一種柱的螺旋式加載定位裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)試驗領域，具體涉及一種土木工程中受壓柱試驗的加載定位裝置，特別適用于荷載和環(huán)境耦合作用下受壓柱的二次加載。加載定位裝置包括由U型下底板、U型上底板、升降螺桿、轉(zhuǎn)動手柄、彈簧、螺母、導柱、導套和螺栓孔組成的垂直升降系統(tǒng)，以及定位輔助框、水平移動系統(tǒng)和固定系統(tǒng)。加載定位裝置可托起受壓柱到達三維空間的任意位置，不僅不需要人扶，而且能滿足不同大小和不同結(jié)構(gòu)受壓柱的加載需求，實現(xiàn)了對受壓柱加載的快速準確定位，保證了受壓柱在定位過程中始終保持垂直穩(wěn)定。
【專利說明】一種柱的螺旋式加載定位裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)試驗領域，具體涉及一種土木工程中受壓柱試驗的加載定位裝置，特別適用于荷載和環(huán)境耦合作用下受壓柱的二次加載。
【背景技術】
[0002]土木工程結(jié)構(gòu)試驗中，經(jīng)常要對鋼柱、鋼筋混凝土柱和鋼管混凝土柱進行靜力受壓加載試驗。為了準確模擬試件端部約束條件和保證加載位置的準確性，常常采用刀絞或球絞支座，由于刀絞或球絞支座是線或點接觸，因此其具有不穩(wěn)定性(如圖1所示)，在試驗就位時，必須由人把柱子扶住才能保證柱子垂直不傾倒。在柱的加載試驗中，加載位置通常是一條線或一個點，受壓柱尺度大，重量大，往往重達數(shù)噸，無論是中心加載還是偏心加載，如何保持受壓柱的垂直穩(wěn)定以及如何快速對準預設的加載位置一直都是結(jié)構(gòu)試驗中的難題。
[0003]目前，普遍采用的方法是人工扶正和對準，由操作人員將受壓柱抬到試驗臺或萬能試驗機操作平臺上，然后一邊扶正一邊調(diào)整千斤頂，在對準的同時將荷載加到受壓柱上。這種方法需要眾多的勞動力，一般4-5人，而且對準難度特別大，常常需要多次才能對準。此外，由于受壓柱尺度大，重量大，又是高空作業(yè)，稍不留神受壓柱即會發(fā)生傾倒，輕者造成試驗失敗，重則危及試驗設備和人員的安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術中無法快速對準預設加載位置，需要眾多勞動力，移動難度大、容易傾倒等缺陷，本發(fā)明所要解決的問題是提供一種能夠一次性、快速準確且穩(wěn)定對準任意預設加載位置(一條線或一個點)的加載定位裝置，所述的加載定位裝置不僅可以自由水平移動，而且還可自由垂直升降，能滿足不同大小和不同結(jié)構(gòu)的受壓柱的加載需求，特別重要的是，可以保證受壓柱在定位過程中始終保持垂直穩(wěn)定，避免了受壓柱在定位過程中發(fā)生傾倒。所述的受壓柱是指擬進行受壓試驗的柱子。
[0005]對于柱的加載試驗，現(xiàn)有技術普遍采用的定位方法是人工扶正和對準，由操作人員將受壓柱抬到試驗臺或萬能試驗機操作平臺上，然后一邊扶正一邊調(diào)整千斤頂，在對準的同時將荷載加到受壓柱上。這種方法一般需要眾多的勞動力，而且對準難度特別大。本發(fā)明的加載定位裝置是采用中空結(jié)構(gòu)將受壓柱從底部托起，讓受壓柱懸空，通過兩塊水平滑動支撐板保證受壓柱的垂直穩(wěn)定性，由于其處于懸空狀態(tài)，因此，無論是水平運動還是垂直升降，受壓柱均保持垂直穩(wěn)定不傾倒。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于，包括定位輔助框、水平移動系統(tǒng)、垂直升降系統(tǒng)和固定系統(tǒng)(參見圖3、4、5)，其中:
所述的定位輔助框為中空結(jié)構(gòu)，包括兩塊水平滑動支撐板，所述的定位輔助框能夠在水平和豎直方向任意移動，用于支撐受壓柱并保證在加載定位過程中受壓柱始終保持垂直穩(wěn)定;
所述的水平移動系統(tǒng)用于使受壓柱在水平方向任意移動；
所述的垂直升降系統(tǒng)用于使受壓柱在豎直方向任意移動并保持任意高度，所述的垂直升降系統(tǒng)包括:U型下底板、U型上底板、升降螺桿、轉(zhuǎn)動手柄、彈簧、螺母、導柱、導套和螺栓孔，所述U型上底板的U型底邊設有螺栓孔，所述U型下底板的四個角部設有四個垂直的導柱，對應的所述U型上底板的四個角部設有四個導套，所述垂直升降系統(tǒng)的組裝結(jié)構(gòu)為:所述的彈簧套入U型下底板上的導柱，所述U型上底板通過四個導套穿入U型下底板上的四個導柱，所述升降螺桿旋入U型上底板上的螺栓孔，所述升降螺桿的一端有轉(zhuǎn)動手柄，轉(zhuǎn)動手柄的功能一是在于方便螺桿的轉(zhuǎn)動，二是在于增加螺桿的扭矩提高螺桿的轉(zhuǎn)動提升能力，所述升降螺桿的另一端與U型下底板轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)動手柄帶動升降螺桿在螺栓孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而帶動U型上底板沿導柱在垂直方向上升降運動；導套穿入四個導柱的功能在于U型上底板在螺栓偏心旋轉(zhuǎn)時，保證U型上底板在垂直升級運動時整體保持水平且不發(fā)生偏移；所述彈簧的功能一是在于抵消柱子的自重，使升降螺桿容易轉(zhuǎn)動，二是使U型上底板保持平衡。
[0007]所述的固定系統(tǒng)用于使定位后的定位輔助框和其上的受壓柱保持靜止；
將受壓柱放在所述的定位輔助框上，調(diào)整所述的定位輔助框使其高度大于刀鉸支座
的高度，水平移動所述的定位輔助框使其上的受壓柱到達預設的加載位置，降低所述的垂直升降系統(tǒng)使受壓柱的下底面準確落在預設的加載位置并與刀絞支座接觸，使受壓柱的自重由刀絞支座承擔，受壓柱的垂直穩(wěn)定由定位輔助框上的水平滑動支撐板支托保證，對受壓柱施加荷載使受壓柱在兩端刀鉸支座的作用下保持穩(wěn)定后，繼續(xù)降低所述的垂直升降系統(tǒng)，使所述的定位輔助框與受壓柱脫離，施加荷載對柱進行力學性能試驗。
[0008]所述的刀鉸支座由帶凹口的V型第一加載支座和帶凸頭的V型第二加載支座組成，所述帶凹口的V型第一加載支座選自帶有中心通孔的V型第一加載支座和不帶中心通孔的第一加載支座，將所述的第二加載支座的V型凸頭放入第一加載支座的V型凹口后，兩個支座的疊加高度之和為刀鉸支座的高度。根據(jù)加載試驗的需要，選用帶有中心通孔或不帶中心通孔的第一加載支座，當對荷載和環(huán)境耦合作用下受壓柱進行二次加載時，選用帶中心通孔的第一加載支座和第二加載支座組合組成的刀絞支座，其它加載情況選用不帶中心通孔的第一加載支座和第二加載支座組合組成的刀絞支座。所述的刀鉸支座的V型尖端即為第二加載支座的V型尖端。
[0009]目前將受壓柱放在刀鉸支座上的方法是采用人力將受壓柱抬起，然后放到刀鉸支座上，由于刀鉸支座與受壓柱是線或點接觸，因此不具有穩(wěn)定性，需要人來扶正確保其垂直，刀鉸支座和預設加載位置的對準非常困難，如果一次不能對準，則需將受壓柱抬起再次對準，往往需要反復多次才能完成，且每次對準都要抬起受壓柱，費事費力。本發(fā)明采用垂直升降系統(tǒng)，將受壓柱擱置在定位輔助框上，通過旋轉(zhuǎn)螺栓帶動升降平臺垂直升降，實際操作時，只要將升降平臺升高到高于刀鉸支座的高度，使受壓柱和刀鉸支座之間保持一定的距離(一般可以是5-20毫米)，這樣便可輕松移動刀鉸支座到預設的加載位置，使刀鉸支座和預設加載位置對準后降低定位輔助框，便實現(xiàn)了刀鉸支座和加載位置的準確對準。
