一种拉杆式平面反力装置

1.一种拉杆式平面反力装置，包括左立柱、右立柱以及设置在左立柱与右立柱之间的连接梁，其特征在于：所述左立柱包括沿前后方向布设的第一左立柱和第二左立柱，所述右立柱包括沿前后方向布设的第一右立柱和第二右立柱，第一左立柱对应第一右立柱设置，第二左立柱对应第二右立柱设置，所述连接梁包括第一槽型横梁、第二槽型横梁以及连接第一槽型横梁与第二槽型横梁的箱型纵梁，第一槽型横梁设置在第一左立柱与第二左立柱之间，第二槽型横梁设置在第一右立柱与第二右立柱之间，箱型纵梁的一端通过第一高强拉杆和第一锚固梁连接在第一槽型横梁上，箱型纵梁的另一端通过第二高强拉杆和第二锚固梁连接在第二槽型横梁上，第一高强拉杆贯穿第一锚固梁、第一槽型横梁和箱型纵梁，第一高强拉杆的上端设有配套的第一上螺母，第一高强拉杆的下端设有配套的第一下螺母，第二高强拉杆贯穿第二锚固梁、第二槽型横梁和箱型纵梁，第二高强拉杆的上端设有配套使用的第二上螺母，第二高强拉杆的下端设有配套使用的第二下螺母，所述第一槽型横梁包括第一槽型梁和第二槽型梁，所述第一左立柱和第二左立柱夹设在第一槽型梁与第二槽型梁之间，所述第二槽型横梁包括第三槽型梁和第四槽型梁，所述第一右立柱和第二右立柱夹设在第三槽型梁与第四槽型梁之间，所述第一高强拉杆和所述第二高强拉杆均为两根，所述箱型纵梁内设有多个沿所述箱型纵梁长度方向布设的加强板。
2.如权利要求1所述的拉杆式平面反力装置，其特征在于：所述第一槽型横梁和所述第二槽型横梁均连接在所述箱型纵梁的上端面。
3.如权利要求1所述的拉杆式平面反力装置，其特征在于：所述第一槽型横梁和所述第二槽型横梁均连接在所述箱型纵梁的下端面。
4.如权利要求1所述的拉杆式平面反力装置，其特征在于：所述左立柱上设有纵向布设的多个第一螺孔，所述第一槽型横梁上对应开设有第一锁定孔，所述第一槽型横梁通过高强螺栓锁固在所述左立柱上，所述右立柱上设有纵向布设在的多个第二螺孔，所述第二槽型横梁上对应开设有第二锁定孔，所述第二槽型横梁通过高强螺栓锁固在所述右立柱上。
5.如权利要求1所述的拉杆式平面反力装置，其特征在于：还包括设置在所述箱型纵梁上的吊装螺栓以及设置在所述箱型纵梁的下端面的设备转换装置。

一种拉杆式平面反力装置\n技术领域\n[0001] 本发明属于结构试验装置领域，具体涉及一种拉杆式平面反力装置。\n背景技术\n[0002] 荷载反力装置与台座是满足土木工程结构试验荷载设计、实现荷载图式、结构受力和边界条件要求以及保证试验加载正常进行的关键条件之一。反力架则是土木工程结构试验中最常用的一种荷载反力装置，是开展实验教学试验和各种科研试验均离不开的荷载支承装置。现有反力架支承装置仍存在以下问题：(1)结构复杂，功能单一，多数仅能提供单向反力，不能提供拉压双向反力；(2)适用范围小，多数只能满足单点加载要求，无法开展多点加载试验；(3)安装、拆卸、调节性能差，影响反力架使用效率低。因此，提出一套新型改进的反力架支承装置，是开展土木工程结构试验的重要技术问题。\n[0003] 鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于提供一种结构简单、适用范围广、安装调节方便的拉压双作用平面反力装置。\n[0005] 为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：\n[0006] 一种拉杆式平面反力装置，包括左立柱、右立柱以及设置在左立柱与右立柱之间的连接梁，所述左立柱包括沿前后方向布设的第一左立柱和第二左立柱，所述右立柱包括沿前后方向布设的第一右立柱和第二右立柱，第一左立柱对应第一右立柱设置，第二左立柱对应第二右立柱设置，所述连接梁包括第一槽型横梁、第二槽型横梁以及连接第一槽型横梁与第二槽型横梁的箱型纵梁，第一槽型横梁设置在第一左立柱与第二左立柱之间，第二槽型横梁设置在第一右立柱与第二右立柱之间，箱型纵梁的一端通过第一高强拉杆、第一锚固梁连接在第一槽型横梁上，箱型纵梁的另一端通过第二高强拉杆、第二锚固梁连接在第二槽型横梁上，第一高强拉杆贯穿 第一锚固梁、第一槽型横梁和箱型纵梁，第一高强拉杆的上端设有配套的第一上螺母，第一高强拉杆的下端设有配套的第一下螺母，第二高强拉杆贯穿第二锚固梁、第二槽型横梁和箱型纵梁，第二高强拉杆的上端设有配套使用的第二上螺母，第二高强拉杆的下端设有配套使用的第二下螺母。