本發(fā)明涉及建筑物沉降監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的一種室內(nèi)模擬試驗(yàn)的加荷裝置，特別是一種多點(diǎn)沉降調(diào)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)加荷架，還包括多點(diǎn)沉降調(diào)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)加荷架的試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

近年來，我國(guó)地鐵發(fā)展十分迅速。在地鐵施工過程中，不可避免要穿越既有建筑，特別是深樁基礎(chǔ)的建筑物。現(xiàn)有基礎(chǔ)加固和托換技術(shù)只能定性減小地鐵盾構(gòu)施工產(chǎn)生的既有建筑物沉降，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)沉降的全過程精確定量控制；一旦出現(xiàn)地基變形過大，很難及時(shí)補(bǔ)救，導(dǎo)致房屋受損，施工風(fēng)險(xiǎn)大。

由靜力水準(zhǔn)模塊和PLC運(yùn)動(dòng)位移控制模塊集成的PLC實(shí)時(shí)主動(dòng)托換控制系統(tǒng)與樁—梁式托換方法相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)沉降時(shí)的位移自動(dòng)即時(shí)控制。與傳統(tǒng)方式相比，PLC實(shí)時(shí)主動(dòng)托換控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：控制精度高；自動(dòng)化控制，減小了人的行為誤差，改善了施工條件；實(shí)現(xiàn)了全過程監(jiān)控，不僅在斷樁階段實(shí)現(xiàn)高精度控制，在盾構(gòu)開挖全過程中也能進(jìn)行調(diào)整；對(duì)地基加固措施的要求大大降低，只要求嚴(yán)格進(jìn)行承載力控制，對(duì)于變形要求則可通過主動(dòng)托換技術(shù)進(jìn)行控制。

靜力水準(zhǔn)模塊和PLC運(yùn)動(dòng)位移控制模塊在設(shè)計(jì)和編程對(duì)接集成PLC實(shí)時(shí)主動(dòng)托換控制系統(tǒng)后，需要在實(shí)驗(yàn)室對(duì)系統(tǒng)的功能、精度、靈敏度和溫度影響進(jìn)行測(cè)試。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，在于提供一種多點(diǎn)沉降調(diào)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)加荷架，用于解決由靜力水準(zhǔn)模塊和PLC運(yùn)動(dòng)位移控制模塊集成的PLC實(shí)時(shí)主動(dòng)托換控制系統(tǒng)在投入項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用前，在實(shí)驗(yàn)室的模擬試驗(yàn)問題。

還提供一種多點(diǎn)沉降調(diào)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)加荷架的試驗(yàn)方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是：一種多點(diǎn)沉降調(diào)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)加荷架，包括固定支架、柱沉降模擬體系、基礎(chǔ)沉降模擬體系以及多個(gè)沉降量測(cè)試儀器，所述柱沉降模擬體系包括安裝在固定支架內(nèi)側(cè)中上部的四個(gè)柱沉降模擬單元，每個(gè)所述柱沉降模擬單元包括柱沉降上部鋼板、柱沉降下部鋼板、柱沉降螺栓、位于柱沉降上部鋼板和柱沉降下部鋼板之間的柱沉降壓縮彈簧以及安裝在柱沉降下部鋼板下端面的沉降方通管，所述柱沉降螺栓的一端依次穿過柱沉降下部鋼板、柱沉降壓縮彈簧、柱沉降上部鋼板和固定支架的上端面后與第一螺母連接，每個(gè)所述柱沉降模擬單元中的柱沉降上部鋼板和柱沉降下部鋼板通過連接螺栓和第三螺母連接，所述基礎(chǔ)沉降模擬體系包括安裝在固定支架內(nèi)壁下部的且與柱沉降模擬單元一一對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)沉降模擬單元，每個(gè)所述基礎(chǔ)沉降模擬單元包括基礎(chǔ)沉降上部鋼板、基礎(chǔ)沉降下部鋼板、位于基礎(chǔ)沉降上部鋼板和基礎(chǔ)沉降下部鋼板之間的基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧以及安裝在基礎(chǔ)沉降上部鋼板上的千斤頂，所述千斤頂?shù)纳斐龆讼蛏仙斐龊笾苯踊蛘唛g接壓觸相應(yīng)沉降方通管的下端面，所述沉降量測(cè)試儀器通過變形測(cè)試儀器安裝盤安裝在沉降方通管或/和基礎(chǔ)沉降上部鋼板。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述柱沉降螺栓的另一端上安裝有第二螺母，所述第二螺母的上端面與柱沉降下部鋼板的下端面接觸。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)所述基礎(chǔ)沉降模擬單元中的基礎(chǔ)沉降上部鋼板和基礎(chǔ)沉降下部鋼板通過四組連接螺栓螺母連接，所述基礎(chǔ)沉降下部鋼板通過連接角鋼固定在固定支架上。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述固定支架包括上部X方管梁、下部X方管梁、上部Y方管梁、下部Y方管梁以及沿豎直方向布置的縱向方管柱，所述上部X方管梁、下部X方管梁、上部Y方管梁、下部Y方管梁和縱向方管柱通過連接角鋼連接固定，所述柱沉降螺栓的一端依次穿過柱沉降下部鋼板、柱沉降壓縮彈簧、柱沉降上部鋼板和上部X方管梁后與第一螺母連接，所述基礎(chǔ)沉降下部鋼板通過連接角鋼固定在下部X方管梁上。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述沉降量測(cè)試儀器為百分表、拉線式傳感器或靜力水準(zhǔn)儀中的一種。