[0010]本發(fā)明螺旋式加載定位裝置的垂直升降系統(tǒng)中的導套的形狀與導柱的截面形狀相同，作為優(yōu)選，所述的導柱的截面形狀為圓形，對應的導套形狀為圓形導套。[0011]作為優(yōu)選，本發(fā)明螺旋式加載定位裝置的垂直升級系統(tǒng)中的彈簧為成對布置，在遠離升降螺桿一端的兩個導柱上套設成對的彈簧(一對彈簧)，或者是在四個導柱上均套設彈簧(兩對彈簧)，所述的彈簧其內(nèi)直徑大于導柱的直徑，所述彈簧的高度為彈簧壓縮后的高度加垂直升降系統(tǒng)上底板的升降高度，所述彈簧的彈性根據(jù)試驗柱子的自重確定，一般選取柱子自重的1/2為佳。
[0012]作為優(yōu)選，本發(fā)明螺旋式加載定位裝置的垂直升級系統(tǒng)中的螺栓孔位置處設置與螺栓孔內(nèi)徑螺紋相同的螺母，其功能在于增加對升降螺桿的剛度，使U型上底板在垂直升降運動時整體保持水平。
[0013]作為優(yōu)選，本發(fā)明螺旋式加載定位裝置的垂直升級系統(tǒng)中所述的升降螺桿的另一端與U型下底板轉(zhuǎn)動連接通過以下的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)(參見圖6):升降螺桿的底部設有突出的圓形擋塊，圓形擋塊的直徑大于升降螺桿的直徑，U型下底板的U型底邊設有軸承，軸承的位置與螺栓孔垂直對應，所述圓形擋塊外套設有圓形中空擋套，所述圓形中空擋套與U型下底板連接。所述軸承的功能在于減小升降螺桿與U型下底板之間的摩擦力，所述圓形擋塊和圓形中空擋套的功能在于固定軸承和升降螺桿的位置，保證升降螺桿僅發(fā)生轉(zhuǎn)動。
[0014]作為優(yōu)選，本發(fā)明螺旋式加載定位裝置的垂直升級系統(tǒng)中的導柱與U型下底板采用螺紋連接或焊接，所述的導套與U型上底板采用螺紋連接或焊接。
[0015]作為優(yōu)選，本發(fā)明螺旋式加載定位裝置的定位輔助框包括U型上底板、擱置在U型上底板上的兩塊水平滑動支撐板，所述U型上底板的兩平行段設有矩形螺栓孔，所述水平滑動支撐板通過螺栓與矩形螺栓孔固定連接并可在U型上底板上水平滑動固定；所述升降螺桿旋入U型上底板上的螺栓孔，確保定位輔助框可停止在任意高度。
[0016]作為優(yōu)選，本發(fā)明螺旋式加載定位裝置的水平移動系統(tǒng)包括U型下底板和均勻分布在U型下底板四個角部的滾輪；所述的滾輪和U型下底板采用螺栓連接或焊接；更優(yōu)選的，所述的滾輪為萬向輪，所述的萬向輪可以為帶鎖定功能的萬向輪。
[0017]作為優(yōu)選，本發(fā)明螺旋式加載定位裝置的固定系統(tǒng)包括下底板和均勻分布在U型下底板四個角部的調(diào)節(jié)螺栓。
[0018]本發(fā)明加載定位裝置的原理示意圖參見圖2，其原理是:在受壓柱的底端設置兩塊水平滑動支撐板，受壓柱擱置在水平滑動支撐板上，由水平滑動支撐板將受壓柱整體托起。水平滑動支撐板設置在受壓柱的下底面兩端，因此保證了受壓柱的垂直穩(wěn)定，水平滑動支撐板之間的距離可任意調(diào)整以滿足支撐不同大小受壓柱的需要，水平滑動支撐板的高度可以任意升降以滿足不同高度刀鉸支座的需要，水平滑動支撐板可水平任意移動以滿足快速對準任意加載位置的需要，即本發(fā)明的加載定位裝置可托起受壓柱到達三維空間的任意位置，因此輕松實現(xiàn)了對受壓柱加載的快速準確定位，且不需要人扶。試驗時，只需調(diào)整水平滑動支撐板之間的距離，將受壓柱擱置于水平滑動支撐板之上，通過垂直升降系統(tǒng)調(diào)整水平滑動支撐板的高度，使支撐于其上的受壓柱的下底面高于刀鉸支座一定距離(一般可以是5-20毫米)，以保證水平滑動支撐板可水平無障礙移動，通過水平移動系統(tǒng)在水平面內(nèi)緩慢移動水平滑動支撐板使支撐于其上的受壓柱的擬加載位置在垂直方向準確對準刀鉸支座的V型尖端，然后降低升降系統(tǒng)使支撐于水平滑動支撐板上的受壓柱的下底面與刀鉸支座接觸，受壓柱的自重由刀鉸支座承擔，如此，便實現(xiàn)了對受壓柱加載試驗的準確定位。
