一种基础筏板试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基础筏板试验装置，该基础筏板试验装置包括底部筏板（1）、承台中心（2）以及模型桩（3），底部筏板（1）呈多边形，并且沿着该底部筏板（1）的上端面的边缘设置有依次连接的多个边梁（4），所述底部筏板（1）的底面设置有能够与所述多个模型桩（3）对应连接的多个连接部，所述承台中心（2）为柱状实心体，该承台中心（2）的底部固定于所述底部筏板（1）的上端面，所述底部筏板（1）的上端面上还设置有多个肋梁（5）。通过在基础筏板基础筏板上依次设置加劲肋和加劲混凝土，可以两次改变基础筏板基础筏板的刚度，满足了试验需求，简化了实验过程，同时也降低了试验成本。
【专利说明】一种基础筏板试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基础桩筏试验装置，具体地，涉及一种梁板式风机基础桩筏试验装置，更具体地，涉及一种梁板式风机基础桩筏的基础筏板试验装置。
【背景技术】
[0002]梁板式基础是风机基础的常见形式之一，可以有效地增加整体性、减少地基附加压力、减少沉降、调整不均匀沉降。相比重力式基础，梁板式基础混凝土用量较少，费用较低，因此广泛的应用于风电场的建设中。
[0003]目前，梁板式基础研究的手段主要有原型观测、静载试验、数值分析和模型试验。模型试验可以将实际问题简化，用以解决不能或不便用直接试验方法解决的难题，这样可以提高效率，大大节约资源、资金和时间。
[0004]模型试验法需要对不同刚度的基础筏板进行受力测试，因此一般需要准备多个不同刚度的试验用基础筏板，导致试验过程繁琐且试验成本较高。
[0005]有鉴于此，需要提供一种可以根据试验需要在一次试验中两次增加其刚度的基础筏板试验装置。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的问题是提供一种基础筏板试验装置，该基础筏板试验装置可以根据试验需要在一次试验中两次增加刚度，避免准备多个基础筏板以节省成本。
[0007]为了以上所述的问题，本实用新型提供了一种基础筏板试验装置，其中，该基础筏板试验装置包括底部筏板、承台中心以及中空的多个模型桩(3)，所述底部筏板呈多边形，并且沿着该底部筏板的上端面的边缘设置有依次连接的多个边梁以形成为封闭的多边形，所述底部筏板的底面设置有能够与所述多个模型桩对应连接的多个连接部，所述承台中心为柱状实心体，该承台中心的底部固定于所述底部筏板的上端面上且位于所述多个边梁围成的所述多边形内，所述底部筏板的上端面上还设置有多个肋梁，所述多个肋梁的一端各自固定于所述多个边梁围成的所述多边形的不同角点上，另一端分别连接于所述承台中心上。
[0008]优选地，所述底部筏板呈正多边形，且依次连接的多个所述边梁形成为封闭的正多边形。
[0009]优选地，所述多个肋梁的所述另一端分别连接于所述承台中心外周面的沿周向的不同位置上，以使得相邻的所述肋梁之间的夹角相同。
[0010]优选地，所述承台中心为圆柱形结构，所述底部筏板为正六边形板，所述多个边梁为六个，所述多个肋梁为六个。
[0011]优选地，所述基础筏板试验装置还包括用于设置在相邻的所述肋梁之间的多个加劲肋，各个加劲肋的两端分别能够与所述承台中心和所述环梁连接，且各个所述加劲肋的底面能够与所述底部筏板的上端面连接。[0012]优选地，各个所述加劲肋的用于与所述承台中心、所述底部筏板和所述环梁连接的表面的边缘分别设置有翼缘，所述翼缘上设置有螺栓孔，所述承台中心、所述底部筏板和所述环梁上分别设置有对应的螺栓孔，以使所述多个加劲肋能够通过螺栓与所述承台中心、所述底部筏板和所述环梁连接。