一種多點(diǎn)沉降調(diào)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)加荷架的試驗(yàn)方法，啟動(dòng)所述千斤頂，將四個(gè)所述柱沉降模擬單元同步頂升至測(cè)試前初始狀態(tài)，旋緊所述第一螺母和所述第三螺母后通過柱沉降上部鋼板和柱沉降下部鋼板壓縮柱沉降壓縮彈簧，記錄所述沉降方通管下端面的標(biāo)高數(shù)據(jù)作為測(cè)試前柱初始標(biāo)高，記錄所述基礎(chǔ)沉降上部鋼板的標(biāo)高數(shù)據(jù)作為測(cè)試前基礎(chǔ)初始標(biāo)高；旋松第一螺母和第三螺母，柱沉降壓縮彈簧的復(fù)位彈力驅(qū)使沉降方通管下沉，千斤頂處于未卸壓且保持頂起狀態(tài)，柱沉降壓縮彈簧的復(fù)位彈力通過千斤頂傳遞到基礎(chǔ)沉降模擬單元并驅(qū)使基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧受壓縮短，所述基礎(chǔ)沉降上部鋼板下沉，通過所述沉降量測(cè)試儀器記錄沉降方通柱和基礎(chǔ)沉降上部鋼板的實(shí)際沉降量。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述沉降方通柱的計(jì)劃沉降量通過第一螺母和第二螺母的放松量控制。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，通過所述沉降量測(cè)試儀器記錄沉降方通柱和基礎(chǔ)沉降上部鋼板的實(shí)際沉降量，基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧頂升千斤頂，補(bǔ)償沉降方通柱的沉降。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及試驗(yàn)方法能夠在實(shí)驗(yàn)室完成對(duì)PLC實(shí)時(shí)主動(dòng)托換控制系統(tǒng)的性能測(cè)試試驗(yàn)，試驗(yàn)安全、簡(jiǎn)單、可靠、可重復(fù)，對(duì)PLC實(shí)時(shí)主動(dòng)托換控制系統(tǒng)性能測(cè)試及后續(xù)改良有著極大的幫助，有助于系統(tǒng)盡快投入實(shí)際工程。PLC實(shí)時(shí)主動(dòng)托換控制系統(tǒng)有著低成本、高精度、全過程、即時(shí)性微沉降控制的特點(diǎn)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單說明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計(jì)方案和附圖。

圖1是本發(fā)明的俯視圖；

圖2是本發(fā)明A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明B-B向的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。