[0019]基于本發(fā)明的加載定位裝置，本發(fā)明還提供一種柱的加載定位方法，包括如下步驟:
根據(jù)權利要求1所述柱的螺旋式加載定位裝置的加載方法，其特征在于包括如下步
驟:
(1)確定受壓柱上、下端的加載位置；
(2)將受壓柱放在定位輔助框上；
(3)升降垂直升降系統(tǒng)，使置于其上的受壓柱懸空高度大于刀絞支座的高度；
(4)將一個刀絞支座置于受壓柱的頂面，使所述刀鉸支座的V型尖端在垂直方向準確對準步驟(I)確定受壓柱上端的加載位置；
(5)水平移動所述的定位輔助框至試驗系統(tǒng)的施力位置處；
(6)將另一個刀絞支座置于受壓柱的下底面加載處，使所述刀鉸支座的V型尖端在垂直方向準確對準步驟(I)確定受壓柱下端的加載位置，然后降低垂直升降系統(tǒng)，使受壓柱的下底面與所述刀鉸支座接觸；
(7)對受壓柱施加荷載，使受壓柱在兩端刀鉸支座的作用下保持穩(wěn)定后，繼續(xù)降低所述的垂直升降系統(tǒng)，使其與受壓柱脫離；
(8)旋松固定水平滑動支撐板的螺栓，使所述的定位輔助框從受壓柱底部移出，然后施加荷載對受壓柱進行力學性能試驗。
[0020]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:
1、本發(fā)明的加載定位裝置不僅可以水平移動，而且還可自由升降，停止在任意高度，不僅成功解決了受壓加載試驗中受壓柱的垂直穩(wěn)定和快速對準問題，而且還解決了不同大小和不同結(jié)構(gòu)受壓柱的加載定位需要；
2、本發(fā)明的加載定位裝置中支撐受壓柱的水平滑動支撐板通過螺栓與上橫梁水平翼緣上矩形螺栓孔連接，水平滑動支撐板可根據(jù)受壓柱的大小尺寸在上橫梁水平翼緣上滑動固定，成功解決了不同尺寸和不同形狀受壓柱的加載定位需要；
3、本發(fā)明的加載定位裝置自身重量輕、體積小，且加載定位裝置中支撐受壓柱的水平滑動支撐板通過螺栓與上橫梁水平翼緣上矩形螺栓孔連接，在受壓柱準確定位后旋轉(zhuǎn)手柄降低升降平臺的上橫梁，再旋轉(zhuǎn)固定水平滑動支撐板的螺栓即可輕松將加載定位裝置從受壓柱底部移出，成功消除了定位裝置和升降平臺對試驗的影響；
4、本發(fā)明的加載定位裝置通過鎖定萬向輪使其不能轉(zhuǎn)動保證定位裝置水平方向不發(fā)生移動，確保了受壓柱在加載穩(wěn)定之前由于荷載作用而輕微滑動。
[0021]5、本發(fā)明的加載裝置將受壓柱托起后定位，可快速準確實現(xiàn)對受壓柱的定位加載，且可任意對準改變的加載位置，更有利于對受壓柱的受力研究，改變加載位置速度快，容易實現(xiàn)，通過加載定位裝置后受壓柱的定位不再需要人扶，解決了受壓柱由于尺度大，重量大，又是高空作業(yè)，稍不留神受壓柱即會發(fā)生傾倒，輕者造成試驗失敗，重則危及試驗設備和人員安全的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術中柱的加載定位結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明加載定位裝置的發(fā)明原理示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明加載定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0025]圖4為本發(fā)明加載定位裝置的頂面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5為本發(fā)明加載定位裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖6為本發(fā)明升降螺桿與U型下底板轉(zhuǎn)動連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖7為本發(fā)明的加載定位裝置實現(xiàn)一次加載的實施示意圖。
