一种输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，包括塔脚试件以及承力系统、荷载控制系统和数据采集系统；荷载控制系统与承力系统通过主材固定支架的底座和斜材固定支架的底座分别与上横梁、纵梁通过螺栓连接形成一个整体，将所述塔脚试件置于该整体中，传感器a、传感器b和传感器c均与数据采集仪连接，数据采集仪与电脑连接，形成数据采集系统，为模拟脱离体受力性能，使其受力状态与在整塔中基本相同，节点的应力状态与实际一致，为完成对节点的试验研究提供了可靠的实验装置，且该装置简单、操作便捷，便于试件安装和受力。
【专利说明】
一种输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，属于输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置技术领域。
【背景技术】
[0002]输电铁塔塔脚节点是输电铁塔的重要节点之一，铁塔整塔的工作状态、内力分布和变形等受到塔脚力学性能的直接影响。铁塔塔脚的受力性能和破坏模式都十分复杂，观察输电铁塔塔脚受力性能最好的方法是对整个铁塔结构进行试验研究，但这样既不经济，试验实施难度也非常大。从目前掌握的资料来看，国内外较多的采用模拟试验的方法，即从整塔中取出塔脚作为一个脱离体，对这个脱离体施加结构中所承受的各种荷载，模拟其受力性能，使其受力状态与在整塔中基本相同，节点的应力状态与实际一致，从而完成对节点的试验研究。即进行平面多向足尺节点加载试验，在该试验中，必须针对塔脚节点的特点设计一套专用的试验装置，装置对主材和斜材进行轴向加载，并于顶升位放置钢轴限制位移。但现有研究，仅限于理论假设，尚不存在此类研究的试验装置。
【发明内容】
[0003]本发明的目在于提供一种输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，装置简单、操作便捷，便于试件安装和受力，为塔脚受力性能的研究提供可靠的载体。
[0004]为达到上述目的，本输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，包括塔脚试件以及承力系统、荷载控制系统和数据采集系统;所述的承力系统包括纵梁、上横梁、下横梁和垂直横梁，所述的纵梁为三根，组成三角框架，在纵梁的纵向方向均布打孔;上横梁两端和下横梁两端均焊接有拼接板，并在拼接板上设有与纵梁间隔和尺寸均相同的孔，分别通过螺栓与纵梁其中的同样的两根连接，成为上下平行的两根横梁;垂直横梁一端焊接有拼接板，并在拼接板上设有与纵梁间隔和尺寸均相同的孔，通过螺栓与纵梁中异于上横梁两端和下横梁连接的第三根连接，所述的垂直横梁为两根，分别与上横梁、下横梁呈十字叠加并通过螺栓连接在一起；
[0005]所述的荷载控制系统包括主材固定支架、第一斜材固定支架和第二斜材固定支架，所述的主材固定支架底座均布打孔，通过螺栓倒置连接于上横梁的下端面，主材固定支架内设有主材千斤顶、传感器和主材滑动加载轴，其中，主材千斤顶位于上端，其下部顺次连接传感器和主材滑动加载轴;所述的第一斜材固定支架)的上端与斜面工字钢的斜面焊接，工字钢的翼缘板与纵梁通过螺栓连接，第一斜材固定支架内设有第一斜材千斤顶、传感器和第一斜材滑动加载轴，其中，第一斜材千斤顶位于上端，其下部顺次连接传感器和第一斜材滑动加载轴;所述的第二斜材固定支架的上端与斜面工字钢的斜面焊接，工字钢的翼缘板与另一纵梁通过螺栓连接，第二斜材固定支架内设有第二斜材千斤顶、传感器和第二斜材滑动加载轴，其中，第二斜材千斤顶位于上端，其下部顺次连接传感器和第二斜材滑动加载轴；
[0006]所述的数据采集系统包括数据采集仪和电脑，所述的数据采集仪一端和各传感器连接，另一端与电脑连接；
[0007]塔脚试件置于荷载控制系统围合的空间中，其底部置于钢轴支座上，所述的钢轴支座的底座均布打孔，并与所述下横梁使用螺栓连接。
[0008]进一步地，第一斜材固定支架和第二斜材固定支架的倾斜角度均为45度。
[0009]进一步地，主材千斤顶为50T液压千斤顶。
[0010]进一步地，第一斜材千斤顶、第二斜材千斤顶均为30T液压千斤顶。
[0011 ] 进一步地，传感器包括荷载传感器、位移计、应变片，其中荷载传感器为50T荷载传感器。
[0012]进一步地，主材滑动加载轴由圆柱形钢轴和底座焊接而成，钢轴直径80mm，高390mm，底座开有直径为12mm的圆孔。
[0013]进一步地，第一斜材滑动加载轴、第二斜材滑动加载轴均由圆柱形钢轴和底座焊接而成，钢轴直径80_，高200_，底座开有直径为12mm的圆孔。
