[发明专利]一种大吨位空间多向多点结构试验加载反力装置及其制作方法

说明书

发明提供一种大吨位空间多向多点结构试验加载反力装置及其制作方法。该装置包括固定在实验室基础上的2个三角刚架，以及若干千斤顶连接节点和若干横向联系。所述2个三角刚架对称布置。所述2个三角刚架通过若干个横向联系焊接成整体。所述千斤顶连接节点一侧与三角刚架焊接，另一侧与千斤顶的底座连接。所述千斤顶的顶垫抵在反力墙上。加载时，千斤顶连接节点受加载力，将力传给三角刚架。该装置的制作方法包括设计、焊接和吊装等步骤。该装置安装方便，节省空间，可准确模拟自锚式悬索桥主缆对锚固端拉力的实际情况，可有效解决复杂空间方向加载的问题。

技术领域

本发明涉及试验器材领域，特别涉及一种用于各加载方向呈空间分布的试验反力装置。

背景技术

自锚式悬索桥不需要庞大的锚锭，而是把主缆锚固到桥面板或加劲梁的两端，由桥面板或加劲梁承担主缆的水平力和上拔力。因此主缆锚固端的受力情况比较复杂。要了解其受力特性和传力机理，不能完全依据数值模拟得出的结果，还需要进行大比例模型试验。试验中如何模拟主缆对锚固端的作用力成为需要解决的首要问题。

自锚式悬索桥锚固端试验中，如果用主缆张拉的方式模拟锚固端受力，不便于加载装置安装，所以采用千斤顶产生的推力模拟主缆对锚固端的拉力是一种很好的解决方案。

散索锚固是自锚式悬索桥主缆锚固方式中最为常见的一种。然而，散索锚固方式导致主缆力作用方向呈空间分布，对施加千斤顶加载力的反力架提出了严苛的要求。加之自锚式悬索桥试验一般采用较大相似比，缩尺模型的锚固端等效作用力较大。同时，受现有实验室空间限制，模型加载作用点集中，实验室狭小空间内无法密集安装多个空间加载的大吨位通用反力架。

因此，现有反力架在应用于自锚式悬索桥缩尺模型试验时，存在以下不足或缺陷：1)主缆散索后对每个锚固点的合力方向不同，加载方向呈空间分布，而现有通用反力架无法满足这一要求；2)大比例缩尺模型实验需要的加载力值较大，需采用较大吨位的反力架，现有的大型试验特制反力架吨位不能完全满足试验需求；3)现有通用反力架提供的加载点较少，对于多点加载实验的情况，需要安装多个反力架，故安装过程复杂，且占据较大空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对自锚式悬索桥缩尺模型试验的反力装置及其制作方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种大吨位空间多向多点结构试验加载反力装置，包括固定在实验室基础上的2个三角刚架，以及若干千斤顶连接节点和若干横向联系。

所述2个三角刚架对称布置。每个三角刚架包括2块平行布置的三角板和底座板。

所述三角板包括斜向设置的上肢和立肢，以及横向设置的下肢。所述上肢、下肢和立肢为一个整体，构成三角板的三条边。所述2块三角板竖直布置，底端焊接在底座板上。所述2块三角板之间包夹有若干腹板和若干加劲板。各腹板和加劲板均与两侧的三角板焊接。所述底座板上预留有锚孔，受力杆穿过锚孔后与实验室基础的加载孔固定连接。

所述2个三角刚架通过若干个横向联系焊接成整体。

所述千斤顶连接节点一侧与三角刚架焊接，另一侧与千斤顶的底座连接。所述千斤顶的顶垫抵在桥梁试验模型的加载位置。

加载时，千斤顶连接节点受加载力，将力传给上肢和下肢。上肢和下肢将力传递到底座板。底座板通过受力杆将力传递给实验室基础。

进一步，所述下肢包括水平段和倾斜延伸段。每个三角刚架的2块三角板之间包夹有3块腹板。所述3块腹板包括上腹板、下腹板和立腹板。所述上腹板与2块三角板的上肢焊接。所述下腹板与2块三角板的倾斜延伸段焊接。所述立腹板与2块三角板的立肢焊接。