[0029]圖8為本發(fā)明的加載定位裝置實現(xiàn)二次加載的實施示意圖。
[0030]圖中:
11是U型下底板、12是U型上底板、13是水平滑動支撐板、14是矩形螺栓孔、15是螺
栓；
21是滾輪；
31是升降螺桿、32是轉(zhuǎn)動手柄、33是彈簧、34是螺母、35是導柱、36是導套，37是螺栓孔，38是升降桿底部突出的圓形擋塊、39是軸承、40是圓形中空擋套；
41是調(diào)節(jié)螺栓；
51是柱、52是預留孔、53是拉力筋、54是墊板、55是錨固螺栓、56是帶凹口的V型第一加載支座、561是帶有中心通孔的V型第一加載支座、562是不帶中心通孔的V型第一加載支座、57是帶V型凸頭的第二加載支座，567是刀鉸支座、58是試驗機或反力架、59是千斤頂，510是柱的軸線，511是荷載作用位置，512是偏心距。
[0031]61是第一加載支座的中心通孔，62為刀鉸支座的V型尖端。
【具體實施方式】
[0032]本發(fā)明提供一種柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于，包括定位輔助框、水平移動系統(tǒng)、垂直升降系統(tǒng)和固定系統(tǒng)(參見圖3、4、5)，其中:
所述的定位輔助框為中空結(jié)構(gòu)，包括兩塊水平滑動支撐板，所述的定位輔助框能夠在水平和豎直方向任意移動，用于支撐受壓柱并保證在加載定位過程中受壓柱始終保持垂直穩(wěn)定;
所述的水平移動系統(tǒng)用于使受壓柱在水平方向任意移動；
所述的垂直升降系統(tǒng)用于使受壓柱在豎直方向任意移動并保持任意高度，所述的垂直升降系統(tǒng)包括:u型下底板11、U型上底板12、升降螺桿31、轉(zhuǎn)動手柄32、彈簧33、螺母34、導柱35、導套36和螺栓孔37，所述U型上底板12的U型底邊設有螺栓孔37，所述U型下底板11的四個角部設有四個垂直的導柱35，對應的所述U型上底板12的四個角部設有四個導套36，所述的彈簧33套入U型下底板上的導柱35，所述U型上底板12通過四個導套36穿入U型下底板11上的四個導柱35，所述升降螺桿31旋入U型上底板12上的螺栓孔，所述升降螺桿31的一端有轉(zhuǎn)動手柄32，所述升降螺桿31的另一端與U型下底板11轉(zhuǎn)動連接；
所述的固定系統(tǒng)用于使定位后的定位輔助框和其上的受壓柱保持靜止。
[0033]其中:
所述的彈簧33為成對布置，在遠離升降螺桿31 —端的兩個導柱35上套設成對的彈簧33，或者在四個導柱35上均套設彈簧33。
[0034]所述的螺栓孔37位置處設置與螺栓孔37內(nèi)徑螺紋相同的螺母34。
[0035]所述升降螺桿31的底部設有突出的圓形擋塊38，圓形擋塊38的直徑大于升降螺桿31的直徑，所述U型下底板11的U型底邊設有軸承39，軸承39的位置與螺栓孔37垂直對應，所述圓形擋塊38外套設有圓形中空擋套40，所述圓形中空擋套40與U型下底板11連接。
[0036]所述的導柱35與U型下底板11采用螺紋連接或焊接，所述的導套36與U型上底板12采用螺紋連接或焊接。
[0037]所述的定位輔助框包括U型上底板12、擱置在U型上底板12上的兩塊水平滑動支撐板13，所述U型上底板12的兩平行段設有矩形螺栓孔14，所述水平滑動支撐板13通過螺栓15與矩形螺栓孔14固定連接并可在U型上底板12上水平滑動固定，所述升降螺桿31旋入U型上底板12上的螺栓孔14。