參照?qǐng)D1～圖3，一種多點(diǎn)沉降調(diào)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)加荷架，包括固定支架、柱沉降模擬體系、基礎(chǔ)沉降模擬體系以及多個(gè)沉降量測(cè)試儀器，所述柱沉降模擬體系包括安裝在固定支架內(nèi)側(cè)中上部的四個(gè)柱沉降模擬單元，每個(gè)所述柱沉降模擬單元包括柱沉降上部鋼板1、柱沉降下部鋼板2、柱沉降螺栓4、位于柱沉降上部鋼板1和柱沉降下部鋼板2之間的柱沉降壓縮彈簧3以及安裝在柱沉降下部鋼板2下端面的沉降方通管7，所述柱沉降螺栓4的一端從下往上依次穿過柱沉降下部鋼板2、柱沉降壓縮彈簧3、柱沉降上部鋼板1和固定支架的上端面后與第一螺母5連接，每個(gè)所述柱沉降模擬單元中的柱沉降上部鋼板1和柱沉降下部鋼板2通過連接螺栓10和第三螺母6連接，所述基礎(chǔ)沉降模擬體系包括安裝在固定支架內(nèi)壁下部的且與柱沉降模擬單元一一對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)沉降模擬單元，每個(gè)所述基礎(chǔ)沉降模擬單元包括基礎(chǔ)沉降上部鋼板12、基礎(chǔ)沉降下部鋼板14、位于基礎(chǔ)沉降上部鋼板12和基礎(chǔ)沉降下部鋼板14之間的基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧13以及安裝在基礎(chǔ)沉降上部鋼板12上的千斤頂11，優(yōu)選地，千斤頂11安裝在基礎(chǔ)沉降上部鋼板12的上端面，所述千斤頂11的伸出端向上伸出后直接或者間接壓觸相應(yīng)沉降方通管7的下端面，所述沉降量測(cè)試儀器通過變形測(cè)試儀器安裝盤16安裝在沉降方通管7或/和基礎(chǔ)沉降上部鋼板12。為了能夠模擬工程中被托換柱及托換基礎(chǔ)數(shù)毫米的沉降，同時(shí)使試驗(yàn)所用千斤頂11負(fù)荷頂升及下降、防止空載，柱沉降模擬體系和基礎(chǔ)沉降模擬體系中的柱沉降壓縮彈簧3和基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧13均使用大剛度壓縮彈簧，試驗(yàn)時(shí)千斤頂11將受到數(shù)噸的荷載，更符合工程實(shí)際情況。沉降方通管7的下端面安裝有連接鋼板8，連接鋼板8和沉降方通管7的下端四面圍焊，焊縫為角焊縫，沉降方通管7的上端和柱沉降下部鋼板1四面圍焊，焊縫為角焊縫，變形測(cè)試儀器安裝盤16焊接在連接鋼板8的外側(cè)，千斤頂11的伸出端向上伸出壓觸在連接鋼板8的下端面。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述柱沉降螺栓4的另一端上安裝有第二螺母9，所述第二螺母9的上端面與柱沉降下部鋼板2的下端面接觸。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，每個(gè)所述基礎(chǔ)沉降模擬單元中的基礎(chǔ)沉降上部鋼板12和基礎(chǔ)沉降下部鋼板14通過四組連接螺栓10螺母連接，所述基礎(chǔ)沉降下部鋼板14通過連接角鋼15固定在固定支架上。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述固定支架包括上部X方管梁17、下部X方管梁170、上部Y方管梁18、下部Y方管梁180以及沿豎直方向布置的縱向方管柱19，所述上部X方管梁17、下部X方管梁170、上部Y方管梁18、下部Y方管梁180和縱向方管柱19通過連接角鋼15連接固定，所述柱沉降螺栓4的一端依次穿過柱沉降下部鋼板2、柱沉降壓縮彈簧3、柱沉降上部鋼板1和上部X方管梁17后與第一螺母5連接，所述基礎(chǔ)沉降下部鋼板14通過連接角鋼15固定在下部X方管梁170上。試驗(yàn)時(shí)，柱沉降壓縮彈簧3和基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧13的彈力將達(dá)到數(shù)噸，固定支架上的梁柱焊縫屬于薄弱環(huán)節(jié)，在梁柱焊縫強(qiáng)度滿足要求后，增設(shè)連接角鋼15作為安全儲(chǔ)備。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述沉降量測(cè)試儀器為百分表、拉線式傳感器或靜力水準(zhǔn)儀中的一種。

一種多點(diǎn)沉降調(diào)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)加荷架的加工與制作如下：

定制上部X方管梁17、下部X方管梁170、上部Y方管梁18、下部Y方管梁180以及縱向方管柱19，定制連接角鋼15。梁柱之間焊接，焊縫為對(duì)接焊縫；為了增強(qiáng)梁柱連接，角鋼分別與梁、柱焊接，焊縫為角焊縫。