\n[0007] 在上述方案中，所述第一槽型横梁包括第一槽型梁和第二槽型梁，所述第一左立柱和第二左立柱夹设在第一槽型梁与第二槽型梁之间，所述第二槽型横梁包括第三槽型梁和第四槽型梁，所述第一右立柱和第二右立柱夹设在第三槽型梁与第四槽型梁之间。\n[0008] 作为一种实施方式，所述第一槽型横梁和所述第二槽型横梁均连接在所述箱型纵梁的上端面。\n[0009] 作为另一种实施方式，所述第一槽型横梁和所述第二槽型横梁均连接在所述箱型纵梁的下端面。\n[0010] 作为一种优选，所述左立柱上设有纵向布设的多个第一螺孔，所述第一槽型横梁上对应开设有第一锁定孔，所述第一槽型横梁通过高强螺栓锁固在所述左立柱上，所述右立柱上设有纵向布设在的多个第二螺孔，所述第二槽型横梁上对应开设有第二锁定孔，所述第二槽型横梁通过高强螺栓锁固在所述右立柱上。\n[0011] 在上述方案中，所述第一高强拉杆和所述第二高强拉杆均为两根。\n[0012] 在上述方案中，所述箱型纵梁内设有多个沿所述箱型纵梁长度方向布设的加强板。\n[0013] 还包括设置在所述箱型纵梁上的吊装螺栓以及设置在所述箱型纵梁的下端面的设备转换装置。\n[0014] 本发明的拉杆式平面反力装置具有如下优点：\n[0015] (1)、该装置通过巧妙设置高强拉杆可实现拉压双向疲劳加载试验。传统反力架难以实现被测构件拉压双向疲劳试验，本发明巧妙利用第一高强拉杆和第二高强拉杆实现了竖向拉压双向疲劳加载试验需求。传统的反力架一般包括上横梁、下横梁以及反力梁，反力梁与上下横梁之间采用弱 连接(反力梁与上下横梁之间不存在预紧力)，在往复荷载作用下，反力梁在水平和竖向方向均会产生明显的刚体位移，不能满足试验要求。拉杆式平面反力装置中箱型纵梁与第一槽型横梁以及第二槽型横梁之间的连接为强连接，这是因为在箱型纵梁和第一锚固梁、第二锚固梁之间设置了经过预紧的第一高强拉杆和第二高强拉杆，箱型纵梁置于第一槽型横梁和第二槽型横梁的上方时，箱型纵梁与第一槽型横梁以及第二槽型横梁之间的压力为第一高强拉杆和第二高强拉杆的设计预紧力和箱型纵梁及连接液压设备的自重之和(通常箱型纵梁连接液压设备以实现竖向加载)；箱型纵梁置于第一槽型横梁和第二槽型横梁的下方时，箱型纵梁及连接液压设备的自重由第一高强拉杆和第二高强拉杆承担，箱型纵梁与第一槽型横梁以及第二槽型横梁之间的压力为第一高强拉杆和第二高强拉杆的设计预紧力和箱型纵梁及连接液压设备的自重之差，但第一高强拉杆和第二高强拉杆的设计预紧力往往远大于箱型纵梁及连接液压设备的自重，因此，在允许实验荷载范围内，该装置可完美实现拉压双作用疲劳试验。这也是本装置区别于其他传统反力架的核心所在。\n[0016] (2)在本发明中，箱型纵梁可以设置在第一槽型横梁和第二槽型横梁的上方，也可以设置在第一槽型横梁和第二槽型横梁的下方，在第一槽型横梁和第二槽型横梁位置固定时，通过第一高强拉杆和第二高强拉杆的拆卸和安装即可完成箱型纵梁上下位置的切换，实现快速调节纵梁高度的目标，增强了本发明的试验能力和应用范围，也是传统反力装置所不具备的特殊功能。\n[0017] (3)该装置安装、拆卸、调节灵活方便。在传统反力架中，反力梁与立柱采用上下双横梁方式固定，而且横梁常采用与柱腹板连接方式，这样反力梁高度调节时需要拆除所有横梁螺栓、而且横梁只能沿立柱高度方向移动、调节比较困难。采用本发明的结构调节箱型纵梁高度，则主要通过卸下和安装第一高强拉杆、第二高强拉杆以及移动就位第一槽型横梁和第二槽型横梁即可完成，拆装非常方便，能够有效提高反力装置的使用效率和试验能力；\n[0018] (4)、该装置整体结构简单、制造方便，功能丰富。该装置整体结构传力路线明确、加工制作方便、造价低具有推广示范作用。该装置在设备 转换装置上连接液压加载设备后，可满足土木工程梁、板、柱、墙体等多种结构构件的单向加载和拉压双向加载试验要求。\n另外，配套水平加载装置，该装置还可满足开展节点、框架等各种大型结构构件抗震性能试验要求、试验功能非常丰富；\n[0019] (5)本发明采用高强度、高刚度的箱型纵梁的大梁式结构形式，结构形式更为合理，能够增加整个反力装置的稳定性；\n[0020] (6)考虑本发明左立柱和右立柱与箱型纵梁的拓展连接性能，该装置具备充裕的升级改造空间及良好的可扩展性能。