專利名稱：：受壓承載力試驗加載裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種實現輸電鐵塔角鋼構件受壓承載力試驗的加載裝置，尤其是能實現輸電鐵塔角鋼構件的受壓試驗加載，屬于輸電線路鐵塔設計及研究領域。
背景技術：
：目前，輸電鐵塔大都采用角鋼進行設計，輸電鐵塔受壓構件承載力試驗的加載裝置基本上都是由加載器、試驗承力架、約束裝置三部分組成。用約束裝置模擬試驗構件的實際約束條件，通過加載裝置來實現構件在特定約束條件下的受力變形情況。一般加載裝置適用于閉口截面(圓形、矩形等)構件，不易實現開口截面(角鋼等)構件的受壓承載力加載。另外，一般加載裝置往往只能實現構件的軸心受壓情況的加載，而對于實現構件兩端偏心受壓和一端偏心一端軸心受壓情況的加載卻難以實現。圖l是目前常用的構件受壓加載裝置(加載器和試驗承力架部分與本發明相同)，該裝置的約束端由上刀口端、刀口凹槽和下刀口端組成，下刀口端的中心與構件截面形心重合。該裝置可實現構件軸心受壓加載，但下刀口端的中心所在位置固定，無法實現構件的偏心受壓加載。
發明內容為了解決現有構件受壓試驗加載裝置不能實現各種截面角鋼受壓和模擬多種端部約束的問題，實現加載裝置結構簡單，傳力清晰，施加荷載準確，構件安裝拆卸方便的目的。本發明實現以上技術要求所采用的技術方案是設計了一套約束裝置，一方面是解決與各種截面角鋼的約束問題，主要通過約束裝置兩端的夾具來實現，其中壓塊為活動件，其形狀可以根據構件的截面形狀確定。本發明提供了由加載器、試驗承力架、約束裝置三部分組成；加載器包括反力架4、液壓機5、力傳感器6;其特征在于所述的約束裝置，分為上下對稱兩個部分，頂部約束裝置由頂部球頭7、頂部球頭凹槽9、頂部底座15、頂部絲桿16、頂部絲桿母17、頂部壓塊18和頂部夾具8組成；頂部球頭7與力傳感器6相連；從上至下依次為頂部球頭7置于頂部球頭凹槽9中，頂部球頭凹槽9固定連接頂部底座15，頂部底座15的同一水平面上放置頂部絲桿16、頂部絲桿母17、頂部壓塊18和頂部夾具8，頂部絲桿母17連接頂部絲桿16，頂部絲桿16頂住頂部壓塊18，頂部壓塊18和頂部夾具8之間留有用于夾住構件10的縫隙；下部約束裝置，由底部球頭座13、底部球頭凹槽11、底部底座22、底部絲桿19、底部絲桿母20、底部壓塊21和底部夾具12組成；從上至下依次為底部絲桿19、底部絲桿母20、底部壓塊21和底部夾具12均置于底部底座22上，底部絲桿母20連接底部絲桿19，底部絲桿19頂住底部壓塊21，底部壓塊21和底部夾具12之間留有用于夾住構件10的縫隙；底部球頭凹槽11固定連接在底部底座22下方，底部球頭座13的底部球頭23置于底部球頭凹槽11中，底部球頭座13連接底部支撐14。將角鋼構件10的兩端分別置于兩端約束裝置的夾具與壓塊之間的縫隙處，頂部壓塊18以及底部壓塊21為可活動件，并且通過放置不同形狀的壓塊，用以實現與各種截面角鋼的約束。另一方面是解決角鋼加載點的確定及連接問題，通過調整約束裝置端部球頭凹槽的位置來實現，實施時可以根據加載點位置設置多個頂部球頭凹槽以及底部球頭凹槽，也可以移動焊接凹槽的位置，直接移動凹槽位置的方法簡單易行。本發明提供一種實現模擬多種桿端約束構件受壓的試驗加載裝置，該裝置不僅能實現構件的軸心受壓加載，還能夠實現構件的兩端偏心受壓加載及一端偏心一端軸心受壓加載。本發明的有益效果是一)解決與各種截面角鋼的約束問題，通過約束裝置兩端的夾具來實現。約束裝置兩端的球頭與凹槽構成球鉸，可以準確模擬構件兩端的鉸接約束。二)不但可以實現角鋼構件軸心受壓情況的加載，還可以實現角鋼構件兩端偏心受壓和一端偏心一端軸心受壓情況的模擬加載，結構簡單，傳力清晰，施加荷載準確，構件安裝拆卸方便。圖1是刀口鉸加載裝置，其中圖1A為上刀口端的放大圖；圖1B為刀口凹槽的放大圖；圖1C為下刀口端的放大圖；圖1D為刀口鉸加載裝置的整體圖。1、上刀口端；2、刀口凹槽；3、下刀口端圖2是本發明的一個實施例圖圖3是頂部約束裝置的構造圖圖4是底部約束裝置的構造圖圖5是底部球頭構造圖4、反力架；5、液壓機；6、力傳感器；7、頂部球頭；8、頂部夾具；9、頂部球頭凹槽；10、構件；11、底部球頭凹槽；12、底部夾具；13、底部球頭座；14、底部支撐；15、頂部底座；16、頂部絲桿；17、頂部絲桿母；18、頂部壓塊；19、底部絲桿；20、底部絲桿母；21、底部壓塊；22、底部底座；23、底部球頭具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。在圖2中，實施例為模擬角鋼構件受壓加載的情況。圖2所示的液壓機、傳感器、球頭、球頭座處于同一鉛直線上，圖5為底部球頭座的構造圖。將角鋼構件的兩端分別安裝到圖3和圖4所示的頂部夾具和底部夾具上。具體結合標號的描述在