[0013]优选地，在相邻的所述肋梁之间设置有所述加劲肋的状态下，所述肋梁与所述加劲肋之间具有间隔空间，且该间隔空间内能够填充加劲混凝土。
[0014]优选地，所述底部筏板的底面的多个连接部为多个螺纹孔，并且所述多个螺纹孔的位置分别对应于所述承台中心和所述边梁，各个所述模型桩的一端设置有能够与所述螺纹孔配合的外螺纹。
[0015]优选地，所述承台中心的高度大于所述环梁的高度。
[0016]优选地，各个所述模型桩的内表面、所述边梁以及所述肋梁的表面设置有多个应变片。[0017]通过上述技术方案，通过在基础筏板基础筏板上依次设置加劲肋和加劲混凝土，可以两次改变基础筏板基础筏板的刚度，满足了试验需求，简化了实验过程，同时也降低了试验成本。
[0018]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1是根据本实用新型的一种【具体实施方式】的基础筏板试验装置的俯视图；
[0021]图2是根据本实用新型的一种【具体实施方式】的基础筏板试验装置的侧视图。
[0022]图3是根据本实用新型的一种【具体实施方式】的加劲肋的侧视图。
[0023]附图标记说明
[0024]I底部筏板 2承台中心
[0025]3模型桩4边梁
[0026]5肋梁6加劲肋
[0027]7翼缘8螺栓孔
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0029]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指沿竖直方向的上、下。
[0030]如图1和2所示，根据本实用新型的一种【具体实施方式】，提供了一种基础筏板试验装置，其中，该基础筏板试验装置包括底部筏板1、承台中心2以及中空的多个模型桩3，底部筏板I呈多边形，并且沿着该底部筏板I的上端面的边缘设置有依次连接的多个边梁4(优先为一体形成的环状结构)以形成为封闭的多边形，所述底部筏板I的底面设置有能够与所述多个模型桩3对应连接的多个连接部，承台中心2为柱状实心体，该承台中心2的底部固定于所述底部筏板I的上端面上且位于多个边梁4围成的所述多边形内，底部筏板I的上端面上还设置有多个肋梁5，多个肋梁5的一端各自固定于多个边梁4围成的所述多边形的不同角点上，另一端分别连接于承台中心2上。
[0031]由于边梁4和肋梁5的作用，所述基础筏板试验装置本身具有一定的刚度，可以进行相应的试验测试。在底部筏板I的上端面上，多个边梁4和多个肋梁5之间形成有多个空间，通过在该多个空间填充加劲类部件可以再次增加该基础筏板试验装置的刚度，从而能够在同一筏板上测试不同刚度下的相关力学数据，而不必再准备更多的筏板，节省了试验成本。一般地，通过承台中心2对该基础筏板试验装置加载，多个模型桩3安装在底部筏板I的下端面以测试相关的数据(以下将进一步描述)。
[0032]优选地，底部筏板I呈正多边形，以便于加工生产，并且位于底部筏板I边缘的边梁4形成的多边形可以根据底部筏板的形状进行相应地变化，从而形成为封闭的正多边形。一般地，多个边梁4为一体形成的整体件，为正多边形的环状结构。
[0033]根据本实用新型的一种【具体实施方式】，多个肋梁5的所述另一端分别连接于所述承台中心2外周面的沿周向的不同位置上，以使得相邻的所述肋梁5之间的夹角相同。也就是说，由于底部筏板I为如上所述的正多边形形状，因此多个肋梁5可以围绕承台中心2等角度分布，这样的设计可以保证肋梁5所受的载荷相同，更便于测试。
[0034]根据本实用新型的一种【具体实施方式】，承台中心2为圆柱形结构，底部筏板I为正六边形板，多个边梁4为六个，多个肋梁5为六个。由于风机塔筒通过基础环与承台中心2连接，因此承台中心2为圆柱形结构，为了模拟较为常见的六边形筏板式风机基础，试验模型的底部筏板I设计为六边形。
