一种多角度荷载施加装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多角度荷载施加装置及方法，它解决了现有技术中只能实现较小荷载的试验，倾斜荷载试验操作复杂的问题，具有实现不同角度拉力和压力荷载试验的有益效果，其方案如下：一种多角度荷载施加装置，包括底座，底座用于支撑试验模型；支架，支架通过底座支撑，且支架设于试验模型的外侧；斜向支撑梁，斜向支撑梁通过支架支撑，且斜向支撑梁相对于底座的高度可调，且斜向支撑梁设置滑轨，滑轨与荷载施加件可拆卸连接，且荷载施加件朝向试验模型位置设置，通过滑轨的移动，荷载施加件位置发生变化，并在滑轨设定位置处对试验模型内试验件施加荷载。

【技术实现步骤摘要】
一种多角度荷载施加装置及方法
本专利技术涉及岩土工程领域，特别是涉及一种多角度荷载施加装置及方法。
技术介绍
在岩土工程领域，当涉及到结构极限承载力、变形和稳定性问题时，常常采用模型载荷试验研究结构的受力变形特性。对于建筑结构物桩基、锚杆、锚板、基坑支护等结构，除承受常见的水平荷载和竖向荷载之外，还承受倾斜荷载，如风荷载、倾斜锚定板/锚杆等结构。因此对于这类结构，应考虑复杂荷载情况下(倾斜荷载、水平荷载和竖向荷载组合)结构的承载机理和极限承载。对于水平荷载和竖向荷载，可采用水平剪力墙和反力架实现荷载施加，对于倾斜荷载，目前没有一个装置能进行适当的加载试验，现有技术主要是采用砝码，但砝码只能用于荷载较小的结构测量，而且砝码固定位置单一，固定角度较为单一，具体通过手动调整结构物位置或者荷载施加点位置实现倾斜荷载的施加，这种方法只适用于施加拉拔荷载，且试验过程中需准确调整荷载施加点才能准确定位荷载倾斜角度，操作复杂，不易找点。而且对于量值较大的倾斜拉拔荷载情况，或者压力/推力荷载，目前仍没有可靠有效的加载装置和方法。因此，需要对一种多角度荷载施加装置进行新的研究设计。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种多角度荷载施加装置，能实现不同角度下荷载的时间，而且能实现拉力和压力荷载或者不同荷载形式组合的施加，解决了目前试验方法操作复杂且最大施加荷载有限的技术难题。一种多角度荷载施加装置的具体方案如下：一种多角度荷载施加装置，包括：底座，底座用于支撑试验模型；支架，支架通过底座支撑，且支架设于试验模型的外侧；斜向支撑梁，斜向支撑梁通过支架支撑，且斜向支撑梁相对于底座的高度可调，且斜向支撑梁设置滑轨，滑轨与荷载施加件可拆卸连接，且荷载施加件朝向试验模型位置设置，通过滑轨的移动，荷载施加件位置发生变化，并在滑轨设定位置处对试验模型内试验件施加荷载。上述的荷载施加装置，通过斜向支撑梁滑轨的设置，可便于调整荷载施加件相对于试验模型的倾斜角度，实现多角度倾斜荷载的施加，而且能实现较大荷载的施加，用于研究试验件结构的承载机构和极限承载情况，较为方便，试验可靠。进一步地，为了拓宽试验范围，所述荷载施加件为双向荷载施加件，实现压力和推力荷载的施加。进一步地，所述荷载施加件为砝码或双向加载千斤顶，具体砝码可用于较小荷载的施加，通过手动施加荷载，也可通过双向加载千斤顶实现较大荷载的设置，可根据具体试验要求，安装砝码或是加载千斤顶，因此荷载施加件与滑轨可拆卸连接，一些方案中，通过螺栓连接。进一步地，所述斜向支撑梁滑轨安装有多个所述的荷载施加件，这样一个荷载施加件为砝码，另一个荷载施加件选择双向加载千斤顶，根据试验要求选择砝码或双向加载千斤顶进行工作。进一步地，所述斜向支撑梁设置刻度，通过刻度的设置便于确定荷载施加件的位置。进一步地，所述支架包括若干根立柱，在横向截面方向，若干根立柱构成的点为三角形的三个点，所述的斜向支撑梁通过立柱支撑。进一步地，所述立柱为三根，其中第一立柱与第二立柱通过纵向吊装梁连接，另一立柱即第三立柱通过横向吊装梁与纵向吊装梁的中部连接，所述的斜向支撑梁一端设于第三立柱，另一端设于横向吊装梁与纵向吊装梁的连接处；且斜向支撑梁中段设置固定支架与所述的支架连接，固定支架与横向吊装梁连接，这样通过调整横向吊装梁的高度，实现斜向支撑梁高度的调整；进一步地，纵向吊装梁相对于第一立柱、第二立柱的高度可调，横向吊装梁相对于第三立柱的高度同样可调，在一些方案中，第一立柱、第二立柱和第三立柱设置多排螺栓孔，吊装梁与立柱通过螺栓螺母实现连接，根据试验件的尺寸，来调整纵向吊装梁和横向吊装梁的高度，也就实现斜向支撑梁高度的调整。进一步地，所述底座表面导轨，所述的立柱安装于导轨，且其中至少一根立柱的一侧设有直线推动机构，或者，其中至少一导轨的一侧设置直线推动机构，一些方案中，直线推动机构为气缸或液压缸或双向千斤顶，带动立柱沿着导轨往复移动。