【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于桩基刚度模拟领域，尤其涉及一种动力基础的桩基刚度模拟装置与方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、动力基础用于支撑动力设备(如大型汽轮或燃气轮机发电机组等)。其中，基础力学性能的好坏，直接关系到机组的动力特性和电厂的安全运营。为确保发电机组安全平稳运行，针对其框架式或大块式基础，需要在设计阶段，基于相似原理进行模型试验，从而获得发电机组基础的模型动力特性实测值，进而反推出原型的振动特性，为其动力参数优化设计提供试验支撑。
3、动力设备(如大型汽轮或燃气轮机发电机组等)固定在基础上，基础通过下部的桩基或者天然地基固定(即约束)在地球上。桩基或天然地基对上部基础提供的约束，或者说其约束刚度是影响上部基础动力性能的重要因素之一。影响约束刚度的因素较多，如桩的尺寸大小、种类、施工方式，地基的性能等。因此，设计动力设备基础时需要考虑其下部桩基或天然地基对基础的约束刚度影响，基础模型动力试验时也需要准确模拟实际下部的约束。
4、由于实际基础下部是桩基和土壤，模型试验一般需要将实际基础缩尺，同时约束刚度也需要缩尺；而如果将桩基和土壤缩尺来达到缩尺约束刚度，将刚度问题将变得极其复杂，且难以控制。在现有的许多动力基础模型试验中，研究人员往往会忽略基础下部桩基的刚度影响，在缩尺模型中将桩基简化为天然地基，这必然导致模型试验结果与原型的偏差。目前的基础模型试验中直接将模型放置于地面或者试验台面进行动力测试，这与实际基础的约束情况差异较大，
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种动力基础的桩基刚度模拟装置与方法，其能够实现模型试验中对桩基刚度的模拟，且模拟桩基缩尺刚度精准、制作方式简便。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面提供了一种动力基础的桩基刚度模拟装置，其包括：
4、一种动力基础的桩基刚度模拟装置，其包括：反力固定装置、第一钢筋、第二钢筋和套筒；
5、所述第一钢筋水平放置，一端固定连接在所述反力固定装置的表面，另一端固定连接在所述动力基础简化模型的内部；所述第二钢筋竖直放置，一端固定连接在所述反力固定装置的表面，另一端固定连接在所述动力基础简化模型的内部；所述套筒安装套设所述第二钢筋上。
6、作为一种实施方式，所述反力固定装置的布置位置根据实际的桩基的刚度分布以及计算的试验中基础模型下部需模拟的刚度大小来确定。
7、作为一种实施方式，所述试验中基础模型下部需模拟的刚度大小，根据动力基础下部桩基水平和竖向刚度进行缩尺计算得到。
8、作为一种实施方式，所述第一钢筋与所述动力基础简化模型的连接通过混凝土浇筑实现。
9、作为一种实施方式，所述第二钢筋与所述动力基础简化模型的连接通过混凝土浇筑实现。
10、作为一种实施方式，第一钢筋与所述反力固定装置焊接固定。
11、作为一种实施方式，所述第二钢筋与所述反力固定装置焊接固定。
12、本专利技术的第二个方面提供了一种动力基础的桩基刚度模拟装置的设计方法。
13、一种动力基础的桩基刚度模拟装置的设计方法，所述动力基础的桩基刚度模拟装置采用如上述所述的述动力基础的桩基刚度模拟装置；
14、所述动力基础的桩基刚度模拟装置的设计方法，包括：
15、根据实际试验目标的需求与试验场地大小，确定试验时动力基础简化模型尺寸缩尺比；
16、根据动力基础简化模型试验时模型尺寸缩尺比，再结合材料弹性模量缩尺比、桩基刚度模拟装置的总组数及总桩数，确定出单组桩基刚度模拟装置的各向刚度与实际单根桩基的刚度的对应关系；
17、将单组桩基刚度模拟装置的各向刚度作为设计目标刚度值，设计试验所需的桩基刚度模拟装置的数量、分布形式及其中钢筋的直径及长度，使得设计的单组桩基刚度模拟装置的各向刚度与设计目标刚度值相差在设定第一范围内；
18、加工施工桩基刚度模拟装置并进行刚度测试试验，获得刚度模拟装置实际各向刚度值，并与设计目标刚度值的比较来调整桩基刚度模拟装置中的钢筋的直径及长度，直至两者相差在设定第二范围内，结束调整。
19、作为一种实施方式，单组桩基刚度模拟装置的各向刚度与实际单根桩基的对应向刚度呈正比。
