[发明专利]大型结构多点地锚式拉索加载装置及试验方法

说明书

大型结构多点地锚式拉索加载装置及试验方法，加载装置包括地锚、拉力转换、两头扣索具、钢索和主体结构；地锚由混凝土桩帽、混凝土灌注桩和地锚钢筋组成，各构件由混凝土浇筑成一体，混凝土桩帽的3/4和地锚钢筋成环一端浇筑在地面以上，混凝土桩帽的1/4和混凝土灌注桩以及锚筋浇筑在地面以下；拉力转换由千斤顶、压力传感器、四孔钢板A、四孔钢板B和钢索A、钢索B组成，此拉力转换装置通过两根钢索A和钢索B之间的荷载传递，将千斤顶的压力转换成作用在主体结构上的钢索C的拉力；拉力转换与钢索C之间通过两头扣索具连接，试验加载前由两头扣索具调整钢索松弛度，使钢索达到加载状态。钢索C和主体结构由索扣连接而成。

技术领域

本发明涉及土木工程技术，具体涉及多点地锚式拉索加载技术。

背景技术

常用的结构试验的加载装置主要有重物加载装置、机械式加载装置、气压加载装置、液压加载装置、电磁加载装置、惯性力加载装置等。

以上常用加载方式的缺点在于：（1）对结构形状有一定的限制；（2）对试验环境有一定的限制，大部分试验局限于实验室；（3）对所模拟的荷载形式有一定的局限性；（4）部分加载试验成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型结构多点地锚式拉索加载装置及试验方法。

本发明是大型结构多点地锚式拉索加载装置及试验方法，大型结构多点地锚式拉索加载装置，包括地锚1、拉力转换5、两头扣索具13、钢索A 10、钢索B 11、钢索C 12和主体结构15；地锚1由混凝土桩帽2、混凝土灌注桩4和地锚钢筋3组成，各构件由混凝土浇筑成一体，混凝土桩帽2的3/4和地锚钢筋3成环一端浇筑在地面以上，混凝土桩帽2的1/4和混凝土灌注桩4以及地锚钢筋3浇筑在地面以下；拉力转换5由千斤顶8、压力传感器9、四孔钢板A6、四孔钢板B7和钢索A 10、钢索B 11组成，此拉力转换5装置通过钢索A 10和钢索B 11之间的荷载传递，将千斤顶8的压力转换成作用在主体结构15上的钢索C 12的拉力；拉力转换5与钢索C 12之间通过两头扣索具13连接，试验加载前由两头扣索具13调整钢索松弛度，使所有钢索达到加载状态；钢索C 12和主体结构15由索扣连接而成；在加载试验准备阶段，使四孔钢板A 6、四孔钢板B 7、千斤顶8和压力传感器9之间紧密接触。

大型结构多点地锚式拉索加载的试验方法，其步骤为：

（1）现场浇筑地锚1：地锚钢筋3是一根直径为25mm的二级钢筋；混凝土灌注桩4的直径d的取值范围为：100mm≤d≤200mm，混凝土桩帽2边长的取值范围为L≥2d，其中d为混凝土灌注桩（4）的直径；混凝土灌注桩（4）的深度Z的取值范围为：Z≥6m；

（2）用索扣将钢索C12和主体结构15上的加载点固定连接，α≤60°，30°≤β≤60°；

（3）选择起重量为20t的千斤顶8和具有收紧功能的两头索扣具13；制作边长为300mm，厚度为20mm的方形钢板，并且在钢板上开直径为30mm的四个圆孔，每个圆孔距离钢板边缘的距离为60mm；

（4）将千斤顶8、压力传感器9、四孔钢板A 6、四孔钢板B 7、钢索A 10和钢索B 11组装形成拉力转换5；

（5）将地锚1、拉力转换5、两头扣索具13、钢索C12和主体结构15连接为一体，组成现场荷载试验装置；

（6）加载试验之前，用具有收紧功能的两头索扣具13收紧所有钢索，使各构件紧密接触，达到传递荷载状态；同时启动静态应变采集仪进入数据采集状态；

（7）按照设计荷载的20%、40%、60%、80%、100%分级加载，加载方式为人力机械式加载；当压力传感器读数达到每级荷载值时，停止加载，停歇20-30分钟后，用索力动测仪测量索力，并采集数据一次，然后进行下一级加载。