CN110926977B - 具有水平滑动功能的竖向加载装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有水平滑动功能的竖向加载装置，包括：底座，所述底座上固定设置有滑轨，所述滑轨内设置有凹槽；滑块，所述滑块的肋板上设有圆形开孔，所述轴承轴穿过该开孔从而使得滑块支撑在轴承轴上；环圈，环圈内紧密贴合安装有千斤顶；沿环圈外表面向上延伸设有两个相对的挡块，所述挡块延伸部分的上端向环圈内侧方向伸出有弧形传导块；连接套，连接套包括焊接固定的上下两部分，上部为空心方框体，所述传导块内侧面形状与空心圆柱体的外侧面紧密贴合，使得环圈发生水平位移时，该水平位移能够通过传导块同步等值传递给连接套和压力传感器。

Description

具有水平滑动功能的竖向加载装置
技术领域
本发明涉及实验加载设备领域，具体是一种具有水平滑动功能的竖向加载装置。
背景技术
在大量的混凝土、桥梁、钢结构以及建筑的试验研究过程中需要大范围、长距离的位移，并且此位移需要在受力的情况下进行。近年来伴随着建筑模块化的进程类似的试验研究更加广泛，需求矛盾更加突出。
通常类似的试验在试验设计时首选为已经技术非常成熟并大量应用的“球铰支座”为试验方案，铰支座能够承受的竖向垂直加载力为40吨(400KN)，最大范围可达50MM。然而，由于中间为半圆球形设计在位移时会产生转角，直线度差，稳定性差。此外，因为“球铰支座”是定型产品与其他试验设备、设施无连接接口，扩展性差。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种可同步移动、安全稳固、扩展性好的具有水平滑动功能的竖向加载装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种具有水平滑动功能的竖向加载装置，包括：
底座，所述底座上固定设置有滑轨，所述滑轨内设置有凹槽，滚动轴承安置于该凹槽内并可以沿凹槽前后滚动，处于相对位置的滚动轴承之间通过轴承轴连接；
滑块，所述滑块的肋板上设有圆形开孔，所述轴承轴穿过该开孔从而使得滑块支撑在轴承轴上；
环圈，所述环圈固定设置在滑块的上顶面中心，环圈内紧密贴合安装有千斤顶；沿环圈外表面向上延伸设有两个相对的挡块，所述挡块位于环圈直径两端并焊接固定在环圈外表面上，所述挡块延伸部分的上端向环圈内侧方向伸出有弧形传导块；
连接套，连接套包括焊接固定的上下两部分，上部为空心方框体，空心方框体两端开有轴孔，顶辊通过辊轴可转动地固定在该轴孔内；连接套的下部为开口向下的空心圆柱体，空心圆柱体内安置有压力传感器，所述压力传感器下端支撑在千斤顶上，上端顶压在上端封口的空心圆柱体上顶面上；所述压力传感器无缝套设在空心圆柱体内并且所述压力传感器的上顶面顶压在空心圆柱体封口端的下表面；
所述传导块内侧面形状与空心圆柱体的外侧面紧密贴合，使得环圈发生水平位移时，该水平位移能够通过传导块同步等值传递给连接套和压力传感器。
进一步地，辊轴外套设有旋转轴承，顶辊套设在旋转轴承上。
进一步地，所述挡块的延伸部分的上端设有位置调整螺栓，传导块通过位置调整螺栓固定在挡块上，该位置调整螺栓可前后旋进，调整传导块与空心圆柱体的贴合度。
进一步地，每条滑轨两端均设置有止动销，止动销限定了滚动轴承在滑轨上的最大滚动距离。
进一步地，底座上设有固定孔，实验时，可通过固定孔将底座固定在试件上。
进一步地，所述滑块呈双肋T形，T形的双肋分别垂直焊接在翼板上。
进一步地，所述环圈上开有竖向开口，供所述千斤顶的液压***传导工作介质。
进一步地，滚动轴承有四个。
