一种多功能自平衡式连续梁试验反力加载架的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是一种多功能自平衡式的连续梁、简支梁、柱等试验用反力加载架，属于土木工程试验装置技术领域。
【背景技术】
[0002]土木工程试验中，梁类构件是常需进行的一类试验，根据其受力特点可分为简支梁与连续梁。目前，对梁类构件的试验研究主要集中于简支梁，对连续梁的研究则相对匮乏，其中一个重要原因是简支梁试验操作简便，试验难度低，而使用现有设备进行连续梁试验时则难度大，试验前准备工作复杂，试验精度难以把控等，且要求有较为广阔的试验场地，而连续梁的受力特点不同于简支梁，对其研究也有相当的必要性。为数不多的学者在对连续梁进行试验研究时，常利用预埋于混凝土地面中的若干反力架，地面放置铁块并作为支座，通过在试验梁与反力架横梁之间安装荷载传感器与千斤顶给梁施加荷载，进行后续试验，但此试验梁的尺寸要依据已固定反力架的间距而定，试验范围受限，加载时较难做到多加载点同步加载，容易造成试验误差，对构件表面裂缝观察测时要俯身低头较为不便，且由于场地所限无法进行特定环境下的试验(如恒温、冻融循环等)，整个试验存在一定的难度和不便。所以，设计一种能够简化连续梁试验前的准备工作，提高加载时的控制精度，方便移动，对场地范围要求小，能够满足多种尺寸连续梁试验，方便裂缝观察与测量，且可同时适用于简支梁及柱类构件使用的试验装置具有现实意义。
【实用新型内容】
[0003]为克服现有试验设备的不足，本实用新型提供了一种多功能自平衡式连续梁试验反力加载架。该装置适用于连续梁、简支梁及柱类构件的试验，可变换跨度，能够满足不同尺寸构件的使用。加载系统使用了电动螺旋式千斤顶与刚柔转换的可恒定荷载支座，可精确加载，减少了人力劳动，可在一定程度上稳定荷载，不会因构件开裂或徐变而造成荷载明显减小；此外，该装置采用了一种新型的分配横梁，可快速而精确的定位各滚轴支座；所安装的电动起吊系统可将试件吊装至反力架上，减少了人力劳动。该装置底部安装有轮子，方便移动，大部分构件可拆卸，方便更换，结构较为简单，安装方便快捷，稳定性较好，提高了试验的精确性和方便性，减少了人力劳动。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的设计方案是:一种多功能自平衡式连续梁试验反力加载架，它包括反力架底板，反力架底板底部安装有福马轮，在反力架底板上表面中间部位加工有纵向滑槽，滑槽上安装有电动起吊装置、反力加载架立柱及分配横梁支架，反力加载架立柱上加工有全螺纹并在其底部安装有定向轮在其顶部通过螺纹配合安装有下横梁，下横梁的上顶面加工有横梁立柱，横梁立柱上通过螺母固定安装有中横梁和上横梁，试验梁设置在中横梁和上横梁之间，上横梁顶部安装有位移监测设备支架，分配梁支架上放置分配横梁，其两侧安装有标尺和滑槽，滑槽上安装有挂钩，挂钩钩在位于滚轴支座上部的钢垫板上，滚轴支座位于分配横梁上，分配横梁下部安装有千斤顶，千斤顶底部设置有可恒定荷载支座，可恒定荷载支座底部安装有压力传感器，压力传感器底部设置有加载垫板，千斤顶通过信号线与千斤顶控制器相连，荷载显示器与压力传感器相连显示载荷。
[0005]所述反力架底板由优质钢材制成，其表面涂有防锈层，其中间部位的滑槽横截面呈“凸”形，滑槽两端设置有沿纵向的中空部位，反力架底板两侧端面沿纵向每隔一定距离就设置有一对长方体凸起，凸起下部安装有福马轮。
[0006]所述电动起吊装置包括起吊立柱，起吊立柱的顶端安装有吊臂，吊臂能够绕起吊立柱转动，吊臂上按照一定间隔加工有多个卡槽，起吊滑块能够在吊臂上滑动并与不同的卡槽相配合，起吊立柱的底端加工有外螺纹，通过外螺纹可拆卸的安装有定向轮，电动起吊装置都采用钢材制成，其表面涂有防锈层；起吊立柱上安装有动力装置，动力装置上的钢丝绳穿过定滑轮与吊钩相连，定滑轮安装在起吊滑块上。
