一种可进行轴向往复加载的试验装置

本发明属于岩土、结构工程试验加载装置，并且更具体地，属于一种管道试件轴向往复加载装置。

背景技术：

城市地下综合管廊是指在集中敷设电力、通信、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道，是城市基础设施的重要组成部分。作为市政管线的公共隧道，综合管廊将电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种管线集于一体，一般位于地下约3米处，是保障城市运行的重要“生命线”。

常用的供水管道有铸铁管、镀锌管、钢筋混凝土管、pvc管、pe管、石棉水泥管、塑料管、不锈钢管、玻璃钢管道等。这些管道各有特点，适用于不同的外部环境，这些管线通常埋置于地下，而且分布区域广泛，因此，不可避免的会穿过不同地质条件的场地，包括地震动活跃的地带。在地震作用下，土体会对管廊结构施加荷载，管廊结构会在剪切力的作用下发生晃动，进而可能带动管道发生严重的震动变形。而且管道具有一定的质量，在地震加速度作用下会产生一定的惯性力，加剧管道的破坏。为研究管道柔性接口的力学性能，现设计了一套试验装置可针对管道接口进行单调和往复拉伸试验，对我国给水管道柔性接口的抗震分析和震害预测等研究提供基础数据。

技术实现要素：

针对以上现有需求，本发明目的在于提出一种针对带有法兰盘的管道试件进行轴向往复加载的试验装置，该装置安装方便，适用范围较广，功能较为完善。

本发明提供了一种可对管道进行轴向往复加载的试验装置，其特征在于，包括：作动器连接架(a)、前置连接支座(b)、滚轮平板车(c)和反力架(d)；作动器连接架(a)和前置连接支座(b)通过焊接进行连接，前置连接支座(b)与加载试件用第一螺栓(1)进行连接，反力架(d)与加载试件用第一螺栓(1)进行连接，同时前置连接支座(b)和滚轮平板车(c)通过第二螺栓(2)进行连接，反力架(c)通过试验室提供的锚栓与地面进锚固连接。

作动器连接架(a)一侧提供与水平向作动器连接的连接板(4)，中部为三块钢板(5)焊接而成，作动器连接架(a)另一侧为与前置连接支座(b)连接的连接板(6)。

前置连接支座(b)包括连接钢板(7)和底板(8)两部分，连接钢板(7)与底板(8)通过焊接进行连接，底板(8)与滚轮平板车(d)通过第二螺栓(2)进行连接；连接钢板(7)与加载试件采用第一螺栓(1)进行连接。

滚轮平板车(c)包括顶板(9)、侧板(10)、钢轮(11)三部分；顶板(9)与前置连接支座(b)通过第二螺栓(2)连接，各侧板(10)与顶板(9)通过焊接连接；钢轮与侧板通过第三螺栓(3)进行连接。

反力架(d)包括连接钢板(12)、侧板(13)、加劲肋(14)和底板(15)四部分焊接组成；连接钢板(12)与加载试件通过第一螺栓(1)进行连接，底板(15)上地锚孔(16)尺寸根据实验室场地进行设计。

本发明与现有技术相比，具有如下显著特点：

1.滚轮平板车(d)与前置连接支座底板(8)通过螺栓进行连接，两者共同构成了一个单向滑动铰支座，可实现对加载试件的单调和往复加载。

2.前置连接支座连接板加工有距离板中心150mm、200mm和300mm的孔径，可根据加载试件的法兰盘大小选择不同的孔径进行连接，反力架连接板具有相同的特征。

3.本加载装置可进行球墨铸铁管、钢管等带有法兰盘管道试件的加载试验，适用范围较广。

附图说明

为更清楚地说明本发明的技术方案，下面将实施例描述中所需要的附图做简单介绍，附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图：

图1为本发明一种可进行轴向往复加载的试验装置的三维图。

图2为本发明一种可进行轴向往复加载的试验装置的作动器连接架三维图。

图3为本发明一种可进行轴向往复加载的试验装置的前置连接支座三维图。

图4为本发明一种可进行轴向往复加载的试验装置的滚动平板车三维图。

图5为本发明一种可进行轴向往复加载的试验装置的反力架三维图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以揭示本发明，并不用于限定本发明。