进一步地，在受力5-100吨的情况下，所述加载装置的最大范围达2000MM。
另一方面，本申请还保护一种如上所述的具有水平滑动功能的竖向加载装置在钢筋混凝桥墩立柱模型的拟动态试验中的应用。
与现有的技术相比，本发明具有以下有益效果：
本申请的具有水平滑动功能的竖向加载装置突破了大受力(载荷)工况下，大范围水平位移的技术难点，能够在受力5-100吨的情况下完成最大范围达2000MM的移动。并且保证低直线度误差和极小的阻尼和高稳定性。并且可以与液压千斤顶、压力传感器等试验设备、设施进行有效连接、安全稳固，并具有良好的扩展性。
附图说明
图1为本发明实施例的一种具有水平滑动功能的竖向加载装置的立体结构示意图；
图2为本发明实施例的一种具有水平滑动功能的竖向加载装置的主视图；
图3为本发明实施例的一种具有水平滑动功能的竖向加载装置的俯视图；
图4为本发明实施例的一种具有水平滑动功能的竖向加载装置用于钢筋混凝桥墩立柱模型的拟动态试验的主视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
本申请的一种具有水平滑动功能的竖向加载装置，如图1-3所示，包括：
底座1，底座1上固定设置有两条滑轨2，每条滑轨2内均设置有凹槽3，滚动轴承安置于该凹槽3内并可以沿着凹槽3前后滚动，优选地，滚动轴承可以有多个，例如四个。两条滑轨上处于相对位置的两个滚动轴承通过轴承轴连接。
滑块4，所述滑块呈双肋T形，T形的双肋分别垂直焊接在翼板上，滑块4的每一个肋板上均设有圆形开孔，前述轴承轴穿过该开孔从而使得滑块支撑在轴承轴上；
环圈5，所述环圈5固定设置在滑块4的上顶面中心，环圈5内紧密贴合安装有千斤顶6，该环圈5上开有竖向开口，供千斤顶6的液压***传导工作介质；环圈5***还设有相对的两个挡块7，所述挡块垂直于同一条环圈直径焊接固定在环圈外表面上并向上延伸出适当长度，挡块延伸部分的上端向环圈内侧方向伸出有弧形传导块8。
连接套9，连接套9包括焊接固定的上下两部分，上部为空心方框体，空心方框体两端开有轴孔，顶辊10通过辊轴可转动地固定在该轴孔内；连接套9的下部为一端开口的空心圆柱体，空心圆柱体开口朝下，压力传感器无缝套设在空心圆柱体内并且所述压力传感器的顶面顶压在空心圆柱体封口端的下表面；
压力传感器，该压力传感器下端支撑在千斤顶上，压力传感器上端顶压在连接套上；
所述传导块8内侧面形状与空心圆柱体的外侧面紧密贴合，使得环圈5发生水平位移时，该水平位移能够通过传导块8同步等值传递给连接套9和压力传感器。
辊轴外套设有旋转轴承，顶辊套设在旋转轴承上。挡块延伸部分的上端螺孔，传导块通过位置调整螺栓11固定在挡块上，该位置调整螺栓11可前后旋进，调整传导块8与空心圆柱体的贴合度。每条滑轨2两端均设置有止动销，止动销限定了滚动轴承在滑轨上的最大滚动距离。底座上设有固定孔12，实验时，可通过固定孔12将底座固定在试件上。
在本申请一个具体实施例中，如图4所示，本申请的具有水平滑动功能的竖向加载装置用于钢筋混凝桥墩立柱模型的拟动态试验，以观测在低周反复荷载作用下钢筋混凝桥墩立柱模型的破坏现象、破坏模式，及其发生塑性破坏区域的变形及破坏机理。
首先，将桥墩试件13用固定梁14及地脚螺栓/螺帽15固定于地面基础19上，作动器16通过专门的连接工装17与桥墩试件13连接。本申请的具有水平滑动功能的竖向加载装置通过试件预埋螺钉与桥墩试件13连接，本专利上部设有反力顶板18(连接部分已简化)。
其次，通过作动器16工作，产生推拉的力(F1)以及水平位移，此时本申请的具有水平滑动功能的竖向加载装置可通过滑块4(借助滚动轴承)在滑轨内的水平位移，从而就保证了垂直方向的力(F2)始终跟随试件同步水平位移，力的大小、方向保持不变。
