè)不同高度位置的多個(gè)滑輪9、可從滑輪9上穿過(guò)的拉繩10、連接在拉繩10 —端的砝碼盤11及可安放在砝碼盤11 上的砝碼12，拉繩10長(zhǎng)度足以使一端自懸臂梁狀物I引至并穿過(guò)滑輪9后下垂至一定高度上，拉繩10的一端連接于懸臂梁狀物I的一定高度Hi上，通過(guò)一個(gè)同樣位于Hi高度的滑輪 9轉(zhuǎn)換力的作用方向，拉繩10另一端連接一個(gè)自由下垂的砝碼盤11，砝碼盤11上放置一定重量Fi的砝碼12，從而使懸臂梁狀物I端部A處受到一個(gè)來(lái)自土壤的集中反力Fi和一個(gè)來(lái)自土壤的集中反力偶FiHi ;改變Hi或改變Fi或同時(shí)改變Hi和Fi的大小，即實(shí)現(xiàn)了二級(jí)直至多級(jí)加載的目的；也可通過(guò)在懸臂梁狀物I對(duì)稱兩側(cè)同時(shí)施加砝碼12重量相等、但作用高度不同的加載系統(tǒng)，即在懸臂梁狀物I兩側(cè)施加一對(duì)大小相等、方向相反、作用高度距離為Hi的水平力Fi,從而使懸臂梁狀物I端部A處受到一個(gè)來(lái)自土壤的集中反力偶FiHp上述的安全限位系統(tǒng)為對(duì)稱固定于上橫梁2和下橫梁3上的兩對(duì)限位縱梁13。上述的縱梁4、立柱5、斜撐6和底板7固定連接成斜劈型支架，其余為可拆卸式連接。本發(fā)明應(yīng)用于各種領(lǐng)域和場(chǎng)合下樹木、立柱式廣告牌、交通指路指示牌、電線桿、 路燈、旗桿等本發(fā)明所適用的各種各類土壤支承懸臂梁狀人工或天然物體，均具有類似或相同的形狀、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、方法和原理。上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例之一，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍和適用對(duì)象，故凡依本發(fā)明的形狀、結(jié)構(gòu)、原理所做的等效變化和等效適用對(duì)象，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.土壤支承懸臂梁狀物抗傾防倒的加載實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的加載實(shí)驗(yàn)裝置由實(shí)驗(yàn)架、多級(jí)加載系統(tǒng)和安全限位系統(tǒng)組成，多級(jí)加載系統(tǒng)和安全限位系統(tǒng)設(shè)置于實(shí)驗(yàn)架的內(nèi)部，由砝碼重量實(shí)施加載，實(shí)驗(yàn)架的中心位置設(shè)置有懸臂梁狀物連接位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壤支承懸臂梁狀物抗傾防倒的加載實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的實(shí)驗(yàn)架的具體結(jié)構(gòu)是對(duì)稱設(shè)置的兩底座上均向下設(shè)置有一根以上的地樁、向上設(shè)置有四根立柱，四根立柱位于矩形的四個(gè)角上，每個(gè)底座上的立柱的上端均用縱梁連接且均向立柱內(nèi)側(cè)的底座上傾斜設(shè)置有斜撐，橫向相對(duì)的兩兩立柱的上端分別用上橫梁互連，同一底座上的兩斜撐上用一根以上的縱梁互連，兩底座上的兩前斜撐和兩后斜撐的下部分別用下橫梁互連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壤支承懸臂梁狀物抗傾防倒的加載實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的多級(jí)加載系統(tǒng)包括對(duì)稱固定于縱梁上的處于多個(gè)不同高度位置的多個(gè)滑輪、 可從滑輪上穿過(guò)的拉繩、連接在拉繩一端的砝碼盤及可安放在砝碼盤上的砝碼，拉繩長(zhǎng)度足以使一端自懸臂梁狀物引至并穿過(guò)滑輪后下垂至一定高度上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壤支承懸臂梁狀物抗傾防倒的加載實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的安全限位系統(tǒng)為對(duì)稱固定于上橫梁和下橫梁上的兩對(duì)限位縱梁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的土壤支承懸臂梁狀物抗傾防倒實(shí)驗(yàn)的力加載實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的縱梁、立柱、斜撐和底板固定連接成斜劈型支架，其余為可拆卸式連接。
全文摘要
土壤支承懸臂梁狀物抗傾防倒的加載實(shí)驗(yàn)裝置。本發(fā)明涉及一種對(duì)樹木、路燈等各種特定天然或人工物體進(jìn)行抗傾防倒加載實(shí)驗(yàn)以及研究這些物體端部錨固性能的加載實(shí)驗(yàn)裝置，由實(shí)驗(yàn)架、多級(jí)加載系統(tǒng)和安全限位系統(tǒng)組成，多級(jí)加載系統(tǒng)和安全限位系統(tǒng)設(shè)置于實(shí)驗(yàn)架的內(nèi)部，由砝碼重量實(shí)施加載，可以精確控制荷載量、荷載作用位置和作用方向，安全性較高，可重復(fù)利用，降低了實(shí)驗(yàn)成本，加載過(guò)程能人工進(jìn)行調(diào)整，不使用電力，可以用于在各種領(lǐng)域和場(chǎng)合下對(duì)各種各類土壤支承懸臂梁狀物進(jìn)行大規(guī)模低成本加載實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01M13/00GK102589862SQ20121001152
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者胡忠志 申請(qǐng)人:臺(tái)州學(xué)院, 胡忠志