[0007]所述反力加载架立柱的底部安装有长方体钢块，长方体钢块与反力架底板的滑槽构成滑动配合，长方体钢块底部安装有定向轮，反力加载架立柱通过钢垫板和螺母固定在反力架底板上。
[0008]所述下横梁的左右通过焊接固定安装有两根横梁立柱，下横梁中间部位加工有螺纹孔与反力加载架立柱的外螺纹构成螺纹传动连接，所述中横梁和上横梁的左右两端都加工有通孔，通孔直径大于横梁立柱的直径，在横梁立柱上安装有调节螺母，通过调节螺母能够调节其上部中横梁和上横梁的升降。
[0009]所述分配横梁的上端面和钢垫板的下端面中间部位沿其纵向都加工有横截面为长方形的凹槽，所述滚轴支座的中间部位沿其圆周加工有截面为长方形的环形凸起，滚轴支座的环形凸起同时与分配横梁和钢垫板的凹槽相配合定位。
[0010]所述挂钩上半部分为钢制的“L”形构件，截面为圆形，可钩在钢垫板的圆形孔洞上，下半部分是弹簧或弹力绳，连接在分配横梁侧面的滑槽内，可沿滑槽左右滑动。
[0011]所述千斤顶为电动螺栓千斤顶，千斤顶控制器能够控制千斤顶的升降，同时能够调节其升降的快慢，千斤顶也可以通过手动的方式进行升降控制。
[0012]所述位移监测设备支架由不锈钢管材制成，其中间部位安装有磁力表座粘贴铁块。
[0013]所述可恒定荷载支座包括可恒定荷载支座底板，可恒定荷载支座底板上安装有四根螺杆，弹簧安装在可恒定荷载支座底板的凸起圆柱上，在弹簧顶部安装有顶板，顶板同时与四根螺杆相连，在顶板的内螺纹孔安装有调节旋钮，在顶板侧面安装有载荷标尺；所述弹簧能够进行更换，其刚度能够根据试验要求选择。
[0014]本实用新型有如下有益效果:
[0015]利用本装置时，首先移动反力架底板至预定试验位置，转动福马轮转盘使底座与地面接触，固定反力架位置。根据试验设计的各跨间距调整各反力架加载立柱位置，直至各跨长度与试验设计相符，拧紧螺母，将反力加载架立柱固定在反力架底板上，依照此方法固定分配横梁支架和电动起吊装置立柱。调整下横梁使其与反力架底板纵轴线垂直，并拧紧螺母将其固定；转动中横梁下方螺母，使中横梁位置偏下，将上横梁从反力架上卸掉，利用反力架上的电动起吊装置将试验梁吊起搁置在中横梁上，并微调至预定位置，安装上横梁使其位于同一水平位置并拧紧螺母将其锁死，拧动中横梁下方螺母将中横梁顶升，使试验梁顶面的钢垫块与上横梁下方紧密接触，可消除加载前期因接触不紧密造成的实测挠度偏大问题，安装位移监测设备支架及位移计，若监测跨中挠度，只需在跨中布置一个位移计，在试验梁上粘贴应变片等监测元件，根据试验梁设计屈服强度，旋转恒定荷载支座的调节旋钮，使其上端面与荷载标尺上对应的试件屈服强度荷载刻度线平齐，依次安装加载垫板、压力传感器、刚柔转换的可恒定荷载支座及电动螺旋式千斤顶等加载仪器，顶升千斤顶使滚轴支座上的钢垫板将要与试验梁底面接触，调整滚轴支座至试验设定位置，将挂钩钩在钢垫板两侧的孔洞上，防止已设定的滚轴支座位置偏移，继续顶升千斤顶使钢垫块与试验梁底面接触，调试仪器设备，正式开始试验时松开钢垫板处的挂钩，由控制器统一控制电动螺旋千斤顶，同步施加荷载。随着千斤顶上升，弹簧开始产生弹力，并将其传给分配梁，分配梁再传给试验梁，荷载较大时，弹簧会产生一定的弹性变形，底板凸起圆柱体未与调节旋钮凸起圆柱体接触，不变荷载作用下，梁会产生一定的变形，若刚性接触，荷载很快会变小，恒定荷载支座上安装的弹簧将补偿梁的变形，弹簧弹力的存在将维持荷载基本不变或减小很小，从而起到恒定荷载的作用，长期持荷时仅需间隔较长时间补充少量荷载，即手动顶升千斤顶；持荷达到一定时间后继续加载直至试件屈服，此时达到预先设定的临界荷载，底板凸起圆柱体与调节旋钮凸起圆柱体接