本申请的具有水平滑动功能的竖向加载装置，采用新型的滑导式设计，能够在受力5-100吨的情况下完成最大范围达2000MM的移动。并且保证低直线度误差和极小的阻尼和高稳定性。并且可以与液压千斤顶、压力传感器等试验设备、设施进行有效连接、安全稳固，并具有良好的扩展性。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的内容基础上做出一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有水平滑动功能的竖向加载装置，其特征在于，包括：
底座(1)，所述底座(1)上固定设置有滑轨(2)，所述滑轨(2)内设置有凹槽(3)，滚动轴承安置于该凹槽(3)内并可以沿凹槽(3)前后滚动，处于相对位置的滚动轴承之间通过轴承轴连接；
滑块(4)，所述滑块(4)的肋板上设有圆形开孔，所述轴承轴穿过该开孔从而使得滑块支撑在轴承轴上；
环圈(5)，所述环圈(5)固定设置在滑块(4)的上顶面中心，环圈(5)内紧密贴合安装有千斤顶(6)；沿环圈(5)外表面向上延伸设有两个相对的挡块(7)，所述挡块(7)位于环圈直径两端并焊接固定在环圈外表面上，所述挡块(7)延伸部分的上端向环圈内侧方向伸出有弧形传导块(8)；
连接套(9)，连接套(9)包括焊接固定的上下两部分，上部为空心方框体，空心方框体两端开有轴孔，顶辊(10)通过辊轴可转动地固定在该轴孔内；连接套(9)的下部为开口向下的空心圆柱体，空心圆柱体内安置有压力传感器，所述压力传感器下端支撑在千斤顶上，上端顶压在上端封口的空心圆柱体上顶面上；所述压力传感器无缝套设在空心圆柱体内并且所述压力传感器的上顶面顶压在空心圆柱体封口端的下表面；
所述传导块(8)内侧面形状与空心圆柱体的外侧面紧密贴合，使得环圈(5)发生水平位移时，该水平位移能够通过传导块(8)同步等值传递给连接套(9)和压力传感器。
2.如权利要求1所述的具有水平滑动功能的竖向加载装置，其特征在于，辊轴外套设有旋转轴承，顶辊(10)套设在旋转轴承上。
3.如权利要求1或2所述的具有水平滑动功能的竖向加载装置，其特征在于，所述挡块(7)的延伸部分的上端设有位置调整螺栓，传导块(8)通过位置调整螺栓固定在挡块(7)上，该位置调整螺栓可前后旋进，调整传导块(8)与空心圆柱体的贴合度。
4.如权利要求1或2所述的具有水平滑动功能的竖向加载装置，其特征在于，每条滑轨两端均设置有止动销，止动销限定了滚动轴承在滑轨(2)上的最大滚动距离。
5.如权利要求1或2所述的具有水平滑动功能的竖向加载装置，其特征在于，底座上设有固定孔(12)，实验时，可通过固定孔将底座固定在试件上。
6.如权利要求1或2所述的具有水平滑动功能的竖向加载装置，其特征在于，所述滑块(4)呈双肋T形，T形的双肋分别垂直焊接在翼板上。
7.如权利要求1或2所述的具有水平滑动功能的竖向加载装置，其特征在于，所述环圈(5)上开有竖向开口，供所述千斤顶(6)的液压***传导工作介质。
8.如权利要求1或2所述的具有水平滑动功能的竖向加载装置，其特征在于，滚动轴承有四个。
9.如权利要求1或2所述的具有水平滑动功能的竖向加载装置，其特征在于，在受力5-100吨的情况下，所述加载装置的最大范围达2000MM。
10.如权利要求1-9之一所述的具有水平滑动功能的竖向加载装置在钢筋混凝桥墩立柱模型的拟动态试验中的应用。
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