本發(fā)明涉及管樁實驗設(shè)備，具體為一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置及操作方法。

背景技術(shù)：

1、光伏發(fā)電技術(shù)中,為保證光伏板的位置及角度穩(wěn)定,需搭設(shè)特定的光伏支架,而光伏支架需要架設(shè)在管樁基礎(chǔ)上,以提高光伏支架的穩(wěn)定性。

2、當光伏設(shè)施設(shè)置在沙漠地區(qū)時,?會經(jīng)常受到風荷載的影響，在風荷載作用下,光伏支架管樁基礎(chǔ)將承受周期性的拉拔應(yīng)力,在此循環(huán)應(yīng)力作用下，地基中的光伏支架擴展基礎(chǔ)可能發(fā)生抗拔失效現(xiàn)象。為保證基礎(chǔ)的可靠性,在管樁施工后,需要對其進行抗拉拔檢測實驗,滿足光伏板及光伏支架整體的抗風、抗傾覆能力。目前開發(fā)的加載裝置主要集中在水平荷載、豎向荷載或水平荷載與豎向荷載耦合的條件下的樁基模型加載裝置及方法。

3、然而,傳統(tǒng)的樁基加載測試裝置模擬不了在沙質(zhì)區(qū)域地基中光伏支架受循環(huán)拉拔荷載作用下的情況。為此,我們推出一種模擬沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置及操作方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一方面，提供一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，包括：

4、基礎(chǔ)底座，所述基礎(chǔ)底座設(shè)置有支座；

5、移動組件，所述移動組件包括移動機構(gòu)和支撐機構(gòu)，所述移動機構(gòu)用于帶動所述基礎(chǔ)底座進行移動，所述支撐機構(gòu)用于對所述基礎(chǔ)底座進行支撐固定；

6、循環(huán)拉拔組件，所述循環(huán)拉拔組件包括循環(huán)機構(gòu)和傳動機構(gòu)，所述循環(huán)機構(gòu)設(shè)置于所述支座，所述循環(huán)機構(gòu)用于帶動所述傳動機構(gòu)進行上下往復(fù)運動，所述傳動機構(gòu)用于將循環(huán)機構(gòu)產(chǎn)生的拉力傳遞給實驗管樁；

7、傳感器組件，所述傳感器組件用于對檢測實驗過程中拉力大小和實驗管樁的位移情況進行檢測；鎖定組件，所述鎖定組件包括固定機構(gòu)和安裝機構(gòu)，所述固定機構(gòu)用于將所述傳動機構(gòu)和所述實驗管樁進行固定，所述安裝機構(gòu)用于在所述固定機構(gòu)將所述傳動機構(gòu)和所述實驗管樁進行固定的同時將所述傳感器組件進行安裝。

8、優(yōu)選的，所述移動機構(gòu)包括定向輪和萬向輪，所述定向輪和所述萬向輪均設(shè)置有兩個，所述定向輪和所述萬向輪對稱設(shè)置于所述基礎(chǔ)底座兩側(cè)。

9、優(yōu)選的，所述支撐機構(gòu)包括導(dǎo)軌和支撐臂，所述基礎(chǔ)底座左右兩側(cè)設(shè)置有四個所述導(dǎo)軌，所述支撐臂連接于所述導(dǎo)軌。

10、優(yōu)選的，所述循環(huán)機構(gòu)包括同步電機、轉(zhuǎn)動塊、連接桿、滾軸、連架桿、橫梁、支架和拉力彈簧，所述同步電機設(shè)置于所述支座并用于帶動所述轉(zhuǎn)動塊進行轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動塊通過連接桿連接于所述支座，所述轉(zhuǎn)動塊設(shè)置有槽口，所述槽口連接有限位卡齒，通過將所述滾軸連接于限位卡齒的不同位置用于對所述滾軸的位置進行調(diào)節(jié)，所述滾軸連接于所述連架桿，所述連架桿連接于所述橫梁，所述橫梁遠離所述連架桿的一端設(shè)置有半圓凸起，所述半圓凸起連接于所述支架的橫梁卡槽，所述拉力彈簧設(shè)置于所述連架桿遠離所述滾軸的一端。

11、優(yōu)選的，所述循環(huán)機構(gòu)還包括圈數(shù)傳感器和感應(yīng)磁片，所述感應(yīng)磁片設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動塊，所述圈數(shù)傳感器設(shè)置于所述支座，當所述感應(yīng)磁片經(jīng)過所述圈數(shù)傳感器時所述圈數(shù)傳感器會記錄循環(huán)次數(shù)。

