一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置及检测方法制造方法及图纸

一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置，包括机架、水平加载机构、竖向加载机构和数据采集仪，两套水平加载机构分别对称设置在机架两端部，包括第一水平驱动装置、铰座机构和沉降测量装置，第一水平驱动装置通过铰座机构与蜂窝钢拱的端部相连；沉降测量装置设置在竖向加载机构与铰座机构之间；竖向加载机构包括龙门架、上施压装置及下支撑机构；数据采集仪的信号输入端分别与沉降测量装置、压力传感器及位移传感器电连接；本发明专利技术还包括检测方法，所述检测方法包括以下步骤：夹紧蜂窝钢拱；向其施加竖向载荷；根据测量的数据获得跨中荷载位移曲线，得到极限荷载。本发明专利技术的有益效果是：监测蜂窝钢拱上各部位数据，方便得到极限荷载，操作简单。操作简单。操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置及检测方法


[0001]本专利技术涉及蜂窝钢拱检测
，尤其涉及一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置及检测方法。

技术介绍

[0002]钢拱架支护是采用型钢成形后加固地下工程的支护措施，现有的蜂窝钢拱在使用前需要对其进行随机的承载力检测，由于现有的检测机构只能对单一种规格的蜂窝钢拱进行检测，对于一些较小的或者较大的蜂窝钢拱难以进行检测，使用存在的局限性较大，使用存在不足，为此我们提出一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出了一种可以监测蜂窝钢拱上各部位数据，方便得到极限荷载、装置操作简单、使用方便的全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置及检测方法。
[0004]本专利技术所述的一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置，其特征在于，包括：
[0005]机架，顶部具有一试验平面，并在所述试验平面的两端部均开设有第一滑槽；
[0006]水平加载机构，共两套，分别对称设置在所述机架的两端部，包括第一水平驱动装置、连接在蜂窝钢拱端部的铰座机构和沉降测量装置，所述第一水平驱动装置设置在所述第一滑槽旁，所述第一水平驱动装置的直线运动端伸入所述第一滑槽内，并沿第一滑槽直线滑动，用于向铰座机构提供水平驱动力；所述铰座机构的下部与所述第一水平驱动装置的直线运动端铰接，上部与所述蜂窝钢拱的端部相连；所述沉降测量装置设置在竖向加载机构与同侧的铰座机构之间，其检测头与铰座机构接触，用于测量铰座机构的沉降情况；
[0007]竖向加载机构，包括悬于蜂窝钢拱上方的龙门架、向蜂窝钢拱顶部施加竖向载荷的上施压装置、以及支撑在蜂窝钢拱底部的下支撑机构，所述龙门架横跨两所述第一滑槽，其底部固连于所述试验平面上，所述龙门架的横梁的内顶部沿横梁轴向开设有第三滑槽，用于安装上施压装置；所述上施压装置包括第二水平驱动装置、竖向千斤顶和压力传感器，所述第二水平驱动装置水平安装于所述龙门架的横梁上，并且所述第二水平驱动装置的水平驱动端与所述竖向千斤顶的顶部固连，用于带动所述竖向千斤顶沿所述横梁轴向水平移动；所述压力传感器安装于所述竖向千斤顶的底部伸缩端，并且所述压力传感器的检测端与所述蜂窝钢拱顶面接触，用于测量所述蜂窝钢拱所受的竖向载荷；所述下支撑机构设置在两所述第一滑槽之间的所述试验平面上，包括升降装置、支撑装置和位移传感器，所述升降装置垂直安装于所述试验平面上，其升降端与所述支撑装置的底部固连，用于驱动所述支撑装置垂直升降；所述位移传感器安装在所述支撑装置的顶部，其竖向检测头与所述蜂窝钢拱的底部接触，用于测量蜂窝钢拱竖向位移以获取蜂窝钢拱的竖向挠度；
[0008]以及数据采集仪，其信号输入端分别与所述沉降测量装置的信号输出端、压力传感器的信号输出端以及位移传感器的信号输出端电连接。
[0009]进一步，所述第一水平驱动装置包括第一电机、第一丝杆、第一滑块和安装座，所
述第一电机的输出轴插入第一滑槽的内部并连接有第一丝杆；所述第一丝杆可转动地安装在所述第一滑槽内；所述第一滑块套设于所述第一丝杆的外部，并与所述第一丝杆螺纹连接；所述第一滑块上安装有安装座，所述安装座的内部安装有用于铰接所述铰座机构的转轴。
