專利名稱：一種支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置及支撐軸力校核方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于測(cè)繪領(lǐng)域，具體是一種支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置及支撐軸力校核方法。
背景技術(shù)：
基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)一般由樁、支撐組成，支撐所受軸力大小是了解監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)物安全性的最重要的依據(jù)。支撐一般有鋼筋砼支撐、鋼管支撐。鋼筋砼支撐軸力測(cè)試傳感器采用鋼筋應(yīng)力計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)等；鋼管支撐軸力測(cè)試采用表面應(yīng)變計(jì)、軸力計(jì)等。目前實(shí)際工程中，測(cè)試的軸力一般是設(shè)計(jì)值的2-3倍，有時(shí)甚至更大，使測(cè)試數(shù)據(jù)失去了實(shí)際的意義。影響支撐軸力測(cè)試結(jié)果的因素較多，如傳感器的靈敏度、混凝土的收縮和徐變、周邊環(huán)境溫度變化以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)、立柱之間的變形差異導(dǎo)致支撐受力類型的改變等。在實(shí)際工程中，根據(jù)目前的測(cè)試手段和計(jì)算理論，無法得到支撐所受力的真實(shí)值，無法進(jìn)行相關(guān)分析，故僅通過分析現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)、理論計(jì)算等方法，不能確定各個(gè)因素的影響程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置及支撐軸力校核方法，可以通過加載系統(tǒng)人為設(shè)定加載值，在對(duì)支撐加載時(shí)進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)采集，對(duì)影響支撐軸力的因素進(jìn)行分析，同時(shí)可以利用該裝置比對(duì)不同類型儀器的性倉(cāng)泛。本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成
一種支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)裝置由軸力計(jì)、支撐軸模型、力口載裝置、反力板、傳感器組成，所述支撐軸模型的一端固定連接所述軸力計(jì)，另一端固定連接所述加載裝置，所述軸力計(jì)與所述加載裝置的兩端外側(cè)分別各固定設(shè)置有一反力板，且兩反力板之間通過鋼筋連接成一體，所述傳感器固定設(shè)置于所述鋼筋上。所述加載裝置為橫向加載裝置、豎向加載裝置中的一種或兩者的組合，所述橫向加載裝置與所述支撐軸模型的一側(cè)面固定連接，所述豎向加載裝置與所述支撐軸模型的頂面固定連接。所述傳感器通過柔性材料綁扎于所述鋼筋之上或直接固定于所述兩塊反力板之間。所述傳感器可焊接固定于鋼筋上，即采取傳感器置換鋼筋的方式設(shè)置傳感器，具體為將支撐鋼筋中截出與傳感器等長(zhǎng)的一段，采用焊接的方法將傳感器固定在鋼筋截?cái)嗵?。所述支撐軸模型為足尺鋼管支撐模型、足尺混凝土支撐模型中的一種或兩者的組
口 O
一種上述支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置的支撐軸力校核方法，其特征在于所述方法至少包括以下步驟
(a)將所述足尺鋼管支撐模型、所述足尺混凝土支撐模型固定連接以組合為支撐軸模型，所述足尺鋼管支撐模型外側(cè)端面固定連接所述軸力計(jì)，所述足尺混凝土支撐模型外側(cè)端面固定連接所述加載裝置；將不同鋼筋計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)設(shè)置在所述鋼筋上，并隨同所述足尺混凝土支撐模型一起澆筑，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述足尺混凝土支撐模型的軸力測(cè)試中不同的傳感器分析；在所述足尺鋼管支撐模型表面設(shè)置表面應(yīng)變計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼支撐軸力的傳感器進(jìn)行分析；
(b)通過所述加載裝置對(duì)所述支撐軸模型進(jìn)行加載過程，將測(cè)試到的數(shù)據(jù)與人為設(shè)定的加載值進(jìn)行對(duì)比，并以此對(duì)影響支撐軸力的因素進(jìn)行分析與校核。步驟(b)中的所述加載過程包括橫向加載、豎向加載，所述橫向加載以模擬支撐軸模型兩側(cè)橫向的作用力，所述豎向加載以模擬差異沉降對(duì)支撐軸模型上方的作用力。步驟(b)中的所述加載過程至少包括分級(jí)加載、維持荷載。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過多次加載實(shí)驗(yàn)，將測(cè)試值與實(shí)際加載荷載比對(duì)分析，并模擬不同受力情況，通過分級(jí)加載、維持荷載等多種加載方式，也可以通過增加豎向荷載模擬差異沉降對(duì)軸力影響的情況，有效地分析各種因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。


