用于混凝土拱形构件试验的支座的制作方法

本实用新型涉及水利工程领域，具体是用于混凝土拱形构件试验的支座。

背景技术：

水坝是水利工程的基础，采用混凝土浇筑而成。其中，拱形水坝(简称拱坝)是水利工程常见的坝形之一。拱坝具有优秀的承载力、良好的安全系数被广泛运用。由混凝土浇筑而成的拱坝，存在一些问题。其中最突出的问题便是混凝土受温度荷载、水荷载以及基岩强约束等综合作用下产生的开裂问题。无论拱坝的大小均匀有不同程度的混凝土裂纹。其核心原因就是由各种外部条件及载荷作用所产生的拉应力。由于混凝土材料不抗拉的特性，拱坝在受到较高的拉应力的时候容易发生破坏。

为避免开裂，科研人员对新建坝体中可能存在的最大拉应力区引入构造缝，以释放局部因拉应力过大而造成混凝土开裂问题。再此基础上，在可能出现拉应力集中区引入人工导缝用以释放拉应力，同时在人工导缝缝端设置型钢，阻止导缝缝端在温度荷载、水荷载等作用下产生进一步开裂的可能性。但对于在导缝缝端设置型钢止裂机理还不是很明确，有待于更深入的分析与研究。为了研究这种导缝缝端止裂机理，需要通过基础力学试验进行研究和分析。受到实验室的空间和试验成本的限制，需要采用模形试验，包括缩比拱坝试验、拱梁试验等。

现有技术中，常规的试验装置(尤其是试验装置中的支座)不适合用于研究混凝土拱形构件的试验。与简单的平板或者直梁构件不同，在试验中，试验装置的支座对于拱形构件的约束条件十分关键，也较难达到要求。一方面，需要支座能够在垂直方向上支撑拱形构件，另一方面，支座能够在水平方向上限制拱形构件的位移。同时，还需要考虑到试验的安全性和可靠性。因此，现有技术中的支座不能够满足拱形构件的试验要求。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供用于混凝土拱形构件试验的支座。

根据本实用新型的一个方面，提供用于混凝土拱形构件试验的支座，所述支座包括第一支座和第二支座，所述第一支座包括第一支撑面，所述第二支座包括第二支撑面，所述第一支撑面和所述第二支撑面分别用于支撑所述拱形构件，所述第一支撑面和所述第二支撑面分别能够限制所述拱形构件的水平位移。

进一步地，所述第一支撑面和所述第二支撑面分别相对于水平面具有锐角的夹角。

进一步地，所述第一支撑面和所述第二支撑面相互形成V字型。

进一步地，所述支座还包括底座，所述第一支座和所述第二支座分别固定在所述底座上。

进一步地，所述底座由槽钢制成，所述第一支座和所述第二支座分别由钢板焊接制成；所述第一支座焊接在所述底座上，所述第二支座可拆卸的固定在所述底座上。

进一步地，所述底座的两端突起部具有定位孔；所述第二支座包括设置在侧部的通孔；所述第二支座能够在所述底座的槽内滑动，所述第二支座利用螺栓穿过所述定位孔和通孔与所述底座连接。

进一步地，所述第二支座还包括加强板，所述加强板固定设置在所述第二支座相对于所述支撑面另一端，所述加强板用于增强所述第二支座的刚度。

进一步地，所述第二支座还包括肋板，所述肋板固定设置在所述第二支座的内部，所述肋板用于增强所述第二支座的刚度。

进一步地，所述支座还包括用于阻止所述第二支座水平位移的阻挡部件，所述阻挡部件包括用于抵触所述第二支座的挡板和用于阻挡所述挡板的顶丝螺杆。

进一步地，所述支座还包括安全板，所述安全板垂直于所述第一支撑面的顶部表面，或者所述安全板垂直于所述第二支撑面的顶部表面，所述安全板用于阻止所述拱形构件向所述安全板方向移动。

本实用新型提供的用于混凝土拱形构件试验的支座，通过支座上的第一支撑面和第二支撑面分别与拱形构件的端面形成面与面的接触，从而实现了支座对于拱形构件在垂直方向上的支撑，以及实现了在水平方向上限制拱形构件的位移效果，从而满足了拱形构件的试验要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的用于混凝土拱形构件试验的支座的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的第二支座的肋板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型进行详细说明。

为了便于本领域技术人员的理解，实施例中涉及方向性词汇，例如：两端、水平方向、上、下等都是根据说明书附图的图1确定的。

如图1所示，用于混凝土拱形构件试验的支座。其中，拱形构件由混凝土制成，拱形构件的拱形部由水平面向上突起。拱形构件包括水平方向上的2个端面，2个端面均为平面。该用于混凝土拱形构件试验的支座包括：第一支座1和第二支座2。第一支座1包括第一支撑面101，第二支座2包括第二支撑面201，第一支撑面101和第二支撑面201分别用于支撑拱形构件。应当理解的是，第一支撑面101与拱形构件的其中一个端面形成面与面的接触。同理，第二支撑面201与拱形构件的另一个端面形成面与面的接触。第一支撑面101和第二支撑面201分别能够限制拱形构件的水平位移。应当理解的是，拱形构件在外力作用下产生向两端的移动趋势，第一支撑面101能够阻止拱形构件向第一支撑面101方向移动，第二支撑面201能够阻止拱形构件向第二支撑面201方向移动。例如，在研究端面201的裂纹产生机理的试验过程中，通过对图1中拱形构件1的顶部施加压力，模拟‘水’对于‘拱坝’的作用力。拱形构件在顶部压力的作用下，产生向下移动的趋势，支座对于拱形构件形成垂直方向上的支撑。与此同时，支座的第一支撑面101和第二支撑面201对于拱形构件的2个端面形成水平方向上的位移限制，从而满足了拱形构件的试验要求。

