深水港码头受力模拟系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及深水港码头受力模拟系统，包括实验坑、安装在该实验坑上的水平受力模拟加载装置、垂直受力模拟加载装置及安装在该实验坑内的土压力模拟加载装置。在实验坑内预埋模拟的承载土层，并在承载土层上位于实验坑的中间位置打桩建设模拟的码头，通过水平受力模拟加载装置作用于码头模拟加载水平向的力，实现了有效模拟深水港码头受到的来自海洋泊船及风力因素的影响；通过垂直受力模拟加载装置作用于码头模拟加载垂直向的力，实现了有效模拟码头承载物因素的影响；通过土压力模拟加载装置作用于承载土层模拟加载土压力，实现了有效模拟承载土层因素的影响，从而为深水港码头的研究及工程建设提供了有力的技术保障。
【专利说明】深水港码头受力模拟系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及深水港码头受力模拟系统，具体涉及一种用来模拟深水港码头受到的来自海洋泊船及风力因素、承载土层及码头承载物的因素影响的模拟系统。
【背景技术】
[0002]随着我国国民经济的持续高速发展，港口运输能力已不适应日益繁忙的国内外运输需要。随着近岸深水岸线的逐步减少，以及船舶大型化的发展，码头建设日益向着条件更加恶劣的深水地区发展，深水港码头的建设及安全问题日益成为各方关注的焦点之一。
[0003]深水港码头的受力比较复杂，不仅受到海洋中泊船的牵引力的因素影响、海洋上剧烈风力的影响，同时还要考虑码头上的建筑、货物及设备等承载物对码头的影响，除此之夕卜，来自承载土层的土压力对码头也有着不可忽视的影响。对于深水港码头的课题研究，在国内外都有着十分重要的意义，然而限于问题的复杂性，现有的研究成果也还是初步并且十分有限。
[0004]正因为如此，建立一套行之有效并且稳定的深水港码头受力模拟系统，来对深水港码头的研究及工程建设形成有力的技术保障，就成为了亟待解决的关键技术难题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供一种深水港码头受力模拟系统，其可有效模拟深水港码头受到的来自海洋泊船及风力因素的影响、承载土层因素的影响及码头承载物因素的影响，从而为深水港码头的研究及工程建设提供有力的技术保障。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现:
深水港码头受力模拟系统，包括实验坑、安装在该实验坑上的水平受力模拟加载装置、垂直受力模拟加载装置及安装在该实验坑内的土压力模拟加载装置；该水平受力模拟装置包括固定安装在该实验坑一端的加载安装架及铰接在该加载安装架一侧的多个第一伺服作动器，该第一伺服作动器的加载方向水平朝向该实验坑的中间位置；该垂直受力模拟加载装置包括固定安装在该实验坑两侧上沿的反力门架，该反力门架上设有多个第二伺服作动器，该第二伺服作动器的加载方向垂直朝向该实验坑的中间位置；该土压力模拟加载装置包括固定铰接在该实验坑另一端的多个第三伺服作动器，该第三伺服作动器的加载方向水平朝向该实验坑的中间位置，该第三伺服作动器的旁侧设有与该实验坑相配的土层压力墙，该土层压力墙在该第三伺服作动器的作用下推移运动。
[0007]进一步地，该加载安装架包括固定安装在该实验坑一端的水平反力架及垂直固接在该水平反力架一侧的多个水平支架，该水平支架上设有连接横梁，该水平支架远离该水平反力架的一端固定铰接该第一伺服作动器。
[0008]进一步地，为了方便拆装调整，该水平支架包括与该水平反力架固接的水平连接柱及与该水平连接柱螺栓连接的延长支架；该延长支架的另一端固定铰接该第一伺服作动器；该延长支架上固定连接有垂直立柱，该垂直立柱与该连接横梁螺栓连接。[0009]进一步地，为了方便拆装调整，该实验坑的两侧上沿固定设有底座，该反力门架包括与该底座螺栓链接的立柱及夹持在立柱之间的水平反力梁，该水平反力梁与该立柱螺栓连接，该第二伺服作动器固定安装在该水平反力梁的下方。
[0010]进一步地，为了保证该加载安装架的稳定性，该连接横梁的两端分别与该底座螺栓连接；进一步地，为了提供垂直加载的灵活多样性，同时减少单个反力门架的负荷，该底座上设有两个反力门架，每个反力门架设有两个第二伺服作动器。
[0011]为了确保第三伺服作动器能提供足够的动力模拟加载土层压力，该第三伺服作动器呈四列十四行排布，为了更好的安装这些第三伺服作动器，该实验坑的另一端固定设有四个竖直的铰座，该第三伺服作动器对应铰接在该铰座上。