[0010]进一步，每套所述铰座机构配装一套所述沉降测量装置，所述沉降测量装置包括第一液压缸和千分表，所述第一液压缸安装在龙门架的竖向支撑柱内部，所述第一液压缸的活塞杆的侧面安装有千分表，并且所述千分表的检测头与铰座机构接触；所述千分表的信号输出端与所述数据采集仪的信号输入端电连接。
[0011]进一步，所述铰座机构包括转动套接在转轴上的铰座，所述铰座的顶部开设有第二滑槽，所述第二滑槽的内部转动连接有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆的两端均通过螺纹连接有第一夹板，且所述第一夹板与第二滑槽滑动连接。。
[0012]进一步，所述第一螺纹杆的两端的螺纹旋向相反，所述第一螺纹杆的侧面安装有第一旋钮。
[0013]进一步，所述第二水平驱动装置包括第二电机、第二丝杆以及第二滑块，所述第二电机安装在所述龙门架的横梁端部，并且所述第二电机的输出轴插入所述第三滑槽的内部并连接所述第二丝杆；所述第二丝杆沿所述第三滑槽轴向水平安装在所述第三滑槽中；所述第二滑块套设在所述第二丝杆上，并与所述第二丝杆螺纹连接；所述第二滑块与所述竖向千斤顶的顶部固连，用于带动所述竖向千斤顶沿所述第二丝杆轴向水平滑动。
[0014]进一步，所述升降装置包括壳体、第二液压缸以及活动杆，所述壳体安装在所述机架的顶部；所述第二液压缸竖直安装于所述壳体的内部，其活塞杆的顶部安装有活动杆；所述活动杆的顶部安装有支撑机构。
[0015]进一步，所述支撑装置包括安装在活动杆顶部的支撑板，所述支撑板的顶部的两端均开设有第四滑槽，所述第四滑槽的内部转动连接有第二螺纹杆，所述第二螺纹杆的两端均通过螺纹连接有第二夹板；所述第二螺纹杆的两端的螺纹旋向相反，所述第二夹板与第四滑槽滑动连接，所述第二螺纹杆的侧面安装有第二旋钮。
[0016]进一步，所述蜂窝钢拱上安装有若干组应变计，所述应变计的信号输出端与所述数据采集仪的信号输入端电连接，用于用来监测蜂窝钢拱开口处的应变变化情况。
[0017]采用本专利技术所述的一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置进行的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0018]S1：启动第一电机，第一电机的输出轴带动第一丝杆转动，第一丝杆通过螺纹传动带动第一滑块，第一滑块通过安装座带动铰座机构运动，旋转第一旋钮使第一螺纹杆旋转，由于第一螺纹杆两端的螺纹旋向相反，第一螺纹杆通过螺纹传动带动第一夹板互相靠近，第一夹板夹紧蜂窝钢拱；
[0019]S2：启动第二电机、第一液压缸、竖向千斤顶和第二液压缸，第一液压缸的活塞杆带动千分表运动，直至千分表的检测头与铰座接触，第二电机的输出轴带动第二丝杆转动，第二丝杆通过螺纹传动带动第二滑块运动，使第二滑块位于蜂窝钢拱的正上方，竖向千斤顶的活塞杆带动压力传感器向下与蜂窝钢拱相接触，第二液压缸的活塞杆带动活动杆向上，活动杆通过支撑装置带动位移传感器，使位移传感器的竖向检测头与蜂窝钢拱的底部接触；
[0020]S3：旋转第二旋钮，第二旋钮带动第二螺纹杆旋转，由于第二螺纹杆两端的螺纹旋向相反，第二夹板互相靠近并夹住蜂窝钢拱；
[0021]S4：在检测过程中，千分表、压力传感器、位移传感器和应变计与数据采集仪相连，启动竖向千斤顶，竖向千斤顶带动压力传感器对蜂窝钢拱进行施加竖向载荷，压力传感器获取载荷数值，荷载分级施加，每级荷载施加完成后，稳定10min，为了使变形和应变充分发展，底部的位移传感器获取竖向挠度，应变计监测蜂窝钢拱开口处的应变变化情况，两组千分表在每施加一级荷载后记录一次数据，监测铰座的沉降情况，由于铰座限制了三个方向的平动，仅绕着安装座发生转动，力、位移、应变数据均由数据采集仪记录，直至试件丧失承载能力，将数据采集仪采集的数据进行处理，获得跨中荷载位移曲线，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置，其特征在于，包括：机架(1)，顶部具有一试验平面，并在所述试验平面的两端部均开设有第一滑槽(2)；水平加载机构，共两套，分别对称设置在所述机架(1)的两端部，包括第一水平驱动装置、连接在蜂窝钢拱(11)端部的铰座机构(8)