或者，所述底座表面设置轨道，所述支架与轨道配合实现支架的移动，在一些方案中，轨道为设于底座的凹槽，支架与凹槽配合实现移动。进一步地，所述斜向支撑梁为弯曲工字梁，通过工字梁即形成滑轨，滑轨与荷载施加件之间通过滑块实现连接，且滑块相对于滑轨的位置可实现固定，在一些方案中，通过螺栓实现滑块位置的固定。进一步地，所述荷载施加件与扁形接头连接以通过扁形接头向试验模型中的试验件施加荷载，荷载施加件处设置位移传感器和荷载传感器，当荷载施加件为加载千斤顶时，荷载传感器安装于扁形接头与加载千斤顶之间，扁形接头通过钢筋或钢绞线与试验件连接，位移传感器设于荷载施加件用于确定加载千斤顶的伸长量，千斤顶的伸长量就是实际施加荷载后的位移，或者，位移传感器设于试验件，或者位移传感器设于试验件的上方，测定试验件顶部的位移；位移传感器和荷载传感器分别与控制器连接，当荷载施加件为加载千斤顶时，控制器与荷载施加件连接，这样通过荷载传感器对施加荷载进行测量，以调整加载千斤顶施加荷载的大小。一种多角度荷载施加装置的使用方法，具体步骤如下：1)确定设定尺寸的试验件，并初步确定荷载大小；2)将试验件设于试验模型内，并将试验模型固定于底座；3)通过荷载施加件向试验件提供荷载；4)调整荷载施加件相对于斜向支撑梁的位置，进行0～90°倾斜荷载的加载。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术通过斜向支撑梁和滑轨的设置，能够实现荷载施加件角度的调整，实现多角度荷载的施加，满足现有的试验需求。2)本专利技术通过斜向支撑梁的设置，能实现与砝码或是加载千斤顶的连接，根据具体情况选择适当的荷载施加件，而且通过双向加载千斤顶的设置，既可以施加拉力，由可以施加推力，可以用于锚杆/板拉拔和桩基受荷等多种结构和荷载工况的试验模拟。3)本专利技术通过压力传感器和位移传感器的设置，可实现位移控制加载和荷载法加载，满足复杂的试验工况和需求。4)本专利技术通过在斜向支撑梁设置多个加载系统，可实现不同方向荷载耦合作用时结构受荷的模拟。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术一种多角度荷载施加装置示意图；图2为本专利技术采用砝码的多角度荷载施加装置示意图；图3为采用个千斤顶的多角度荷载施加装置示意图；其中：1、底座，2、第一立柱，3、横向吊装梁，4、纵向吊装梁，5、弯曲工字梁，6、滑块，7、加载千斤顶，8、位移传感器，9、荷载传感器，10、双向千斤顶，11、导轨，12、扁形接头，13、固定支架，14、砝码，15、第二立柱，16、第三立柱。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多角度荷载施加装置，其特征在于，包括：底座，底座用于支撑试验模型；支架，支架通过底座支撑，且支架设于试验模型的外侧；斜向支撑梁，斜向支撑梁通过支架支撑，且斜向支撑梁相对于底座的高度可调，且斜向支撑梁设置滑轨，滑轨与荷载施加件可拆卸连接，且荷载施加件朝向试验模型位置设置，通过滑轨的移动，荷载施加件位置发生变化，并在滑轨设定位置处对试验模型内试验件施加荷载。

【技术特征摘要】
1.一种多角度荷载施加装置，其特征在于，包括：底座，底座用于支撑试验模型；支架，支架通过底座支撑，且支架设于试验模型的外侧；斜向支撑梁，斜向支撑梁通过支架支撑，且斜向支撑梁相对于底座的高度可调，且斜向支撑梁设置滑轨，滑轨与荷载施加件可拆卸连接，且荷载施加件朝向试验模型位置设置，通过滑轨的移动，荷载施加件位置发生变化，并在滑轨设定位置处对试验模型内试验件施加荷载。2.根据权利要求1所述的一种多角度荷载施加装置，其特征在于，所述荷载施加件为双向荷载施加件；所述荷载施加件为砝码或双向加载千斤顶。3.根据权利要求1所述的一种多角度荷载施加装置，其特征在于，所述斜向支撑梁滑轨安装有多个所述的荷载施加件；进一步地，所述斜向支撑梁设置刻度。4.根据权利要求1所述的一种多角度荷载施加装置，其特征在于，所述支架包括若干根立柱，在横向截面方向，若干根立柱构成的点为三角形的三个点，所述的斜向支撑梁通过立柱支撑。5.根据权利要求4所述的一种多角度荷载施加装置，其特征在于，所述立柱为三根，其中第一立柱与第二立柱通过纵向吊装梁连接，另一立柱即第三立柱通过横向吊装梁与纵向吊装梁的中部连接，所述的斜向支撑梁一端设于第三立柱，另一端设于横向吊装梁与纵向吊装梁的连接处；且斜向支...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺芳丁，郭广军，马霄，冯国良，冯平，刘宁，
申请(专利权)人：山东省水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37