[0035]为了模拟肋梁对风机基础刚度的增大效果，可以准备多个加劲肋6进行第一次刚度增加。多个加劲肋6可以在相邻的肋梁5之间设置，各个加劲肋6的两端分别可以与承台中心2和边梁4连接，且各个加劲肋6的底面可以与底部筏板I的上端面连接。
[0036]加劲肋6与承台中心2、边梁4以及底部筏板I的连接方式有多种，比如焊接、销轴连接、螺栓连接等，在此优选为通过螺栓连接。具体地，如图3所示，各个加劲肋6的用于与承台中心2、底部筏板I和边梁4连接的表面的边缘分别设置有翼缘，所述翼缘上设置有螺栓孔，承台中心2、底部筏板I和边梁4上分别设置有对应的螺栓孔，以使多个加劲肋6能够通过螺栓与承台中心2、底部筏板I和边梁4连接。由于加劲肋6需要在底部筏板I安装在地面上后在试验过程中安装，因此通过螺栓连接可以使加劲肋6的安装更简便快捷。
[0037]在对所述基础筏板试验装置进行第一次刚度增加之后，还可以对其进行第二次刚度增加以模拟重力式风机基础和桩-承台式风机基础。在相邻的所述肋梁5之间设置有所述加劲肋6的状态下，所述肋梁5与所述加劲肋6之间具有间隔空间，在该间隔空间内可以填充加劲混凝土以再一次增加所述基础筏板试验装置的刚度。为保证混凝土不开裂，采用混凝土强度为C30。水泥采用42.5级硅酸盐水泥，配合比为I立方米混凝土需要349kg水泥、185kg 水、641kg 砂、1192kg 碎石。
[0038]模型桩3可以螺接在底部筏板I的下端面。具体地，底部筏板I的底面的多个连接部为多个螺纹孔，并且所述多个螺纹孔的位置分别对应于承台中心2和所述边梁4，各个所述模型桩3的一端设置有能够与所述螺纹孔配合的外螺纹。模型桩3可以对应于边梁4的角点位置和中间位置以及承台中心2的均匀分布的3个位置(如图1所示)。[0039]另外，根据模拟风机基础的需要，承台中心2的高度应大于边梁4的高度。相应地，加劲肋6的两个端部的高度可以分别与承台中心2和边梁4的高度相同，也就是说加劲肋6可以呈直角梯形。
[0040]为了测试各个部件受力性状，可以在各个模型桩3的内表面、边梁4以及肋梁5的表面设置多个应变片。
[0041]以下将对优选的所述基础筏板试验装置的试验过程进行说明，但这不应当理解为对本实用新型的限制。其中:
[0042]I)制作基础筏板试验装置，底部筏板I优选为正六边形，相应地边梁4和肋梁5的数量均为6。整个基础筏板试验装置使用铝合金材料制作，承台中心2和底部筏板I分别制作，制作完成后将两部分用螺栓连接。所述基础筏板试验装置还包括可以安装在底部筏板I的下端面的15根中空的模型桩3，模型桩3通过设置有螺纹的一端穿过底部筏板I对应的螺栓孔连接在底部筏板I上，模型桩3的内部贴有应变片，用以测量模型桩3的轴力和弯矩。
[0043]2)在模型槽内分层填沙土，撒水，捣实整平。在填土的过程中将模型桩3埋入指定位置。
[0044]3)布置土压力盒，其位置分别对应于承台中心2的中心位置、肋梁5的邻近所述角点的位置、肋梁5的中心位置以及加劲肋的中心位置。
[0045]4)安装底部筏板I和承台中心2，连接模型桩3和底部筏板1，在边梁4以及肋梁5的表面设置多个应变片，将所有的应变片连接于应变采集仪。
[0046]5)进行第一次加载，每级加载2kN，分16级加载，最大荷载为32kN。每级加载持续2小时后进行下一级，采集数据；
[0047]6)在底部筏板I上安装加劲肋6，按步骤5的方式进行加载并采集数据。
[0048]7)在加劲肋6和肋梁5的空隙位置浇铸加劲混凝土，在浇筑完毕后的12小时以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。养护完成后，按步骤5的方式进行加载并采集数据。
[0049]8)整理数据。
[0050]以上即为本实用新型的基础筏板试验装置的具体试验过程，由于可以在试验过程中对所述基础筏板试验装置进行两次刚度加强处理，因此可以模拟多肋梁风机基础和重力式风机基础，同时减少基础筏板的使用数理，节省了试验成本。