定制柱沉降上部鋼板1、柱沉降下部鋼板2、柱沉降螺栓4、柱沉降壓縮彈簧3以及沉降方通管7，柱沉降壓縮彈簧3位于柱沉降上部鋼板1和柱沉降下部鋼板2之間，柱沉降螺栓4的一端依次穿過沉降上部鋼板、柱沉降壓縮彈簧3、柱沉降下部鋼板2和固定支架的上端面后與第一螺母5連接，每個(gè)所述柱沉降模擬單元中的柱沉降上部鋼板1和柱沉降下部鋼板2四角的圓孔分別穿過連接螺栓10后上部用第三螺母6連接，連接螺旋的下部用普通螺栓連接。擰緊第一螺母5和第三螺母6，固定柱沉降壓縮彈簧3。

定制基礎(chǔ)沉降上部鋼板12、基礎(chǔ)沉降下部鋼板14和基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧13，將千斤頂11焊接在安裝在基礎(chǔ)沉降上部鋼板12的上端面，變形測(cè)試儀器安裝盤16與基礎(chǔ)沉降上部鋼板12焊接。

定制基礎(chǔ)沉降下部鋼板14與下部X方管梁170通過連接角鋼15焊接固定后將二者連接起來，焊縫為角焊縫。

一種多點(diǎn)沉降調(diào)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)試驗(yàn)加荷架的試驗(yàn)方法，啟動(dòng)所述千斤頂11，將四個(gè)所述柱沉降模擬單元同步頂升至測(cè)試前初始狀態(tài)，旋緊所述第一螺母5和所述第三螺母6后通過柱沉降上部鋼板1和柱沉降下部鋼板2壓縮柱沉降壓縮彈簧3，記錄所述沉降方通管7下端面的標(biāo)高數(shù)據(jù)作為測(cè)試前柱初始標(biāo)高，記錄所述基礎(chǔ)沉降上部鋼板12的標(biāo)高數(shù)據(jù)作為測(cè)試前基礎(chǔ)初始標(biāo)高；旋松第一螺母5和第三螺母6，柱沉降壓縮彈簧3的復(fù)位彈力驅(qū)使沉降方通管7下沉，千斤頂11處于未卸壓且保持頂起狀態(tài)，柱沉降壓縮彈簧3的復(fù)位彈力通過千斤頂11傳遞到基礎(chǔ)沉降模擬單元并驅(qū)使基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧13受壓縮短，所述基礎(chǔ)沉降上部鋼板12下沉，通過所述沉降量測(cè)試儀器記錄沉降方通柱和基礎(chǔ)沉降上部鋼板12的實(shí)際沉降量。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述沉降方通柱的計(jì)劃沉降量通過第一螺母5和第二螺母9的放松量控制。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，通過所述沉降量測(cè)試儀器記錄沉降方通柱和基礎(chǔ)沉降上部鋼板12的實(shí)際沉降量，基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧13頂升千斤頂11，補(bǔ)償沉降方通柱的沉降。

試驗(yàn)時(shí)，先壓縮柱沉降壓縮彈簧3，再擰松柱沉降壓縮彈簧3上方的第一螺母5和第二螺母9。由于柱沉降壓縮彈簧3受壓，擰松螺母，柱沉降壓縮彈簧3伸長(zhǎng)，測(cè)點(diǎn)的沉降方通管7將發(fā)生沉降，模擬了實(shí)際工程中被托換柱的沉降。柱沉降模擬體系的柱沉降壓縮彈簧3伸長(zhǎng)的同時(shí)，力由千斤頂11傳遞給基礎(chǔ)沉降模擬體系，基礎(chǔ)沉降模擬體系的基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧13受壓縮短，基礎(chǔ)沉降模擬體系的基礎(chǔ)沉降上部鋼板12下沉，模擬了實(shí)際工程中的樁基礎(chǔ)沉降。另外，可以通過將柱沉降壓縮彈簧3更換為剛性墊塊和大噸位千斤頂11，下部的基礎(chǔ)沉降模擬體系換為樁基縮尺模型箱，可以進(jìn)行樁基模型試驗(yàn)；在柱沉降模擬體系不變的情況下，通過基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧13更換為剛性墊塊，可以實(shí)現(xiàn)無沉降地基上的托換結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。

以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。