[0014]进一步地，钢轴支座由钢轴和底座焊接而成，钢轴直径为30_，底座开有椭圆孔。
[0015]本输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置通过将平面多向足尺可顶升输电铁塔塔脚节点做成塔脚试件，并置于可输出任意比例荷载的荷载控制系统中，并在加荷载过程中，与各传感器连接的数据采集仪及电脑形成数据采集系统，完成试件的受力控制和数据采集，为模拟脱离体受力性能，使其受力状态与在整塔中基本相同，节点的应力状态与实际一致，为完成对节点的试验研究提供了可靠的实验装置，且该装置简单、操作便捷，便于试件安装和受力。
【附图说明】
[0016]图1为本装置的立体结构示意图；
[0017]图2为本装置的右侧视图；
[0018]图3为本装置的左侧视图。
[0019]图中:1、塔脚试件，2、纵梁，3、上横梁，4、下横梁，5、垂直横梁，6、拼接板，7、主材固定支架，8、第一斜材固定支架，9、第二斜材固定支架，10、主材千斤顶，11、第一斜材千斤顶，
12、第二斜材千斤顶，13、传感器a，14、主材滑动加载轴，15、第一斜材滑动加载轴，16、第二斜材滑动加载轴，17、钢轴支座，20、传感器b，21、传感器c。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0021 ]如图1至3所示，本输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，包括塔脚试件I以及承力系统、荷载控制系统和数据采集系统;所述的承力系统包括纵梁2、上横梁3、下横梁4和垂直横梁5，所述的纵梁2为三根，组成三角框架，在纵梁2的纵向方向均布打孔;上横梁3两端和下横梁4两端均焊接有拼接板6，并在拼接板6上设有与纵梁2间隔和尺寸均相同的孔，分别通过螺栓与纵梁2其中的同样的两根连接，成为上下平行的两根横梁;垂直横梁5—端焊接有拼接板6，并在拼接板6上设有与纵梁2间隔和尺寸均相同的孔，通过螺栓与纵梁2中异于上横梁3两端和下横梁4连接的第三根连接，所述的垂直横梁5为两根，分别与上横梁3、下横梁4呈十字叠加并通过螺栓连接在一起；
[0022]所述的荷载控制系统包括主材固定支架7、第一斜材固定支架8和第二斜材固定支架9，所述的主材固定支架7底座均布打孔，通过螺栓倒置连接于上横梁3的下端面，主材固定支架7内设有主材千斤顶10、传感器al3和主材滑动加载轴14，其中，主材千斤顶10位于上端，其下部顺次连接传感器al3和主材滑动加载轴14;所述的第一斜材固定支架8的上端与斜面工字钢的斜面焊接，工字钢的翼缘板与纵梁2通过螺栓连接，第一斜材固定支架8内设有第一斜材千斤顶U、传感器b20和第一斜材滑动加载轴15，其中，第一斜材千斤顶11位于上端，其下部顺次连接传感器b20和第一斜材滑动加载轴15;所述的第二斜材固定支架9的上端与斜面工字钢的斜面焊接，工字钢的翼缘板与另一纵梁2通过螺栓连接，第二斜材固定支架9内设有第二斜材千斤顶12、传感器c21和第二斜材滑动加载轴16，其中第二斜材千斤顶12位于上端，其下部顺次连接传感器c21和第二斜材滑动加载轴16;
[0023]所述的数据采集系统包括数据采集仪和电脑，所述的数据采集仪一端和各传感器连接，另一端与电脑连接；
[0024]塔脚试件I置于荷载控制系统围合的空间中，其底部置于钢轴支座(17)上，所述的钢轴支座17的底座均布打孔，并与所述下横梁4使用螺栓连接。
[0025]第一斜材固定支架8和第二斜材固定支架9的倾斜角度均为45度。
[0026]主材千斤顶10为50T液压千斤顶。
[0027]第一斜材千斤顶11、第二斜材千斤顶12均为30T液压千斤顶。
[0028]传感器al3、传感器b20和传感器c21包括荷载传感器、位移计、应变片，其中荷载传感器为50T荷载传感器。
[0029]主材滑动加载轴14由圆柱形钢轴和底座焊接而成，钢轴直径80mm，高390mm，底座开有直径为12mm的圆孔。
[0030]第一斜材滑动加载轴15、第二斜材滑动加载轴16均由圆柱形钢轴和底座焊接而成，钢轴直径80_，高200_，底座开有直径为12mm的圆孔。
[0031 ] 钢轴支座17由钢轴和底座焊接而成，钢轴直径为30mm，底座开有椭圆孔。
[0032]本荷载控制系统与承力系统通过主材固定支架7的底座和斜材固定支架的底座分别与上横梁3、纵梁2通过螺栓连接形成一个整体，将所述塔脚试件I置于该整体中，传感器al3、传感器b20和传感器c21均与数据采集仪连接，数据采集仪与电脑连接，形成数据采集系统，在构件安装对中后，主材千斤顶10、斜材千斤顶同时施加试验方案设定的荷载，使各部分接触良好，此时，对数据采集仪进行初始化操作，电脑定时记录保存数据，然后开始加载，加载至塔脚试件I发生破坏，试验结束。
