一种多点沉降调控监测系统试验加荷架的制作方法

本实用新型涉及建筑物沉降监测领域中的一种室内模拟试验的加荷装置，特别是一种多点沉降调控监测系统试验加荷架。

背景技术：

近年来，我国地铁发展十分迅速。在地铁施工过程中，不可避免要穿越既有建筑，特别是深桩基础的建筑物。现有基础加固和托换技术只能定性减小地铁盾构施工产生的既有建筑物沉降，不能实现对沉降的全过程精确定量控制；一旦出现地基变形过大，很难及时补救，导致房屋受损，施工风险大。

由静力水准模块和PLC运动位移控制模块集成的PLC实时主动托换控制系统与桩—梁式托换方法相结合，能够实现沉降时的位移自动即时控制。与传统方式相比，PLC实时主动托换控制系统的主要优点有：控制精度高；自动化控制，减小了人的行为误差，改善了施工条件；实现了全过程监控，不仅在断桩阶段实现高精度控制，在盾构开挖全过程中也能进行调整；对地基加固措施的要求大大降低，只要求严格进行承载力控制，对于变形要求则可通过主动托换技术进行控制。

静力水准模块和PLC运动位移控制模块在设计和编程对接集成PLC实时主动托换控制系统后，需要在实验室对系统的功能、精度、灵敏度和温度影响进行测试。

技术实现要素：

本实用新型的目的，在于提供一种多点沉降调控监测系统试验加荷架，用于解决由静力水准模块和PLC运动位移控制模块集成的PLC实时主动托换控制系统在投入项目现场应用前，在实验室的模拟试验问题。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：一种多点沉降调控监测系统试验加荷架，包括固定支架、柱沉降模拟体系、基础沉降模拟体系以及多个沉降量测试仪器，所述柱沉降模拟体系包括安装在固定支架内侧中上部的四个柱沉降模拟单元，每个所述柱沉降模拟单元包括柱沉降上部钢板、柱沉降下部钢板、柱沉降螺栓、位于柱沉降上部钢板和柱沉降下部钢板之间的柱沉降压缩弹簧以及安装在柱沉降下部钢板下端面的沉降方通管，所述柱沉降螺栓的一端依次穿过柱沉降下部钢板、柱沉降压缩弹簧、柱沉降上部钢板和固定支架的上端面后与第一螺母连接，每个所述柱沉降模拟单元中的柱沉降上部钢板和柱沉降下部钢板通过连接螺栓和第三螺母连接，所述基础沉降模拟体系包括安装在固定支架内壁下部的且与柱沉降模拟单元一一对应的基础沉降模拟单元，每个所述基础沉降模拟单元包括基础沉降上部钢板、基础沉降下部钢板、位于基础沉降上部钢板和基础沉降下部钢板之间的基础沉降压缩弹簧以及安装在基础沉降上部钢板上的千斤顶，所述千斤顶的伸出端向上伸出后直接或者间接压触相应沉降方通管的下端面，所述沉降量测试仪器通过变形测试仪器安装盘安装在沉降方通管或/和基础沉降上部钢板。

作为上述技术方案的进一步改进，所述柱沉降螺栓的另一端上安装有第二螺母，所述第二螺母的上端面与柱沉降下部钢板的下端面接触。

作为上述技术方案的进一步改进，每个所述基础沉降模拟单元中的基础沉降上部钢板和基础沉降下部钢板通过四组连接螺栓螺母连接，所述基础沉降下部钢板通过连接角钢固定在固定支架上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述固定支架包括上部X方管梁、下部X方管梁、上部Y方管梁、下部Y方管梁以及沿竖直方向布置的纵向方管柱，所述上部X方管梁、下部X方管梁、上部Y方管梁、下部Y方管梁和纵向方管柱通过连接角钢连接固定，所述柱沉降螺栓的一端依次穿过柱沉降下部钢板、柱沉降压缩弹簧、柱沉降上部钢板和上部X方管梁后与第一螺母连接，所述基础沉降下部钢板通过连接角钢固定在下部X方管梁上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述沉降量测试仪器为百分表、拉线式传感器或静力水准仪中的一种。