[0012]为了增加土压力模拟加载装置的加载行程，该第三伺服作动器远离该铰座的活动端固定连接有水平的加长杆，该加长杆与该土层压力墙固定铰接；为了进一步保护第三伺服作动器，该土层压力墙与该第三伺服作动器之间设有隔离防护板，该加长杆贯穿该隔离防护板。
[0013]根据第三伺服作动器的排列情况，为了更好的适应该第三伺服作动器，该土层压力墙由十四层水平的推力架固接叠加形成，每行第三伺服作动器对应一层推力架；每行第三伺服作动器的加载吨位从上到下递增。在实验过程中，该土层压力墙直接作用于实验坑内预埋铺设的承载土层，并在第三伺服作动器的作用下模拟加载土层压力。
[0014]为了确保该土层压力墙的行程，该实验坑的两侧设有与该推力架相适应的活动槽。
[0015]进一步地，为了保证实验坑的强度，该实验坑为混凝土结构。
[0016]本发明所述的深水港码头受力模拟系统，包括实验坑、安装在该实验坑上的水平受力模拟加载装置、垂直受力模拟加载装置及安装在该实验坑内的土压力模拟加载装置。在实验坑内预埋模拟的承载土层，并在承载土层上位于实验坑的中间位置打桩建设模拟的码头，通过水平受力模拟加载装置作用于码头模拟加载水平向的力，实现了有效模拟深水港码头受到的来自海洋泊船及风力因素的影响；通过垂直受力模拟加载装置作用于码头模拟加载垂直向的力，实现了有效模拟码头承载物因素的影响；通过土压力模拟加载装置作用于承载土层模拟加载土压力，实现了有效模拟承载土层因素的影响，从而为深水港码头的研究及工程建设提供了有力的技术保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明所述深水港码头受力模拟系统一具体实施例中的立体图；
图2为图1的局部放大图；
图3为图1中水平受力模拟加载装置的立体放大图；
图4为图1中垂直受力模拟加载装置的立体放大图；
图5为图1中实验坑的立体结构示意图；
图6为图1中土压力模拟加载装置第一视角的立体放大图；
图7为图1中土压力模拟加载装置第二视角的立体放大图；
图8为本发明所述深水港码头受力模拟系统一具体实施例中每列第三伺服作动器的排布示意图。【具体实施方式】
[0018]下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0019]如图1至图5所示，本发明实施例所述的深水港码头受力模拟系统，包括实验坑1、安装在实验坑I上的水平受力模拟加载装置2、垂直受力模拟加载装置3及安装在实验坑I内的土压力模拟加载装置4 ;水平受力模拟装置2包括固定安装在实验坑I 一端的加载安装架21及铰接在加载安装架21 —侧的多个第一伺服作动器22，第一伺服作动器22的加载方向水平朝向实验坑I的中间位置；垂直受力模拟加载装置3包括固定安装在实验坑I两侧上沿的反力门架31，反力门架31上设有多个第二伺服作动器32，第二伺服作动器32的加载方向垂直朝向实验坑I的中间位置；土压力模拟加载装置4包括固定铰接在实验坑I另一端的多个第三伺服作动器41，第三伺服作动器41的加载方向水平朝向实验坑I的中间位置，第三伺服作动器41的旁侧设有与实验坑I相配的土层压力墙42，土层压力墙42在第三伺服作动器41的作用下推移运动。
[0020]结合图3所示，加载安装架21包括固定安装在实验坑I 一端的水平反力架211及垂直固接在水平反力架211 —侧的多个水平支架212，水平支架212上设有连接横梁213，水平支架212远离水平反力架211的一端固定铰接第一伺服作动器22。
[0021]为了方便拆装调整，水平支架212包括与水平反力架211固接的水平连接柱214及与水平连接柱214螺栓连接的延长支架215 ;延长支架215的另一端固定铰接第一伺服作动器22 ;延长支架215上固定连接有垂直立柱216，垂直立柱216与连接横梁213螺栓连接。
[0022]结合图1、图2及图4所不，为了方便拆装调整，实验坑I的两侧上沿固定设有底座11，反力门架31包括与底座11螺栓链接的立柱311及夹持在立柱311之间的水平反力梁312，水平反力梁312与立柱311螺栓连接，第二伺服作动器32固定安装在水平反力梁312的下方。
[0023]再次结合图1、图2及图4所示，为了保证加载安装架的稳定性，连接横梁213的两端分别与底座11螺栓连接；为了提供垂直加载的灵活多样性，同时减少单个反力门架31的负荷，底座11上设有两个反力门架31，每个反力门架31设有两个第二伺服作动器32。