12、優(yōu)選的，所述橫梁設(shè)置有和所述半圓凸起同軸心設(shè)置的半圓凹槽，所述傳動機構(gòu)包括錨環(huán)、調(diào)節(jié)夾片和鋼絞線，所述錨環(huán)設(shè)置于所述橫梁，所述調(diào)節(jié)夾片連接于所述錨環(huán)并用于對所述鋼絞線進行固定，所述鋼絞線連接于所述半圓凹槽，所述拉力彈簧兩端分別連接于所述鋼絞線和所述實驗管樁。

13、優(yōu)選的，所述傳感器組件包括拉力傳感器和位移傳感器，所述拉力傳感器連接于所述鋼絞線，所述拉力傳感器用于對所述鋼絞線上的拉拔力進行檢測，所述位移傳感器設(shè)置于所述基礎(chǔ)底座，所述位移傳感器用于對所述實驗管樁對拉拔的高度進行檢測。

14、優(yōu)選的，所述固定機構(gòu)包括上錨具、下錨具和固定筒，所述上錨具設(shè)置于所述鋼絞線底部，所述下錨具設(shè)置于所述實驗管樁的預(yù)應(yīng)力鋼束，對應(yīng)于所述上錨具和所述下錨具均設(shè)置有固定筒，所述固定筒中設(shè)置有固定桿，通過將所述拉力彈簧兩端分別連接于不同的固定筒的固定桿用于將所述鋼絞線和所述實驗管樁相互連接。

15、優(yōu)選的，連接于所述上錨具的所述固定筒為兩個空心半圓柱組成，所述安裝機構(gòu)包括u型桿，所述拉力傳感器遠離所述鋼絞線的一端設(shè)置有固定槽一，兩個所述空心半圓柱均開設(shè)有固定槽二，通過將所述u型桿依次插設(shè)于所述固定筒兩側(cè)的所述固定槽二和所述固定槽一并通過螺栓進行固定用于將所述固定筒進行組裝并將所述拉力傳感器和所述固定筒相互連接。

16、另一方面，提供一種操作方法用于使用上述的沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，包括如下步驟：

17、s1：在實驗區(qū)安裝實驗裝置；

18、s2：連接實驗管樁的預(yù)應(yīng)力鋼束；

19、s3：安裝傳感器組件；

20、s4：啟動同步電機，進行抗拔測試實驗。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

22、（1）本發(fā)明提供一種模擬光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置及其操作方法，通過循環(huán)拉拔組件對光伏支架管樁循環(huán)施加豎向拉拔力,克服了已有技術(shù)無法模擬周期性豎向拉拔力對光伏支架擴展基礎(chǔ)產(chǎn)生的拉拔破壞問題；

23、（2）本發(fā)明發(fā)明采用彈簧形變而產(chǎn)生拉力，屬于柔性加載，相比于傳統(tǒng)裝置的沖擊荷載更能模擬沙漠中風荷載對光伏支架擴展基礎(chǔ)的拉拔作用，同時可以適配不同的拉力彈簧使用，對于不同的光伏實驗管樁可以靈活改變彈簧型號；

24、（3）本發(fā)明將橫梁右端設(shè)置為半圓凹槽與橫梁下端半圓凸起二者設(shè)置為同心圓，使得橫梁在工作時，鋼絞線和實驗管樁預(yù)應(yīng)力鋼束始終豎直對正，防止裝置在反復(fù)拉拔過程中發(fā)生力的偏移，確保實驗管樁始終受到豎直向上的拉拔力。

25、（4）本發(fā)明通過安裝機構(gòu)的設(shè)置可以在將實驗管樁預(yù)應(yīng)力鋼束和鋼絞線相互連接的同時完成拉力傳感器和鋼絞線的安裝，節(jié)約了安裝時間，方便實驗的進行。

26、（5）本發(fā)明將拉力大小、加載次數(shù)以及基礎(chǔ)管樁位移大小全部可視化，使實驗數(shù)據(jù)更加精確，也使得實驗過程更加安全，從而為合理評估循環(huán)豎向拉拔力荷載作用下光伏支架擴展基礎(chǔ)的抗拔承載力及其變形性能研究提供了重要的實驗手段。