【主权项】
1.一种输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，其特征在于，包括塔脚试件(I)以及承力系统、荷载控制系统和数据采集系统;所述的承力系统包括纵梁(2)、上横梁(3)、下横梁(4)和垂直横梁(5)，所述的纵梁(2)为三根，组成三角框架，在纵梁(2)的纵向方向均布打孔;上横梁(3)两端和下横梁(4)两端均焊接有拼接板(6)，并在拼接板(6)上设有与纵梁(2)间隔和尺寸均相同的孔，分别通过螺栓与纵梁(2)其中的同样的两根连接，成为上下平行的两根横梁;垂直横梁(5)—端焊接有拼接板(6)，并在拼接板(6)上设有与纵梁(2)间隔和尺寸均相同的孔，通过螺栓与纵梁(2)中异于上横梁(3)两端和下横梁(4)连接的第三根连接，所述的垂直横梁(5)为两根，分别与上横梁(3)、下横梁(4)呈十字叠加并通过螺栓连接在一起； 所述的荷载控制系统包括主材固定支架(7)、第一斜材固定支架(8)和第二斜材固定支架(9)，所述的主材固定支架(7)底座均布打孔，通过螺栓倒置连接于上横梁(3)的下端面，主材固定支架(7)内设有主材千斤顶(10)、传感器a (13)和主材滑动加载轴(14)，其中，主材千斤顶(10)位于上端，其下部顺次连接传感器a(13)和主材滑动加载轴(14);所述的第一斜材固定支架(8)的上端与斜面工字钢的斜面焊接，工字钢的翼缘板与纵梁(2)通过螺栓连接，第一斜材固定支架(8)内设有第一斜材千斤顶(11)、传感器b(20)和第一斜材滑动加载轴(15)，其中，第一斜材千斤顶(11)位于上端，其下部顺次连接传感器b(20)和第一斜材滑动加载轴(15);所述的第二斜材固定支架(9)的上端与斜面工字钢的斜面焊接，工字钢的翼缘板与另一纵梁(2)通过螺栓连接，第二斜材固定支架(9)内设有第二斜材千斤顶(12)、传感器c(21)和第二斜材滑动加载轴(16)，其中第二斜材千斤顶(12)位于上端，其下部顺次连接传感器c (21)和第二斜材滑动加载轴(16); 所述的数据采集系统包括数据采集仪和电脑，所述的数据采集仪一端和各传感器连接，另一端与电脑连接； 塔脚试件(I)置于荷载控制系统围合的空间中，其底部置于钢轴支座(17)上，所述的钢轴支座(17)的底座均布打孔，并与所述下横梁(4)使用螺栓连接。2.根据权利要求1所述的输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，其特征在于，所述的第一斜材固定支架(8)和第二斜材固定支架(9)的倾斜角度均为45度。3.根据权利要求1或2所述的输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，其特征在于，所述的主材千斤顶(10)为50T液压千斤顶。4.根据权利要求3所述的输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，其特征在于，所述的第一斜材千斤顶(11)、第二斜材千斤顶(12)均为30T液压千斤顶。5.根据权利要求4所述的输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，其特征在于，所述的传感器a (13)、传感器b (20)和传感器c (21)包括荷载传感器、位移计、应变片，其中荷载传感器为50T荷载传感器。6.根据权利要求5所述的输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，其特征在于，所述的主材滑动加载轴(14)由圆柱形钢轴和底座焊接而成，钢轴直径80mm，高390mm，底座开有直径为12mm的圆孔。7.根据权利要求6所述的输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，其特征在于，所述的第一斜材滑动加载轴(15)、第二斜材滑动加载轴(16)均由圆柱形钢轴和底座焊接而成，钢轴直径80_，高200_，底座开有直径为12_的圆孔。8.根据权利要求7所述的输电铁塔可顶升塔脚承载性能试验装置，其特征在于，所述的钢轴支座(17)由钢轴和底座焊接而成，钢轴直径为30mm，底座开有椭圆孔。
【文档编号】G01M13/00GK106017885SQ201610394004
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】邵润辉, 袁广林, 舒前进, 李庆涛, 黄潇华, 李康, 孙钰昊, 刘鲁杰, 王腾焱, 王莉, 庞豪磊, 王文龙
【申请人】中国矿业大学