[0051]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0052]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0053]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种基础筏板试验装置，其特征在于，该基础筏板试验装置包括底部筏板(I)、承台中心(2)以及中空的多个模型桩(3)，所述底部筏板(I)呈多边形，并且沿着该底部筏板(I)的上端面的边缘设置有依次连接的多个边梁(4)以形成为封闭的多边形，所述底部筏板(I)的底面设置有能够与所述多个模型桩(3)对应连接的多个连接部，所述承台中心(2)为柱状实心体，该承台中心(2)的底部固定于所述底部筏板(I)的上端面上且位于所述多个边梁(4)围成的所述多边形内，所述底部筏板(I)的上端面上还设置有多个肋梁(5)，所述多个肋梁(5)的一端各自固定于所述多个边梁(4)围成的所述多边形的不同角点上，另一端分别连接于所述承台中心(2)上。
2.根据权利要求1所述的基础筏板试验装置，其特征在于，所述底部筏板(I)呈正多边形，且依次连接的多个所述边梁(4)形成为封闭的正多边形。
3.根据权利要求2所述的基础筏板试验装置，其特征在于，所述多个肋梁(5)的所述另一端分别连接于所述承台中心(2)外周面的沿周向的不同位置上，以使得相邻的所述肋梁(5)之间的夹角相同。
4.根据权利要求2所述的基础筏板试验装置，其特征在于，所述承台中心(2)为圆柱形结构，所述底部筏板(I)为正六边形板，所述多个边梁(4)为六个，所述多个肋梁(5)为六个。
5.根据权利要求1所述的基础筏板试验装置，其特征在于，所述基础筏板还包括用于设置在相邻的所述肋梁(5)之间的多个加劲肋(6)，各个加劲肋(6)的两端分别能够与所述承台中心(2 )和所述边梁(4 )连接，且各个所述加劲肋(6 )的底面能够与所述底部筏板(I)的上端面连接。
6.根据权利要求5所述的基础筏板试验装置，其特征在于，各个所述加劲肋(6)的用于与所述承台中心(2)、所述底部筏板(I)和所述边梁(4)连接的表面的边缘分别设置有翼缘，所述翼缘上设置有螺栓孔，所述承台中心(2)、所述底部筏板(I)和所述环梁(4)上分别设置有对应的螺栓孔，以使所述多个加劲肋(6)能够通过螺栓与所述承台中心(2)、所述底部筏板(I)和所述边梁(4 )连接。
7.根据权利要求5所述的基础筏板试验装置，其特征在于，在相邻的所述肋梁(5)之间设置有所述加劲肋(6)的状态下，所述肋梁(5)与所述加劲肋(6)之间具有间隔空间，且该间隔空间内能够填充加劲混凝土。
8.根据权利要求1所述的基础筏板试验装置，其特征在于，所述底部筏板(I)的底面的多个连接部为多个螺纹孔，并且所述多个螺纹孔的位置分别对应于所述承台中心(2)和所述边梁(4)，各个所述模型桩(3)的一端设置有能够与所述螺纹孔配合的外螺纹。
9.根据权利要求1所述的基础筏板试验装置，其特征在于，所述承台中心(2)的高度大于所述边梁(4)的高度。
10.根据权利要求1至10中任一项所述的基础筏板试验装置，其特征在于，各个所述模型桩(3)的内表面、所述边梁(4)侧面以及所述肋梁(5)的侧面设置有多个应变片。
【文档编号】G01N3/08GK203658159SQ201320817534
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】李大钧, 李早, 陈利德, 黄文海, 朱晓松, 汪宏伟, 严伟明, 赵宏伟 申请人:神华集团有限责任公司, 国华能源投资有限公司