进一步的，如图1所示，第一支撑面101和第二支撑面201分别相对于水平面具有锐角的夹角。应当理解的是，该夹角应当是第一支撑面101与第一支座1底部的夹角。以及第二支撑面201与第二支座2底部的夹角。应当理解的是，拱形构件1的2个端面同样相对于水平面具有锐角的夹角。其中，2个端面的夹角应当分别与第一支撑面101和第二支撑面201的夹角一致。这种设置能够保证2个端面与分别与第一支撑面101和第二支撑面201形成面与面的接触。

进一步的，如图1所示，第一支撑面101和第二支撑面201相互形成V字型。应当理解的是，第一支撑面101和第二支撑面201分别所在的平面能够在空间内相交，从而形成V字形。V字形结构的第一支撑面101和第二支撑面201不但能够形成镜像对称，而且第一支撑面101和第二支撑面201分别相对于水平面具有相同的锐角夹角。这种设置有利于对试验数据的采集和计算，也便于拱形构件1的制造。

如图1所示，混用于混凝土拱形构件试验的支座还包括底座3，第一支座1和第二支座2分别固定在底座3上。将第一支座1和第二支座2设置在底座3上，能够便于支座的使用。为了便于支座的制造和使用，同时降低试验成本，优选的，底座3由槽钢制成，第一支座1和第二支座2分别由钢板焊接制成。槽钢或钢板的任性良好，并且具有较好的刚性，价格低廉。优选的，第一支座1焊接在底座3上，第二支座2可拆卸的固定在底座3上。应当理解的是，第一支座1和第二支座2可以分别固定在底座3上，但是能够支持的拱形构件较少，需要更换不同的支座来满足不同尺寸的拱形构件。或者第一支座1和第二支座2可以分别可拆卸的固定在底座3上，但是对于第一支座1和第二支座2的刚度要求较高。因此，采用将第二支座2可拆卸的固定在底座3上，而第一支座1焊接在底座3上的方式，一方面能够适合多个不同尺寸的拱形构件，另一方向，第一支座1的刚度要求相对较低。

如图1所示，底座3的两端突起部具有定位孔31；第二支座2包括设置在侧部的通孔202；第二支座2能够在底座3的槽内滑动，第二支座2利用螺栓穿过定位孔32和通孔202与底座3连接。应当理解的是，定位孔32是多个，不但能够用于与第二支座2定位，还能够调整第二支座2相对于第一支座1之间的间距。多个定位孔32和通孔202能够实现第二支座2的水平调节。

如图1所示，第二支座2还包括加强板203，加强板203固定设置在第二支座2相对于支撑面201另一端，加强板203用于增强第二支座2的刚度。

如图2所示，第二支座2还包括肋板204，肋板204固定设置在第二支座2的内部，肋板204用于增强可调支架22的刚度。

上述加强板203和肋板204同样适用于第一支座1，可以根据试验条件进行具体的设置。

进一步的，如图1所示，增设阻挡部件4。该阻挡部件4用于阻止第二支座2水平位移。阻挡部件4包括用于抵触第二支座2的挡板41和用于阻挡挡板41的顶丝螺杆42。其中，顶丝螺杆42最好是水平设置，顶丝螺杆42的轴心线水平设置且指向第二支座2。顶丝螺杆42通过旋拧的方式接近并最终抵触到第二支座2的端部。挡板41设置在顶丝螺杆42与第二支座2之间，用于平衡顶丝螺杆对于第二支座2之间的作用力，同时还能够进一步的增强第二支座2的刚度。

如图1所示，用于混凝土拱形构件试验的支座还包括监测系统6。该监测系统6用于监测拱形构件的端面的位移和/或用于第二支座2的位移。监测系统6的作用是获取支座对于拱形构件的约束效果，保证拱形构件的端面的严格约束条件，从而保证试验的有效性。其中，监测系统6包括千分表61和支撑部件62，支撑部件62用于支撑千分表61。将千分表61通过支撑部件62固定在底座3上。将千分表61的伸缩杆抵触到第二支座2的端部，用来测量第二支座2相对于底座3的水平位移。或者将千分表61的伸缩杆设置为与第二支撑面201平行，并且伸缩杆抵触到拱形构件的外部圆周面上，用来测量拱形构件的端面相对于第二支撑面201的位移。如果需要同时测量第二支座2相对于底座3的水平位移和测量拱形构件的端面相对于第二支撑面201的位移，则设置多个千分表61即可。

通过对图1中拱形构件的顶部施加压力，模拟‘水’对于‘拱坝’的作用力。拱形构件在顶部压力的作用下，产生向下移动的趋势。此时，如果顶部压力过大(载荷过高)，则有可能出现拱形构件产生大范围的快速移动、甚至以一定的速度飞出，造成对现场人员及设备的伤害和破坏。为了避免这种情况的发生，如图1所示，在第一支座1或第二支座2的表面增设安全板5。安全板5垂直于第一支撑面101的顶部表面。或者安全板5垂直于第二支撑面201的顶部表面。当拱形构件在顶部压力过大的条件下，拱形构件突然产生快速移动或飞出，安全板5能够阻止拱形构件向该安全板5方向移动。拱形构件撞击到安全板5后便停止或在反作用力下向反方向移动。

本实用新型提供的技术方案还适合应用在结构工程领域、以及涉及拱形结构基础力学试验领域。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。