本实用新型的有益效果是：本实用新型构造简单，安装方便。本实用新型的结构能够在实验室完成对PLC实时主动托换控制系统的性能测试试验，试验安全、简单、可靠、可重复，对PLC实时主动托换控制系统性能测试及后续改良有着极大的帮助，有助于系统尽快投入实际工程。PLC实时主动托换控制系统有着低成本、高精度、全过程、即时性微沉降控制的特点，具有十分广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型的俯视图；

图2是本实用新型A-A向的结构示意图；

图3是本实用新型B-B向的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

参照图1～图3，一种多点沉降调控监测系统试验加荷架，包括固定支架、柱沉降模拟体系、基础沉降模拟体系以及多个沉降量测试仪器，所述柱沉降模拟体系包括安装在固定支架内侧中上部的四个柱沉降模拟单元，每个所述柱沉降模拟单元包括柱沉降上部钢板1、柱沉降下部钢板2、柱沉降螺栓4、位于柱沉降上部钢板1和柱沉降下部钢板2之间的柱沉降压缩弹簧3以及安装在柱沉降下部钢板2下端面的沉降方通管7，所述柱沉降螺栓4的一端从下往上依次穿过柱沉降下部钢板2、柱沉降压缩弹簧3、柱沉降上部钢板1和固定支架的上端面后与第一螺母5连接，每个所述柱沉降模拟单元中的柱沉降上部钢板1和柱沉降下部钢板2通过连接螺栓10和第三螺母6连接，所述基础沉降模拟体系包括安装在固定支架内壁下部的且与柱沉降模拟单元一一对应的基础沉降模拟单元，每个所述基础沉降模拟单元包括基础沉降上部钢板12、基础沉降下部钢板14、位于基础沉降上部钢板12和基础沉降下部钢板14之间的基础沉降压缩弹簧13以及安装在基础沉降上部钢板12上的千斤顶11，优选地，千斤顶11安装在基础沉降上部钢板12的上端面，所述千斤顶11的伸出端向上伸出后直接或者间接压触相应沉降方通管7的下端面，所述沉降量测试仪器通过变形测试仪器安装盘16安装在沉降方通管7或/和基础沉降上部钢板12。为了能够模拟工程中被托换柱及托换基础数毫米的沉降，同时使试验所用千斤顶11负荷顶升及下降、防止空载，柱沉降模拟体系和基础沉降模拟体系中的柱沉降压缩弹簧3和基础沉降压缩弹簧13均使用大刚度压缩弹簧，试验时千斤顶11将受到数吨的荷载，更符合工程实际情况。沉降方通管7的下端面安装有连接钢板8，连接钢板8和沉降方通管7的下端四面围焊，焊缝为角焊缝，沉降方通管7的上端和柱沉降下部钢板1四面围焊，焊缝为角焊缝，变形测试仪器安装盘16焊接在连接钢板8的外侧，千斤顶11的伸出端向上伸出压触在连接钢板8的下端面。

进一步作为优选的实施方式，所述柱沉降螺栓4的另一端上安装有第二螺母9，所述第二螺母9的上端面与柱沉降下部钢板2的下端面接触。

进一步作为优选的实施方式，每个所述基础沉降模拟单元中的基础沉降上部钢板12和基础沉降下部钢板14通过四组连接螺栓10螺母连接，所述基础沉降下部钢板14通过连接角钢15固定在固定支架上。

进一步作为优选的实施方式，所述固定支架包括上部X方管梁17、下部X方管梁170、上部Y方管梁18、下部Y方管梁180以及沿竖直方向布置的纵向方管柱19，所述上部X方管梁17、下部X方管梁170、上部Y方管梁18、下部Y方管梁180和纵向方管柱19通过连接角钢15连接固定，所述柱沉降螺栓4的一端依次穿过柱沉降下部钢板2、柱沉降压缩弹簧3、柱沉降上部钢板1和上部X方管梁17后与第一螺母5连接，所述基础沉降下部钢板14通过连接角钢15固定在下部X方管梁170上。试验时，柱沉降压缩弹簧3和基础沉降压缩弹簧13的弹力将达到数吨，固定支架上的梁柱焊缝属于薄弱环节，在梁柱焊缝强度满足要求后，增设连接角钢15作为安全储备。