本发明详述了一种可进行轴向往复拉伸加载的试验装置，如图1所示，该装置包括：作动器连接架(a)、前置连接支座(b)、滚轮平板车(c)和反力架(d)。安装步骤如下：

将作动器吊装到指定位置后进行安装；作动器连接架(a)和前置连接支座(b)通过焊接进行连接；前置连接支座(b)和滚轮平板车(c)通过第二螺栓(2)进行连接；移动作动器连接架(a)到指定位置和作动器通过螺栓进行连接。反力架(d)通过地锚孔(16)与地面进行固定；采用实验室装置对加载试件进行吊装，吊装到指定位置后通过第一螺栓(1)分别与前置连接支座(b)和反力架(d)进行连接。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经创造性劳动想到的变化或替换，都应在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种可进行轴向往复加载的试验装置，其特征在于，包括：作动器连接架(a)、前置连接支座(b)、滚轮平板车(c)和反力架(d)；作动器连接架(a)和前置连接支座(b)通过焊接进行连接，前置连接支座(b)与加载试件用第一螺栓(1)进行连接，反力架(d)与加载试件用第一螺栓(1)进行连接，同时前置连接支座(b)和滚轮平板车(c)通过第二螺栓(2)进行连接，反力架(c)通过试验室提供的锚栓与地面进锚固连接。

2.根据权利要求1所述的一种可进行轴向往复加载的试验装置，其特征在于，作动器连接架(a)一侧提供与水平向作动器连接的连接板(4)，中部为三块钢板(5)焊接而成，作动器连接架(a)另一侧为与前置连接支座(b)连接的连接板(6)。

3.根据权利要求1所述的一种可进行轴向往复加载的试验装置，其特征在于，前置连接支座(b)包括连接钢板(7)和底板(8)两部分，连接钢板(7)与底板(8)通过焊接进行连接，底板(8)与滚轮平板车(d)通过第二螺栓(2)进行连接；连接钢板(7)与加载试件采用第一螺栓(1)进行连接。

4.根据权利要求1所述的一种可进行轴向往复加载的试验装置，其特征在于，滚轮平板车(c)包括顶板(9)、侧板(10)、钢轮(11)三部分；顶板(9)与前置连接支座(b)通过第二螺栓(2)连接，各侧板(10)与顶板(9)通过焊接连接；钢轮与侧板通过第三螺栓(3)进行连接。

5.根据权利要求1所述的一种可进行轴向往复加载的试验装置，其特征在于，反力架(d)包括连接钢板(12)、侧板(13)、加劲肋(14)和底板(15)四部分焊接组成；连接钢板(12)与加载试件通过第一螺栓(1)进行连接，底板(15)上地锚孔(16)尺寸根据实验室场地进行设计。

6.根据权利要求1所述的一种可进行轴向往复加载的试验装置，其特征在于，将作动器吊装到指定位置后进行安装；作动器连接架(a)和前置连接支座(b)通过焊接进行连接；前置连接支座(b)和滚轮平板车(c)通过第二螺栓(2)进行连接；移动作动器连接架(a)到指定位置和作动器通过螺栓进行连接；反力架(d)通过地锚孔(16)与地面进行固定；采用实验室装置对加载试件进行吊装，吊装到指定位置后通过第一螺栓(1)分别与前置连接支座(b)和反力架(d)进行连接。

技术总结
本发明公开了一种可进行轴向往复加载的试验装置，包括作动器连接架、锚固支座、滚轮平板车和反力架四部分。该装置进行承插式球墨铸铁管、钢管等两端焊有法兰盘件的单调及往复加载试验。作动器连接架一侧连接水平向作动器，另一侧底部连接前置连接板，提供水平向加载。前置连接板通过焊接与作动器连接架连接，与滚轮平板车栓接，两者共同构成了一个单向滑动铰支座。反力架底板通过地锚螺栓固定于实验室地面上。前置连接板和反力架均通过螺栓与加载试件法兰盘进行连接。前置连接板上加工有三圈孔径，可根据加载试件的管径大小选择不同的孔径进行连接。该加载装置安装方便，功能性较强，单向滑动铰支座的设计保证了试件加载过程中实现单向自由移动。

技术研发人员：钟紫蓝;韩春堂;李锦强;张亚波;李广帆;冯立倩
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2021.01.08
技术公布日：2021.04.09