圖1是本發(fā)明的主視圖2是圖1的俯視圖3是本發(fā)明的測(cè)試數(shù)據(jù)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解
如圖1-3所示，圖中標(biāo)記1-9分別為反力板1、油壓千斤頂2、枕木3、壓塊4、足尺鋼管支撐模型5、鋼筋6、反力板7、軸力計(jì)8、足尺混凝土支撐模型9。實(shí)施例本實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)裝置主要由支撐軸模型、加載裝置、反力裝置、傳感器組成，其中加載裝置與支撐軸模型連接以人為提供載荷，反力裝置用于對(duì)支撐軸模型進(jìn)行限位并且提供反力，傳感器用于測(cè)量該支撐軸模型的軸力、應(yīng)變程度等參數(shù)以進(jìn)行分析及校核。如圖1、2所示，支撐軸模型為足尺鋼管支撐模型5以及足尺混凝土支撐模型9組合而成，兩者固定連接為一體，其中足尺支撐模型指的是與現(xiàn)場(chǎng)施工中的支撐軸尺寸比為1:1的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｗ愠咪摴苤文Ｐ?外側(cè)端面與作為傳感器的軸力計(jì)8固定連接，足尺混凝土支撐模型9外側(cè)端面與作為加載裝置的油壓千斤頂2固定連接，油壓千斤頂2提供的橫向載荷依次通過足尺混凝土支撐模型9 、足尺鋼管支撐模型5傳遞至軸力計(jì)8。軸力計(jì)8的另一端與反力板7固定連接，油壓千斤頂2的另一端與反力板I固定連接，反力板7與反力板7之間通過鋼筋6拉結(jié)成一整體以構(gòu)成反力裝置。足尺混凝土支撐模型9頂面還通過枕木3連接作為加載裝置的壓塊4，壓塊4提供的豎向載荷傳遞至足尺混凝土支撐模型9上以模擬差異沉降。依附上述的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中的軸力校核方法如下
I)將足尺混凝土支撐模型9、足尺鋼管支撐模型5合理組合并固定連接，所述足尺鋼管支撐模型外側(cè)端面固定連接所述軸力計(jì)，所述足尺混凝土支撐模型外側(cè)端面固定連接所述加載裝置。該支撐軸模型可以將不同支撐形式測(cè)試情況進(jìn)行合理分析，其中兩個(gè)足尺支撐模型的尺寸、結(jié)構(gòu)以及材質(zhì)都可根據(jù)實(shí)際工程中的情況進(jìn)行對(duì)應(yīng)地選擇。2)當(dāng)鋼筋6綁扎完成時(shí)，即將反力板I以及反力板7拉結(jié)成一體后，將不同型號(hào)的鋼筋計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)設(shè)置在鋼筋6上，并隨同足尺混凝土支撐模型9 一起澆筑，實(shí)現(xiàn)對(duì)用于混凝土支撐軸力測(cè)試的不同類型的傳感器分析；在足尺鋼管支撐模型5表面設(shè)置表面應(yīng)變計(jì)，可以對(duì)測(cè)試鋼管支撐軸力的傳感器進(jìn)行分析，用以評(píng)價(jià)傳感器的精確程度。3)通過油壓千斤頂2以及壓塊4人為設(shè)定加載值并且為足尺混凝土支撐模型9、足尺鋼管支撐模型5提供載荷。在加載過程中，可以通過調(diào)節(jié)油壓千斤頂2的橫向載荷加載大小，模擬附近環(huán)境對(duì)支撐軸的力的大?。豢梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)壓塊4的豎向載荷加載大小，模擬立柱差異沉降的大小。4)將人為設(shè)定的加載值與通過傳感器測(cè)得的測(cè)試值進(jìn)行對(duì)比，從而可以對(duì)影響支撐軸力的因素進(jìn)行分析，并且可以進(jìn)一步對(duì)軸力進(jìn)行校核。如圖3所示，采用本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)裝置及校核方法對(duì)一支撐軸進(jìn)行軸力校核。圖中虛線為加載、維持荷載、卸載過程中通過傳感器計(jì)算的結(jié)果，實(shí)線為進(jìn)行溫度修正后的結(jié)果，加載從某日上午9 50左右開始，分級(jí)加載至下午3 30左右，荷載為2500KN，維持約24小時(shí)，至第二天下午3 :30左右分級(jí)卸載。從圖中可以看出，不進(jìn)行修正，加載階段完成時(shí)，在氣溫較高的下午，測(cè)試值大于實(shí)際加載值，在夜間溫度較低時(shí)，測(cè)值低于加載值，整個(gè)變化幅度在700KN左右，差異較大，通過修正，基本維持荷載階段與加載值相當(dāng)。通過設(shè)定溫度補(bǔ)償系數(shù)進(jìn)行修正，通過分析足尺模型在不加載的一段時(shí)間內(nèi)的測(cè)試數(shù)據(jù)與溫度的關(guān)系，計(jì)算出設(shè)置傳感器處溫度補(bǔ)償系數(shù)，在后續(xù)加載過程中，對(duì)測(cè)試結(jié)果運(yùn)用該修正系數(shù)進(jìn)行修正，可以明顯得出，通過使用該裝置，有效的定量的分析了對(duì)測(cè)試結(jié)果影響因素。此外通過多次加載實(shí)驗(yàn)，將傳感器得到的測(cè)試值與實(shí)際人為加載的橫向載荷比對(duì)分析，并模擬不同受力情況，通過分級(jí)加載、維持荷載等多種加載方式，也可以通過增加豎向荷載模擬差異沉降對(duì)軸力影響的情況，有效地分析各種因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響以及對(duì)用于混凝土支撐軸力測(cè)試的不同類型的傳感器分析。