进一步作为优选的实施方式，所述沉降量测试仪器为百分表、拉线式传感器或静力水准仪中的一种。

一种多点沉降调控监测系统试验加荷架的加工与制作如下：

定制上部X方管梁17、下部X方管梁170、上部Y方管梁18、下部Y方管梁180以及纵向方管柱19，定制连接角钢15。梁柱之间焊接，焊缝为对接焊缝；为了增强梁柱连接，角钢分别与梁、柱焊接，焊缝为角焊缝。

定制柱沉降上部钢板1、柱沉降下部钢板2、柱沉降螺栓4、柱沉降压缩弹簧3以及沉降方通管7，柱沉降压缩弹簧3位于柱沉降上部钢板1和柱沉降下部钢板2之间，柱沉降螺栓4的一端依次穿过沉降上部钢板、柱沉降压缩弹簧3、柱沉降下部钢板2和固定支架的上端面后与第一螺母5连接，每个所述柱沉降模拟单元中的柱沉降上部钢板1和柱沉降下部钢板2四角的圆孔分别穿过连接螺栓10后上部用第三螺母6连接，连接螺旋的下部用普通螺栓连接。拧紧第一螺母5和第三螺母6，固定柱沉降压缩弹簧3。

定制基础沉降上部钢板12、基础沉降下部钢板14和基础沉降压缩弹簧13，将千斤顶11焊接在安装在基础沉降上部钢板12的上端面，变形测试仪器安装盘16与基础沉降上部钢板12焊接。

定制基础沉降下部钢板14与下部X方管梁170通过连接角钢15焊接固定后将二者连接起来，焊缝为角焊缝。

一种多点沉降调控监测系统试验加荷架的试验方法，启动所述千斤顶11，将四个所述柱沉降模拟单元同步顶升至测试前初始状态，旋紧所述第一螺母5和所述第三螺母6后通过柱沉降上部钢板1和柱沉降下部钢板2压缩柱沉降压缩弹簧3，记录所述沉降方通管7下端面的标高数据作为测试前柱初始标高，记录所述基础沉降上部钢板12的标高数据作为测试前基础初始标高；旋松第一螺母5和第三螺母6，柱沉降压缩弹簧3的复位弹力驱使沉降方通管7下沉，千斤顶11处于未卸压且保持顶起状态，柱沉降压缩弹簧3的复位弹力通过千斤顶11传递到基础沉降模拟单元并驱使基础沉降压缩弹簧13受压缩短，所述基础沉降上部钢板12下沉，通过所述沉降量测试仪器记录沉降方通柱和基础沉降上部钢板12的实际沉降量。

进一步作为优选的实施方式，所述沉降方通柱的计划沉降量通过第一螺母5和第二螺母9的放松量控制。

进一步作为优选的实施方式，通过所述沉降量测试仪器记录沉降方通柱和基础沉降上部钢板12的实际沉降量，基础沉降压缩弹簧13顶升千斤顶11，补偿沉降方通柱的沉降。

试验时，先压缩柱沉降压缩弹簧3，再拧松柱沉降压缩弹簧3上方的第一螺母5和第二螺母9。由于柱沉降压缩弹簧3受压，拧松螺母，柱沉降压缩弹簧3伸长，测点的沉降方通管7将发生沉降，模拟了实际工程中被托换柱的沉降。柱沉降模拟体系的柱沉降压缩弹簧3伸长的同时，力由千斤顶11传递给基础沉降模拟体系，基础沉降模拟体系的基础沉降压缩弹簧13受压缩短，基础沉降模拟体系的基础沉降上部钢板12下沉，模拟了实际工程中的桩基础沉降。另外，可以通过将柱沉降压缩弹簧3更换为刚性垫块和大吨位千斤顶11，下部的基础沉降模拟体系换为桩基缩尺模型箱，可以进行桩基模型试验；在柱沉降模拟体系不变的情况下，通过基础沉降压缩弹簧13更换为刚性垫块，可以实现无沉降地基上的托换结构试验。

以上是对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。