和水平位移测量装置，所述第一水平驱动装置设置在所述第一滑槽(2)旁，所述第一水平驱动装置的直线运动端伸入所述第一滑槽(2)内，并沿第一滑槽(2)直线滑动，用于向铰座机构(8)提供水平驱动力；所述铰座机构(8)的下部与所述第一水平驱动装置的直线运动端铰接，上部与所述蜂窝钢拱(11)的端部相连；所述水平位移测量装置设置在竖向加载机构与同侧的铰座机构(8)之间，其检测头与铰座机构(8)接触，用于测量铰座机构(8)的沉降情况；竖向加载机构，包括悬于蜂窝钢拱(11)上方的龙门架(12)、向蜂窝钢拱(11)顶部施加竖向载荷的上施压装置、以及支撑在蜂窝钢拱(11)底部的下支撑机构，所述龙门架(12)横跨两所述第一滑槽(2)，其底部固连于所述试验平面上，所述龙门架(12)的横梁的内顶部沿横梁轴向开设有第三滑槽(13)，用于安装上施压装置；所述上施压装置包括第二水平驱动装置、竖向千斤顶(17)和压力传感器(18)，所述第二水平驱动装置水平安装于所述龙门架(12)的横梁上，并且所述第二水平驱动装置的水平驱动端与所述竖向千斤顶(17)的顶部固连，用于带动所述竖向千斤顶(17)沿所述横梁轴向水平移动；所述压力传感器(18)安装于所述竖向千斤顶(17)的底部伸缩端，并且所述压力传感器(18)的检测端与所述蜂窝钢拱(11)顶面接触，用于测量所述蜂窝钢拱(11)所受的竖向载荷；所述下支撑机构设置在两所述第一滑槽(2)之间的所述试验平面上，包括升降装置、支撑装置(22)和位移传感器(23)，所述升降装置垂直安装于所述试验平面上，其升降端与所述支撑装置(22)的底部固连，用于驱动所述支撑装置(22)垂直升降；所述位移传感器(23)安装在所述支撑装置(22)的顶部，其竖向检测头与所述蜂窝钢拱(11)的底部接触，用于测量蜂窝钢拱(11)竖向位移以获取蜂窝钢拱(11)的竖向挠度；以及数据采集仪(24)，其信号输入端分别与所述水平位移测量装置的信号输出端、压力传感器(18)的信号输出端以及位移传感器(23)的信号输出端电连接。2.如权利要求1所述的一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置，其特征在于：所述第一水平驱动装置包括第一电机(3)、第一丝杆(4)、第一滑块(5)和安装座(6)，所述第一电机(3)的输出轴插入第一滑槽(2)的内部并连接有第一丝杆(4)；所述第一丝杆(4)可转动地安装在所述第一滑槽(2)内；所述第一滑块(5)套设于所述第一丝杆(4)的外部，并与所述第一丝杆(4)螺纹连接；所述第一滑块(5)上安装有安装座(6)，所述安装座(6)的内部安装有用于铰接所述铰座机构(8)的转轴(7)。3.如权利要求2所述的一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置，其特征在于：每套所述铰座机构(8)配装一套所述水平位移测量装置，所述水平位移测量装置包括第一液压缸(9)和千分表(10)，所述第一液压缸(9)安装在龙门架(12)的竖向支撑柱内部，所述第一液压缸(9)的活塞杆的侧面安装有千分表(10)，并且所述千分表(10)的检测头与铰座机构(8)接触；所述千分表(10)的信号输出端与所述数据采集仪(24)的信号输入端电连接。4.如权利要求2或3所述的一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置，其特征在于：所述铰座机构(8)包括转动套接在转轴(7)上的铰座(81)，所述铰座(81)的顶部开设有第二滑槽(82)，所述第二滑槽(82)的内部转动连接有第一螺纹杆(83)，所述第一螺纹杆
(83)的两端均通过螺纹连接有第一夹板(84)，且所述第一夹板(84)与第二滑槽(82)滑动连接。。5.根据权利要求4所述的一种全自动检测平面内蜂窝钢拱承载力的装置，其特征在于：所述第一螺纹杆(83)的两端的螺纹旋向相反，所述第一螺纹杆(83)的侧面安装有第一旋钮。6.如权利要求1所述的一种全自动检测平面内蜂窝钢拱...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁伟斌，武龙，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
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