[0024]结合图1、图2、图5、图6及图7所示，为了确保第三伺服作动器41能提供足够的动力模拟加载土层压力，第三伺服作动器41呈四列十四行排布，为了更好的安装这些第三伺服作动器，实验坑I的另一端固定设有四个竖直的铰座43，第三伺服作动器41对应铰接在铰座43上。
[0025]为了增加土压力模拟加载装置4的加载行程，第三伺服作动器41远离铰座43的活动端固定连接有水平的加长杆44，加长杆44与土层压力墙42固定铰接；为了进一步保护第三伺服作动器，土层压力墙42与第三伺服作动器41之间设有隔离防护板45，加长杆44贯穿隔离防护板45。
[0026]结合图6、图7及图8所示，根据第三伺服作动器的排列情况，为了更好的适应第三伺服作动器，土层压力墙42由十四层水平的推力架421固接叠加形成，每行第三伺服作动器对应一层推力架421 ;每行第三伺服作动器的加载吨位从上到下递增。在实验过程中，土层压力墙42直接作用于实验坑内预埋铺设的承载土层，并在第三伺服作动器的作用下模拟加载土层压力。
[0027]重新结合图1、图2及图5所示，为了确保土层压力墙42的行程，实验坑I的两侧设有与推力架431相适应的活动槽12。为了保证实验坑的强度，实验坑I为混凝土结构。
[0028]以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.深水港码头受力模拟系统，其特征在于，包括实验坑、安装在所述实验坑上的水平受力模拟加载装置、垂直受力模拟加载装置及安装在所述实验坑内的土压力模拟加载装置； 所述水平受力模拟装置包括固定安装在所述实验坑一端的加载安装架及铰接在所述加载安装架一侧的多个第一伺服作动器，所述第一伺服作动器的加载方向水平朝向所述实验坑的中间位置； 所述垂直受力模拟加载装置包括固定安装在所述实验坑两侧上沿的反力门架，所述反力门架上设有多个第二伺服作动器，所述第二伺服作动器的加载方向垂直朝向所述实验坑的中间位置； 所述土压力模拟加载装置包括固定铰接在所述实验坑另一端的多个第三伺服作动器，所述第三伺服作动器的加载方向水平朝向所述实验坑的中间位置，所述第三伺服作动器的旁侧设有与所述实验坑相配的土层压力墙，所述土层压力墙在所述第三伺服作动器的作用下推移运动。
2.如权利要求1所述的深水港码头受力模拟系统，其特征在于，所述加载安装架包括固定安装在所述实验坑一端的水平反力架及垂直固接在所述水平反力架一侧的多个水平支架，所述水平支架上设有连接横梁，所述水平支架远离所述水平反力架的一端固定铰接所述第一伺服作动器。
3.如权利要求2所述的深水港码头受力模拟系统，其特征在于，所述水平支架包括与所述水平反力架固接的水平连接柱及与所述水平连接柱螺栓连接的延长支架；所述延长支架的另一端固定铰接所述第一伺服作动器；所述延长支架上固定连接有垂直立柱，所述垂直立柱与所述连接横梁螺栓连接。
4.如权利要求3所述的深水港码头受力模拟系统，其特征在于，所述实验坑的两侧上沿固定设有底座，所述反力门架包括与所述底座螺栓链接的立柱及夹持在立柱之间的水平反力梁，所述水平反力梁与所述立柱螺栓连接，所述第二伺服作动器固定安装在所述水平反力梁的下方。
5.如权利要求4所述的深水港码头受力模拟系统，其特征在于，所述连接横梁的两端分别与所述底座螺栓连接；所述底座上设有两个反力门架，每个反力门架设有两个第二伺服作动器。
6.如权利要求1至5任一项所述的深水港码头受力模拟系统，其特征在于，所述第三伺服作动器呈四列十四行排布，所述实验坑的另一端固定设有四个竖直的铰座，所述第三伺服作动器对应铰接在所述铰座上。
7.如权利要求6所述的深水港码头受力模拟系统，其特征在于，所述第三伺服作动器远离所述铰座的活动端固定连接有水平的加长杆，所述加长杆与所述土层压力墙固定铰接；所述土层压力墙与所述第三伺服作动器之间设有隔离防护板，所述加长杆贯穿所述隔离防护板。
8.如权利要求7所述的深水港码头受力模拟系统，其特征在于，所述土层压力墙由十四层水平的推力架固接叠加形成，每行第三伺服作动器对应一层推力架；每行第三伺服作动器的加载吨位从上到下递增。
9.如权利要求8所述的深水港码头受力模拟系统，其特征在于，所述实验坑的两侧设有与所述推力架相适应的活动槽。
10.如权利要求9所述的深水港码头受力模拟系统，其特征在于，所述实验坑为混凝土结构。
【文档编号】E02B1/02GK103590362SQ201310519078
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】朱晓兵, 支晓阳 申请人:无锡市海航电液伺服系统有限公司