權(quán)利要求
1.一種支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)裝置由軸力計(jì)、支撐軸模型、加載裝置、反力板、傳感器組成，所述支撐軸模型的一端固定連接所述軸力計(jì)，另一端固定連接所述加載裝置，所述軸力計(jì)與所述加載裝置的兩端外側(cè)分別各固定設(shè)置有一反力板，且兩反力板之間通過鋼筋連接成一體，所述傳感器固定設(shè)置于所述鋼筋上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述加載裝置為橫向加載裝置、豎向加載裝置中的一種或兩者的組合，所述橫向加載裝置與所述支撐軸模型的一側(cè)面固定連接，所述豎向加載裝置與所述支撐軸模型的頂面固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述傳感器通過柔性材料綁扎于所述鋼筋之上或直接固定于所述兩塊反力板之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述傳感器焊接固定于鋼筋上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述支撐軸模型為足尺鋼管支撐模型、足尺混凝土支撐模型中的一種或兩者的組合。
6.一種涉及權(quán)利要求1-5所述的支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置的支撐軸力校核方法，其特征在于所述方法至少包括以下步驟(a)將所述足尺鋼管支撐模型、所述足尺混凝土支撐模型固定連接以組合為支撐軸模型，所述足尺鋼管支撐模型外側(cè)端面固定連接所述軸力計(jì)，所述足尺混凝土支撐模型外側(cè)端面固定連接所述加載裝置；將不同鋼筋計(jì)、混凝土應(yīng)變計(jì)設(shè)置在所述鋼筋上，并隨同所述足尺混凝土支撐模型一起澆筑，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述足尺混凝土支撐模型的軸力測(cè)試中不同的傳感器分析；在所述足尺鋼管支撐模型表面設(shè)置表面應(yīng)變計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼支撐軸力的傳感器進(jìn)行分析；(b)通過所述加載裝置對(duì)所述支撐軸模型進(jìn)行加載過程，將測(cè)試到的數(shù)據(jù)與人為設(shè)定的加載值進(jìn)行對(duì)比，并以此對(duì)影響支撐軸力的因素進(jìn)行分析與校核。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種支撐軸力校核方法，其特征在于步驟(b)中的所述加載過程包括橫向加載、豎向加載，所述橫向加載以模擬支撐軸模型兩側(cè)橫向的作用力，所述豎向加載以模擬差異沉降對(duì)支撐軸模型上方的作用力。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種支撐軸力校核方法，其特征在于步驟(b)中的所述加載過程至少包括分級(jí)加載、維持荷載。
全文摘要
本發(fā)明屬于測(cè)繪領(lǐng)域，具體是一種支撐軸力校核的實(shí)驗(yàn)裝置及支撐軸力校核方法，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)裝置由軸力計(jì)、支撐軸模型、加載裝置、反力板、傳感器組成，所述支撐軸模型的一端固定連接所述軸力計(jì)，另一端固定連接所述加載裝置，所述軸力計(jì)與所述加載裝置的兩端外側(cè)分別各固定設(shè)置有一反力板，且兩反力板之間通過鋼筋連接成一體，所述傳感器固定設(shè)置于所述鋼筋上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過多次加載實(shí)驗(yàn)，將測(cè)試值與實(shí)際加載荷載比對(duì)分析，并模擬不同受力情況，通過分級(jí)加載、維持荷載等多種加載方式，也可以通過增加豎向荷載模擬差異沉降對(duì)軸力影響的情況，有效地分析各種因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。
文檔編號(hào)G01L25/00GK103048088SQ20121055072
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者褚偉洪, 戴加?xùn)|, 徐楓, 唐堅(jiān), 汪大龍, 潘華, 王艷玲 申請(qǐng)人:上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司