\n附图说明\n[0021] 图1为本发明的主视图；\n[0022] 图2为图1中A处的放大图；\n[0023] 图3为本发明的左视图；\n[0024] 图4为本发明的右视图；\n[0025] 图5为本发明中第一槽型梁的结构示意图；\n[0026] 图6为本发明中第二槽型梁的结构示意图；\n[0027] 图7为本发明中第三槽型梁的结构示意图；\n[0028] 图8为本发明中第四槽型梁的结构示意图；\n[0029] 图中：\n[0030] 11-第一左立柱        12-第二左立柱\n[0031] 13-第一螺孔          21-第二右立柱\n[0032] 22-第二右立柱        23-第二螺孔\n[0033] 30-第一高强拉杆      31-第一上螺母\n[0034] 32-第一下螺母        40-第二高强拉杆\n[0035] 41-第二上螺母        42-第二下螺母\n[0036] 51-第一槽型横梁      52-第二槽型横梁\n[0037] 60-箱型纵梁          61-加强板\n[0038] 70-设备转换装置      81-第一锚固梁\n[0039] 82-第二锚固梁        90-吊装螺栓\n[0040] 101-腹板             102-翼板\n[0041] 103-加劲肋           201-第二槽型梁的腹板\n[0042] 301-第三槽型梁的腹板 401-第四槽型梁的腹板\n具体实施方式\n[0043] 为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。\n[0044] 参照图1至图4，一种拉杆式平面反力装置，包括左立柱、右立柱以及设置在左立柱与右立柱之间的连接梁。在本发明中，所述左立柱包括第一左立柱11和第二左立柱12，第一左立柱11和第二左立柱12一前一后平行矗立在试验台座(图中未示出)上，所述右立柱包括第一右立柱21和第二右立柱22，第一右立柱21和第二右立柱22一前一后平行矗立在试验台座上，第一左立柱11对应第一右立柱21设置，第二左立柱12对应第二右立柱22设置，且第一左立柱11与第二左立柱12的间距和第一右立柱21与第二右立柱22的间距相等，第一左立柱\n11与第一右立柱21之间的间距和第二左立柱12与第二右立柱22之间的间距相同。\n[0045] 本发明中所述连接梁包括第一槽型横梁51、第二槽型横梁52以及连接第一槽型横梁51与第二槽型横梁52的箱型纵梁60，第一槽型横梁51设置在第一左立柱11与第二左立柱\n12之间，在实施例中第一槽型横梁51的两端分别通过高强螺栓固定在第一左立柱11与第二左立柱12上。在第二槽型横梁52设置在第一右立柱21与第二右立柱22之间，在实施例中，第二槽型横梁52的两端分别通过高强螺栓固定在第一右立柱21与第二右立柱22。箱型纵梁60的一端通过第一锚固梁81、第一高强拉杆30连接在第一槽型横梁51上，箱型纵梁60的另一端通过第二锚固梁82、第二高强拉杆40连接在第二槽型横梁52上。具体是将第一高强拉杆\n30纵向贯穿第一锚固梁81、第一槽型横梁51和箱型纵梁60，第一高强拉杆30的上端设有与第一高强拉杆30配套的第一上螺母31，第一高强拉杆30的下端设有与第 一高强拉杆30配套的第一下螺母32，第一高强拉杆30的两端与第一上螺母31和第一下螺母32相应设有螺纹，第一槽型横梁51和箱型纵梁60则设置在第一上螺母31与第一下螺母32之间，通过第一上螺母31与第一下螺母32的限位作用将箱型纵梁60的一端施压连接在第一槽型横梁51上。\n第二高强拉杆40贯穿第二锚固梁82、第二槽型横梁52和箱型纵梁60，第二高强拉杆40的上端设有与第二高强拉杆40配套使用的第二上螺母41，第二高强拉杆40的下端设有与第二高强拉杆40配套使用的第二下螺母42，通过第二上螺母41与第二下螺母42的限位作用将箱型纵梁60的另一端施压连接在第二槽型横梁52上。