[0038]所述的水平移動系統(tǒng)包括U型下底板11和均勻分布在U型下底板11四個角部的滾輪21。
[0039]所述的滾輪21為萬向輪。
[0040]所述固定系統(tǒng)包括下底板11和均勻分布在U型下底板11四個角部的調(diào)節(jié)螺栓41。
[0041]下面具體說明利用本發(fā)明的加載定位裝置實現(xiàn)柱的加載試驗。
[0042]實施例1:一次加載試驗(參見圖7)
(I) 一組4個鋼筋混凝土柱51，其截面尺寸為200X200mm，高度為2000mm，偏心距(荷載作用位置至受壓柱軸線的距離)分別為O mm、40 mm、80mm、120 mm, C30混凝土,柱的主筋為4 φ 20，箍筋為#60150，保護層15 mm，對柱進行承載力試驗，柱的加載位置即為偏心距，即分別為:0 mm (軸線處)、30 mm、60mm、150mm。
[0043](2)將偏心距為120mm的柱51放在定位輔助框上；
(3)升降垂直升降系統(tǒng)，使置于其上的柱51懸空高度大于刀絞支座567的高度，即大于帶凹口的V型第一加載支座562和帶凸頭的V型第二加載支座57疊加高度之和；
(4)將一個刀絞支座567置于柱51的頂面,使所述刀鉸支座的V型尖端62在垂直方向準確對準步驟(I)確定柱上端的加載位置511，本例是將柱51的偏心距畫512在柱的表面，并在所述刀鉸支座的V型尖端62側(cè)面畫垂線，V型尖端62側(cè)面的垂線和柱的偏心距512重合；
(5)水平移動定位輔助框至試驗系統(tǒng)的施力位置處，本例采用長柱試驗機58進行加載，即通過加載定位裝置將柱51移動到試驗機千斤頂59的下方，使千斤頂9的中心和第二加載支座57的中心對準；
(6)將另一個刀鉸支座567放到柱的下底面加載處，使所述刀鉸支座的V型尖端62在垂直方向準確對準步驟(I)確定柱下端的加載位置511，然后降低垂直升降系統(tǒng)，使柱的下底面與所述刀鉸支座567接觸；本例將柱的偏心距512畫在柱的表面，并在所述刀鉸支座的V型尖端62側(cè)面垂線，V型尖端62側(cè)面的垂線和柱的偏心距512重合；
(7)通過步驟(2)- (6)，此時，已完全實現(xiàn)了柱的加載位置對準，降低垂直升降系統(tǒng)使支撐于水平滑動支撐板13上的柱51的下底面與刀鉸支座567接觸，柱51的自重由刀鉸支座567承擔，如此，便實現(xiàn)了對柱51加載的準確就位；
(8)緩慢推動千斤頂59,讓千斤頂59在反力架58的作用下對兩端刀鉸支座567施加荷載，柱在兩端刀鉸支座的作用下逐漸保持穩(wěn)定后，繼續(xù)降低所述的垂直升降系統(tǒng)，使其與柱51的下底面脫離；
(9)旋松固定水平滑動支撐板13的螺栓15，取掉一個水平滑動支撐板13，所述的定位輔助框便可從柱的底部移出；
(10)推動千斤頂59，按照《混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標準GB50152—92》對柱進行承載力試驗；
(11)重復2-10的步驟,對偏心距為Omm、40 mm、80mm的柱進行承載力試驗。
[0044]實施例2: 二次加載試驗(參見圖8 )
(1)對荷載和環(huán)境耦合作用下的柱51進行剩余承載力試驗:鋼筋混凝土柱51的截面尺寸為125父125_，高800_，柱51的主筋為4 Φ 10，箍筋為# 6050-100，保護層15 _，翼緣突出柱的長度為120 mm，偏心距512為100 mm，預留孔52的直徑32 mm，柱51的計算極限承載力為64kN，拉力筋53為直徑25mm的不銹精軋螺紋，墊板54直徑100mm，厚120 mm,材質(zhì)為鋼材，錨固螺栓55直徑為55mm，在對柱進行剩余承載力試驗前，已對通過拉力筋對柱施加了 40 kN的使用荷載，并將柱51在人工環(huán)境模擬箱放置365天模擬結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)；