20、作为一种实施方式，单组桩基刚度模拟装置的各向刚度与实际单根桩基的对应向刚度的比例系数为：总桩数与桩基刚度模拟装置的总组数的比值再除以模型尺寸缩尺比及材料弹性模量缩尺比。
21、本专利技术的有益效果是：
22、本专利技术的动力基础的桩基刚度模拟装置考虑了基础下部桩基的刚度影响，根据动力基础下部桩基水平和竖向刚度进行缩尺计算得出试验中基础模型下部需模拟的刚度大小，由计算结果与实际的桩基的刚度分布进行所述反力固定装置的位置的布置，实现了动力基础缩尺模型试验中对桩基刚度的模拟。
23、本专利技术的动力基础的桩基刚度模拟装置各部分构件容易制作，各部件之间的连接可以通过焊接完成，耗时短、成本低；本专利技术中模拟桩基刚度的钢筋个数、直径、分布位置可以根据试验需要进行灵活调整，适应性强。
24、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，包括：反力固定装置、第一钢筋、第二钢筋和套筒；
2.如权利要求1所述的动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，所述反力固定装置的布置位置根据实际的桩基的刚度分布以及计算的试验中基础模型下部需模拟的刚度大小来确定。
3.如权利要求2所述的动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，所述试验中基础模型下部需模拟的刚度大小，根据动力基础下部桩基水平和竖向刚度进行缩尺计算得到。
4.如权利要求1所述的动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，所述第一钢筋与所述动力基础简化模型的连接通过混凝土浇筑实现。
5.如权利要求1所述的动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，所述第二钢筋与所述动力基础简化模型的连接通过混凝土浇筑实现。
6.如权利要求1所述的动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，第一钢筋与所述反力固定装置焊接固定。
7.如权利要求1所述的动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，所述第二钢筋与所述反力固定装置焊接固定。
8.一种动力基础的桩基刚度模拟装置的设计
9.如权利要求8所述的动力基础的桩基刚度模拟装置的设计方法，其特征在于，单组桩基刚度模拟装置的各向刚度与实际单根桩基的对应向刚度呈正比。
10.如权利要求9所述的动力基础的桩基刚度模拟装置的设计方法，其特征在于，单组桩基刚度模拟装置的各向刚度与实际单根桩基的对应向刚度的比例系数为：总桩数与桩基刚度模拟装置的总组数的比值再除以模型尺寸缩尺比及材料弹性模量缩尺比。
...【技术特征摘要】
1.一种动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，包括：反力固定装置、第一钢筋、第二钢筋和套筒；
2.如权利要求1所述的动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，所述反力固定装置的布置位置根据实际的桩基的刚度分布以及计算的试验中基础模型下部需模拟的刚度大小来确定。
3.如权利要求2所述的动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，所述试验中基础模型下部需模拟的刚度大小，根据动力基础下部桩基水平和竖向刚度进行缩尺计算得到。
4.如权利要求1所述的动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，所述第一钢筋与所述动力基础简化模型的连接通过混凝土浇筑实现。
5.如权利要求1所述的动力基础的桩基刚度模拟装置，其特征在于，所述第二钢筋与所述动力基础简化模型的连接通过混凝土浇筑实现。
6.如权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，申加胜，孙晓红，黄君宁，刘国强，徐立杰，王艳强，杨斌，刘艳，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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