技術(shù)特征：

1.一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，其特征在于：所述移動機構(gòu)包括定向輪和萬向輪，所述定向輪和所述萬向輪均設(shè)置有兩個，所述定向輪和所述萬向輪對稱設(shè)置于所述基礎(chǔ)底座兩側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，其特征在于：所述支撐機構(gòu)包括導(dǎo)軌和支撐臂，所述基礎(chǔ)底座左右兩側(cè)設(shè)置有四個所述導(dǎo)軌，所述支撐臂連接于所述導(dǎo)軌。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，其特征在于：所述循環(huán)機構(gòu)包括同步電機、轉(zhuǎn)動塊、連接桿、滾軸、連架桿、橫梁、支架和拉力彈簧，所述同步電機設(shè)置于所述支座并用于帶動所述轉(zhuǎn)動塊進行轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動塊通過連接桿連接于所述支座，所述轉(zhuǎn)動塊設(shè)置有槽口，所述槽口連接有限位卡齒，通過將所述滾軸連接于限位卡齒的不同位置用于對所述滾軸的位置進行調(diào)節(jié)，所述滾軸連接于所述連架桿，所述連架桿連接于所述橫梁，所述橫梁遠離所述連架桿的一端設(shè)置有半圓凸起，所述半圓凸起連接于所述支架的橫梁卡槽，所述拉力彈簧設(shè)置于所述連架桿遠離所述滾軸的一端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，其特征在于：所述循環(huán)機構(gòu)還包括圈數(shù)傳感器和感應(yīng)磁片，所述感應(yīng)磁片設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動塊，所述圈數(shù)傳感器設(shè)置于所述支座，當所述感應(yīng)磁片經(jīng)過所述圈數(shù)傳感器時所述圈數(shù)傳感器會記錄循環(huán)次數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，其特征在于：所述橫梁設(shè)置有和所述半圓凸起同軸心設(shè)置的半圓凹槽，所述傳動機構(gòu)包括錨環(huán)、調(diào)節(jié)夾片和鋼絞線，所述錨環(huán)設(shè)置于所述橫梁，所述調(diào)節(jié)夾片連接于所述錨環(huán)并用于對所述鋼絞線進行固定，所述鋼絞線連接于所述半圓凹槽，所述拉力彈簧兩端分別連接于所述鋼絞線和所述實驗管樁。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，其特征在于：所述傳感器組件包括拉力傳感器和位移傳感器，所述拉力傳感器連接于所述鋼絞線，所述拉力傳感器用于對所述鋼絞線上的拉拔力進行檢測，所述位移傳感器設(shè)置于所述基礎(chǔ)底座，所述位移傳感器用于對所述實驗管樁對拉拔的高度進行檢測。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，其特征在于：所述固定機構(gòu)包括上錨具、下錨具和固定筒，所述上錨具設(shè)置于所述鋼絞線底部，所述下錨具設(shè)置于所述實驗管樁的預(yù)應(yīng)力鋼束，對應(yīng)于所述上錨具和所述下錨具均設(shè)置有固定筒，所述固定筒中設(shè)置有固定桿，通過將所述拉力彈簧兩端分別連接于不同的固定筒的固定桿用于將所述鋼絞線和所述實驗管樁相互連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，其特征在于：連接于所述上錨具的所述固定筒為兩個空心半圓柱組成，所述安裝機構(gòu)包括u型桿，所述拉力傳感器遠離所述鋼絞線的一端設(shè)置有固定槽一，兩個所述空心半圓柱均開設(shè)有固定槽二，通過將所述u型桿依次插設(shè)于所述固定筒兩側(cè)的所述固定槽二和所述固定槽一并通過螺栓進行固定用于將所述固定筒進行組裝并將所述拉力傳感器和所述固定筒相互連接。

10.一種操作方法，用于使用權(quán)利要求1-8任一項所述的沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及管樁實驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其為一種沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置及操作方法，其中沙質(zhì)區(qū)域光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置包括：基礎(chǔ)底座，所述基礎(chǔ)底座設(shè)置有支座；移動組件，所述移動組件包括移動機構(gòu)和支撐機構(gòu)；循環(huán)拉拔組件，所述循環(huán)拉拔組件包括循環(huán)機構(gòu)和傳動機構(gòu)；傳感器組件，所述傳感器組件用于對檢測實驗過程中拉力大小和實驗管樁的位移情況進行檢測；鎖定組件，所述鎖定組件包括固定機構(gòu)和安裝機構(gòu)；本發(fā)明提供一種模擬光伏設(shè)施反復(fù)抗拔實驗裝置及其操作方法，通過循環(huán)拉拔組件對光伏支架管樁循環(huán)施加豎向拉拔力,克服了已有技術(shù)無法模擬周期性豎向拉拔力對光伏支架擴展基礎(chǔ)產(chǎn)生的拉拔破壞問題。

技術(shù)研發(fā)人員：張菊,常宇,閆長旺,李俊青,聶偉峰,呂忠濤,吳曲江,孟祥東,趙鳳偉,車廣東
受保護的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5