(2)將一個帶有中心通孔的V型第一加載支座561套在柱51底面的錨固螺栓55之外，在本具體實施例中，所述的帶有中心通孔的V型第一加載支座561與墊板接觸54的一端嵌有4塊磁鐵，磁鐵的強度足夠吸住帶孔加載支座561的自重，將所述的帶有中心通孔的V型第一加載支座561套在錨固螺栓55之外,所述的第一加載支座561便吸在墊板54上,調(diào)整所述第一加載支座561的位置,使所述第一加載支座V型尖端62在垂直方向準確對準擬加載位置511，在具體實施時，本例將柱51的加載位置即偏心距512畫在柱的表面，并在所述的第一加載支座的V型尖端62側(cè)面畫垂線，V型尖端62側(cè)面的垂線和柱的偏心距重合；
(3)將擬進行受壓試驗的柱放在定位輔助框上；
(4)升降垂直升降系統(tǒng)，使置于其上的柱51懸空高度大于刀絞支座567的高度，即大于所述的帶有中心通孔的V型第一加載支座561和帶凸頭的V型第二加載支座57疊加高度之和；
(5)將另一個帶有中心通孔的V型第一加載支座561套在柱51頂面的錨固螺栓55之夕卜，使刀鉸支座的V型尖端62在垂直方向準確對準擬加載位置511，在具體實施時，本例將柱51的加載位置511即偏心距512畫在柱的表面，并在所述的第一加載支座的V型尖端62側(cè)面畫垂線，V型尖端62側(cè)面的垂線和柱的偏心距512重合后，再將一個帶凸頭的V型第二加載支座57放入所述第一加載支座561的V型凹口，為防止帶凹口的V型第一加載支座561在定位操作時的滑動，同樣在所述的第一加載支座561與墊板54接觸的一端嵌有4塊磁鐵；
(6)移動加載定位框至試驗系統(tǒng)的施力位置處，本例采用反力架58和千斤頂59加載，即通過加載定位裝置將柱51移動到千斤頂59的下方，使千斤頂59的中心和加載支座57的中心對準；
(7)將另一帶凸頭的V型第二加載支座放到柱的下底面，使第二加載支座的V型凸頭尖端對準第一加載支座的V型凹口尖端；
(8)通過步驟(2)- (7)，此時，已完全實現(xiàn)了柱51的加載位置對準，降低升降系統(tǒng)使吸附于支撐在水平滑動支撐板13上的柱51的下底面的第一加載支座561與第二加載支座57接觸，柱的自重便由第一加載支座561和第二加載支座57形成的刀鉸支座567承擔，如此，便實現(xiàn)了對柱51加載的準確就位；
(9)緩慢推動千斤頂59,讓千斤頂59在反力架的作用下對兩端刀鉸支座施加荷載,柱51在兩端刀鉸支座567的作用下逐漸保持穩(wěn)定后，降低所述的垂直升降系統(tǒng)，使其與柱的下底面脫離；
(10)旋松固定水平滑動支撐板13的螺栓15，取掉一個水平滑動支撐板13，所述的定位輔助框便可從柱底部移出；
(11)推動千斤頂59，按照《混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標準GB50152—92》對柱51進行剩余承載力試驗。
[0045]上述實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于，包括定位輔助框、水平移動系統(tǒng)、垂直升降系統(tǒng)和固定系統(tǒng)，其中: 所述的定位輔助框為中空結(jié)構(gòu)，包括兩塊水平滑動支撐板，所述的定位輔助框能夠在水平和豎直方向任意移動，用于支撐受壓柱并保證在加載定位過程中受壓柱始終保持垂直穩(wěn)定; 所述的水平移動系統(tǒng)用于使受壓柱在水平方向任意移動； 