本實用新型涉及建筑物沉降監(jiān)測領(lǐng)域中的一種室內(nèi)模擬試驗的加荷裝置，特別是一種多點沉降調(diào)控監(jiān)測系統(tǒng)試驗加荷架。

背景技術(shù)：

近年來，我國地鐵發(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?，F(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，不能實現(xiàn)對沉降的全過程精確定量控制；一旦出現(xiàn)地基變形過大，很難及時補救，導(dǎo)致房屋受損，施工風(fēng)險大。

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

靜力水準模塊和PLC運動位移控制模塊在設(shè)計和編程對接集成PLC實時主動托換控制系統(tǒng)后，需要在實驗室對系統(tǒng)的功能、精度、靈敏度和溫度影響進行測試。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的，在于提供一種多點沉降調(diào)控監(jiān)測系統(tǒng)試驗加荷架，用于解決由靜力水準模塊和PLC運動位移控制模塊集成的PLC實時主動托換控制系統(tǒng)在投入項目現(xiàn)場應(yīng)用前，在實驗室的模擬試驗問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題的解決方案是：一種多點沉降調(diào)控監(jiān)測系統(tǒng)試驗加荷架，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沉降量測試儀器，所述柱沉降模擬體系包括安裝在固定支架內(nèi)側(cè)中上部的四個柱沉降模擬單元，每個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應(yīng)的基礎(chǔ)沉降模擬單元，每個所述基礎(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，所述沉降量測試儀器通過變形測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)方案的進一步改進，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)方案的進一步改進，每個所述基礎(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)方案的進一步改進，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)方案的進一步改進，所述沉降量測試儀器為百分表、拉線式傳感器或靜力水準儀中的一種。

本實用新型的有益效果是：本實用新型構(gòu)造簡單，安裝方便。本實用新型的結(jié)構(gòu)能夠在實驗室完成對PLC實時主動托換控制系統(tǒng)的性能測試試驗，試驗安全、簡單、可靠、可重復(fù)，對PLC實時主動托換控制系統(tǒng)性能測試及后續(xù)改良有著極大的幫助，有助于系統(tǒng)盡快投入實際工程。PLC實時主動托換控制系統(tǒng)有著低成本、高精度、全過程、即時性微沉降控制的特點，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實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計方案和附圖。

圖1是本實用新型的俯視圖；

圖2是本實用新型A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型B-B向的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合實施例和附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本實用新型的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本實用新型保護的范圍。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)。

參照圖1～圖3，一種多點沉降調(diào)控監(jiān)測系統(tǒng)試驗加荷架，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沉降量測試儀器，所述柱沉降模擬體系包括安裝在固定支架內(nèi)側(cè)中上部的四個柱沉降模擬單元，每個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應(yīng)的基礎(chǔ)沉降模擬單元，每個所述基礎(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，所述沉降量測試儀器通過變形測試儀器安裝盤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，同時使試驗所用千斤頂11負荷頂升及下降、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，試驗時千斤頂11將受到數(shù)噸的荷載，更符合工程實際情況。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。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，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。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，每個所述基礎(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。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，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。試驗時，柱沉降壓縮彈簧3和基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧13的彈力將達到數(shù)噸，固定支架上的梁柱焊縫屬于薄弱環(huán)節(jié)，在梁柱焊縫強度滿足要求后，增設(shè)連接角鋼15作為安全儲備。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述沉降量測試儀器為百分表、拉線式傳感器或靜力水準儀中的一種。

一種多點沉降調(diào)控監(jiān)測系統(tǒng)試驗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，焊縫為對接焊縫；為了增強梁柱連接，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。

一種多點沉降調(diào)控監(jiān)測系統(tǒng)試驗加荷架的試驗方法，啟動所述千斤頂11，將四個所述柱沉降模擬單元同步頂升至測試前初始狀態(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下端面的標高數(shù)據(jù)作為測試前柱初始標高，記錄所述基礎(chǔ)沉降上部鋼板12的標高數(shù)據(jù)作為測試前基礎(chǔ)初始標高；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，通過所述沉降量測試儀器記錄沉降方通柱和基礎(chǔ)沉降上部鋼板12的實際沉降量。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述沉降方通柱的計劃沉降量通過第一螺母5和第二螺母9的放松量控制。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，通過所述沉降量測試儀器記錄沉降方通柱和基礎(chǔ)沉降上部鋼板12的實際沉降量，基礎(chǔ)沉降壓縮彈簧13頂升千斤頂11，補償沉降方通柱的沉降。

試驗時，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，測點的沉降方通管7將發(fā)生沉降，模擬了實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伸長的同時，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，可以進行樁基模型試驗；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，可以實現(xiàn)無沉降地基上的托換結(jié)構(gòu)試驗。

以上是對本實用新型的較佳實施方式進行了具體說明，但本實用新型創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型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權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。