在实施例中，第一高强拉杆30和第二高强拉杆40的数量均为两根，如此通过四根高强拉杆实现箱型纵梁60的可靠连接。\n[0046] 在上述方案中，所述第一槽型横梁51包括第一槽型梁和第二槽型梁，所述第一左立柱11和第二左立柱12夹设在第一槽型梁与第二槽型梁之间，所述第二槽型横梁52包括第三槽型梁和第四槽型梁，所述第一右立柱21和第二右立柱22夹设在第三槽型梁与第四槽型梁之间。第一槽型梁、第二槽型梁、第三槽型梁以及第四槽型梁的结构均相同，在现有技术中已有介绍，以第一槽型梁为例，其结构如图5所示，主要包括腹板101、连接在腹板101上的两块翼板102以及设置在两块翼板102之间的加劲肋103。每个槽型梁的腹板101对应连接在所述第一左立柱11、第二左立柱12、所述第一右立柱21和第二右立柱22上，翼板则对应与第一锚固梁81和第二锚固梁82连接。\n[0047] 在本发明中，还包括设置在所述箱型纵梁60上的吊装螺栓90以及设置在所述箱型纵梁60的下端面的设备转换装置70。箱型纵梁60上预留吊装孔，吊装孔中安装吊装螺栓90，将吊装设备(图中未示出)连接在吊装螺栓90中，通过驱动吊装设备可方便实现箱型纵梁60的移动和安装调整。同时箱型纵梁60上开设有设备连接孔用以安装设备转换装置70，设备转换 装置70通常连接液压加载设备(图中未示出)，该液压加载设备用以对被测构件(图中未示出)施加竖向载荷，液压加载设备通常采用电液伺服作动器等常规设备，其在现有技术中已有介绍，这里不再进行详述。箱型纵梁60的纵截面呈矩形状，为了增强箱型纵梁60的强度，在箱型纵梁内设有多个加强板61。\n[0048] 在本发明中，所述第一槽型横梁51和所述第二槽型横梁52可以均连接在所述箱型纵梁60的下端面或者均连接在所述箱型纵梁60的上端面，从而实现不移动第一槽型横梁51和第二槽型横梁52的条件下达到调整箱型纵梁60高度的目的。在具体实施例中，第一槽型横梁51和所述第二槽型横梁52均在所述箱型纵梁60的下端面，此时，第一上螺母31则设置在第一锚固梁81的上端面上，第二上螺母41则设置在第二锚固梁82的上端面。\n[0049] 为实现箱型纵梁60的高度调节以适应不同被测构件，在实施例中，所述左立柱上设有纵向布设的多个第一螺孔13，所述第一槽型横梁51上对应开设有第一锁定孔，第一槽型梁的腹板101和第二槽型梁的腹板201分别通过高强螺栓锁固在第一左立柱11和第二左立柱12上对应的第一螺孔13上，所述右立柱上设有纵向布设在的多个第二螺孔23，所述第二槽型横梁52上对应开设有第二锁定孔，第三槽型梁的腹板301和第四槽型梁的腹板401分别通过高强螺栓锁固在第一右立柱21和第二右立柱22上对应的第二螺孔23上。试验时根据被测构件的高度，将第一槽型横梁51固定于某一高度上的第一螺孔13中，将第二槽型横梁\n52固定在同一高度的第二螺孔23中，从而实现箱型纵梁60的高度灵活调整。\n[0050] 本发明的拉杆式反力装置采用如下方式进行安装：\n[0051] (1)、将第一左立柱11、第二左立柱12、第一右立柱21以及第二右立柱22固定在试验台座(图中未示出)上，第一左立柱11与第二左立柱12之间的间距与第一横型横梁51以及第二横型横梁52的跨度相同，第一 右立柱21与第二右立柱22之间的间距和第一左立柱11与第二左立柱12之间的间距相同，左立柱与右立柱之间的间距与箱型纵梁60的跨度相同；\n[0052] (2)、将第一槽型横梁51的两端分别通过高强螺栓固定在第一左立柱11和第二左立柱12上；将第二槽型横梁52的两端分别通过高强螺栓固定在第一右立柱21和第二右立柱\n22上，可以根据被测构件高度情况，选择第一槽型横梁51和第二槽型横梁52的固定高度；\n[0053] (3)、将第一锚固梁81通过螺栓固定在第一槽型横梁51上，将第二锚固梁82通过螺栓固定在第二槽型横梁52上\n[0054] (4)、通过吊装设备将箱型纵梁60吊起，并将箱型纵梁60的两端分别通过第一高强拉杆30和第二高强拉杆40对应连接至第一锚固梁81和第二锚固梁82上；\n[0055] (5)、将设备转换装置70安装在箱型纵梁60的底部。\n[0056] 本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。