發明內容中已經有詳細描述，此處不再贅述。安裝時，通過旋轉頂部絲桿和底部絲桿分別使頂部壓塊和底部壓塊將角鋼兩端壓緊并固定。角鋼構件的軸心受壓和偏心受壓通過調整頂部球頭凹槽和底部球頭凹槽的位置來實現。將底部球頭凹4槽與角鋼的截面形心重合并固定于底部夾具底座上，底座上的球頭座置于底部凹槽中，底部球頭凹槽與底部球頭座構成一個球鉸。同樣，頂部球頭凹槽與角鋼的截面形心重合并將頂部球頭置于頂部凹槽中，頂部球頭與頂部球頭凹槽也構成一個球鉸，頂部球頭通過傳感器與液壓機相連。將構件兩端分別安放到頂部夾具和底部夾具上，通過液壓機加載，保證了構件端部只承受軸向壓力，實現了構件的軸心受壓。角鋼構件兩端偏心受壓和一端偏心一端軸心受壓的加載裝置，其組成部分與軸心受壓情況相同，不同只是在于根據加載點位置設置多個頂部球頭凹槽以及底部球頭凹槽。也可以移動焊接凹槽的位置，直接移動凹槽位置的方法簡單易行。在構件的偏心加載端，將球頭凹槽與角鋼的截面偏心位置重合并固定于夾具底座上，而后將球頭置于球頭凹槽中；軸心加載端的連接方式與兩端軸心受壓加載情況相同。其中球頭座與底部支撐螺栓連接，頂部球頭凹槽和底部球頭凹槽分別焊接在頂部底座和底部底座上，球形頭安放在球頭凹槽中。采用本發明進行角鋼構件受壓承載力試驗的試驗結果以及與理論分析值的對比情況見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>對比結果表明，試驗承載力與理論計算值接近，采用本發明進行角鋼構件進行不同約束條件下受壓承載力試驗可以滿足使用要求。權利要求受壓承載力試驗加載裝置，由加載器、試驗承力架、約束裝置三部分組成；加載器包括反力架(4)、液壓機(5)、力傳感器(6)；其特征在于所述的約束裝置，分為上下對稱兩個部分，頂部約束裝置由頂部球頭(7)、頂部球頭凹槽(9)、頂部底座(15)、頂部絲桿(16)、頂部絲桿母(17)、頂部壓塊(18)和頂部夾具(8)組成；頂部球頭(7)與力傳感器(6)相連；從上至下依次為頂部球頭(7)置于頂部球頭凹槽(9)中，頂部球頭凹槽(9)固定連接頂部底座(15)，頂部底座(15)的同一水平面上放置頂部絲桿(16)、頂部絲桿母(17)、頂部壓塊(18)和頂部夾具(8)，頂部絲桿母(17)連接頂部絲桿(16)，頂部絲桿(16)頂住頂部壓塊(18)，頂部壓塊(18)和頂部夾具(8)之間留有用于夾住構件(10)的縫隙；下部約束裝置，由底部球頭座(13)、底部球頭凹槽(11)、底部底座(22)、底部絲桿(19)、底部絲桿母(20)、底部壓塊(21)和底部夾具(12)組成；從上至下依次為底部絲桿(19)、底部絲桿母(20)、底部壓塊(21)和底部夾具(12)均置于底部底座(22)上，底部絲桿母(20)連接底部絲桿(19)，底部絲桿(19)頂住底部壓塊(21)，底部壓塊(21)和底部夾具(12)之間留有用于夾住構件(10)的縫隙；底部球頭凹槽(11)固定連接在底部底座(22)下方，底部球頭座(13)的底部球頭(23)置于底部球頭凹槽(11)中；底部球頭座(13)連接底部支撐(14)；頂部壓塊(18)以及底部壓塊(21)為可活動件。2.根據權利要求1所述的加載裝置，其特征在于設置至少一個頂部球頭凹槽以及至少一個底部球頭凹槽。全文摘要受壓承載力試驗加載裝置屬于輸電領域。由加載器、試驗承力架、約束裝置組成；加載器包括反力架(4)、液壓機(5)、力傳感器(6)，特征在于所述的約束裝置，分為上下對稱兩個部分，頂部約束裝置由頂部球頭(7)、頂部球頭凹槽(9)、頂部底座(15)、頂部絲桿(16)、頂部絲桿母(17)、頂部壓塊(18)和頂部夾具(8)組成；頂部球頭(7)與力傳感器(6)相連；下部約束裝置，由底部球頭座(13)、底部球頭凹槽(11)、底部底座(22)、底部絲桿(19)、底部絲桿母(20)、底部壓塊(21)和底部夾具(12)組成。本發明通過約束裝置兩端的夾具解決了各種截面角鋼的約束問題。文檔編號G01L1/00GK101738273SQ20081022673公開日2010年6月16日申請日期2008年11月21日優先權日2008年11月21日發明者劉甜甜,孫詩兵,張繼光,湯清瓊,田英良申請人:北京工業大學