所述的垂直升降系統(tǒng)用于使受壓柱在豎直方向任意移動并保持任意高度，所述的垂直升降系統(tǒng)包括:u型下底板(11)、U型上底板(12)、升降螺桿(31)、轉(zhuǎn)動手柄(32)、彈簧(33)、螺母(34)、導柱(35)、導套(36)和螺栓孔(37)，所述U型上底板(12)的U型底邊設有螺栓孔(37)，所述U型下底板(11)的四個角部設有四個垂直的導柱(35)，對應的所述U型上底板(12)的四個角部設有四個導套(36)，所述的彈簧(33)套入U型下底板上的導柱(35)，所述U型上底板(12)通過四個導套(36)穿入U型下底板(11)上的四個導柱(35)，所述升降螺桿(31)旋入U型上底板(12)上的螺栓孔，所述升降螺桿(31)的一端有轉(zhuǎn)動手柄(32)，所述升降螺桿(31)的另一端與U型下底板(11)轉(zhuǎn)動連接； 所述的固定系統(tǒng)用于使定位后的定位輔助框和其上的受壓柱保持靜止。
2.根據(jù)權利要求1所述的柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于，所述的彈簧(33)為成對布置，在遠離升降螺桿(31) —端的兩個導柱(35)上套設成對的彈簧(33)。
3.根據(jù)權利要求1所述的柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于，所述的彈簧(33)為成對布置，在四個導柱(35)上均套設彈簧(33)。
4.根據(jù)權利要求1所述的柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于，所述的螺栓孔(37)位置處設置與螺栓孔(37)內(nèi)徑螺紋相同的螺母(34)。
5.根據(jù)權利要求1所述的柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于:所述升降螺桿(31)的底部設有突出的圓形擋塊(38)，圓形擋塊(38)的直徑大于升降螺桿(31)的直徑，所述U型下底板(11)的U型底邊設有軸承(39)，軸承(39)的位置與螺栓孔(37)垂直對應，所述圓形擋塊(38)外套設有圓形中空擋套(40)，所述圓形中空擋套(40)與U型下底板(11)連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于:所述的導柱(35)與U型下底板(11)采用螺紋連接或焊接，所述的導套(36)與U型上底板(12)采用螺紋連接或焊接。
7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于:所述的定位輔助框包括U型上底板(12)、擱置在U型上底板(12)上的兩塊水平滑動支撐板(13)，所述U型上底板(12)的兩平行段設有矩形螺栓孔(14)，所述水平滑動支撐板(13)通過螺栓(15)與矩形螺栓孔(14)固定連接并可在U型上底板(12)上水平滑動固定，所述升降螺桿(31)旋入U型上底板(12)上的螺栓孔(14)。
8.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于:所述的水平移動系統(tǒng)包括U型下底板(11)和均勻分布在U型下底板(11)四個角部的滾輪(21)。
9.根據(jù)權利要求8所述的柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于:所述的滾輪(21)為萬向輪。
10.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的柱的螺旋式加載定位裝置，其特征在于:所述固定系統(tǒng)包括下底板(11)和均勻·分布在U型下底板(11)四個角部的調(diào)節(jié)螺栓(41)。
【文檔編號】G01N3/02GK103712858SQ201410004388
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月1日 優(yōu)先權日:2014年1月1日
【發(fā)明者】李強, 姜健, 杜向科, 方平安 申請人:浙江建設職業(yè)技術學院