[發明專利]一種對支座進行靜動力多功能測試的裝置

有效

• 申請號: 201310450061.3
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103512740A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 張喜剛;劉高;李貞新;馮清海;徐源慶;黃李驥;唐亮;王毅
• 申請（專利權）人: 中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及一種對支座進行靜動力多功能測試的裝置，主要涉及公路橋梁、鐵路橋梁、房屋建筑等建設中減隔震支座和普通支座力學性能測試，可完成壓縮試驗、轉角試驗、剪切試驗、剪切性能相關性試驗、摩擦系數試驗以及一些小型構件的力學試驗等。

背景技術

近二十年來，用于橋梁減振的結構保護系統有了很大的發展，在國際上迅速發展并被廣泛接受的結構保護系統包括液體粘滯阻尼器、金屬摩擦擺和鉛芯橡膠支座等。我國已完成或者正在建設的大型橋梁，為了達到減少橋梁各種振動的影響，也紛紛采用減隔震支座設計，如蘇通大橋引橋、港珠澳大橋等。但由于國內單位的支座檢測設備僅能滿足支座靜態力學性能測試，無法進行動態力學性能測試，在一定程度上忽視了減隔震支座在地震作用下發揮功效的動態力學特性。由于國內支座測試技術的滯后，這已嚴重阻礙了減隔震支座的發展與工程應用。

為了保證支座產品質量，對此類產品提出嚴格的產品性能測試要求很有必要，這是檢驗產品是否達到設計要求，確保產品質量及耐久性的重要手段，是消能減震工程最為重要的環節之一。

目前，歐美國家的規范和指南中建議減隔震支座性能測試除了需要進行豎向承載力、水平位移量、轉動能力、摩擦特性等靜力測試外，尚需要進行不同設計地震位移下的動態性能試驗、豎向隔震動態性能試驗等。但我國現有的支座試驗機還不能全面、系統地滿足測試要求。

國內支座性能測試系統存在以下幾個主要方面困境或缺陷：第一，目前只能進行支座的靜態壓剪試驗，無法進行動態加載試驗。水平伺服作動器進行動態加載時，需要垂向伺服作動器也處于伺服隨動的控制狀態。第二，支座性能測試系統自身剛度不高或者側向承載機構摩擦力較大時，在大噸位伺服作動器作用下導致機身受力變形或者移動橫梁受力較大，產生附加荷載；另外，水平伺服作動器進行剪切試驗時有摩擦力過大影響試驗精度的現象，造成了誤差影響檢測結果。第三，國內的支座性能測試系統皆未設置環境控制功能，無法真實模擬實際工程所處環境條件下的支座靜動力性能，難以保證支座工作性能、耐久性及安全性。第四，垂向大噸位作動器上下運動時由于密封結構的特性，會導致導向裝置以及作動器發生旋轉，增加試件扭矩；另外，豎向加載時會產生的橫向側向力過大會使得設備發生偏擺，影響試驗精度。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了克服上述現行技術存在的缺陷以及根據目前橋梁建設的需要，本發明提出了一種對支座進行靜動力多功能測試的裝置。模擬實際工程環境條件下進行大噸位水平向動態快速加載試驗，可進行單剪、雙剪、轉角、極限抗壓以及動態性能等試驗，實現大噸位高精度動態加載支座力學性能檢測，保證支座靜動力測試的精度。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種對支座進行靜動力多功能測試的裝置，該裝置包括主機機械部分1、水平剪切部分2、垂向加載部分3、轉角加載部分4、運送小車5、直線導軌裝置6、環境箱、測控部分和液壓部分，其中：水平剪切部分2、垂向加載部分3、轉角加載部分4安裝在主機機械部分1，構成加載主體；水平伺服作動器201水平懸掛，與主機機械部分1自平衡立柱103內側滑槽鉸接，對待測試支座7提供水平向加載；垂向加載部分3垂向伺服作動器301上端固定于主機機械部分1上橫梁102，下端連接移動橫梁303，對待測試支座7提供垂向加載；轉角加載部分4平行于垂向加載部分3，并固定在主機機械部分1上橫梁102外側，用于完成轉角試驗；運送小車5安裝在主機機械部分1的運送軌道上，直線導軌裝置6安裝在主機機械部分1承載立柱101內側；環境箱為單獨配置，模擬待測試支座7所處的真實環境；測控部分和液壓部分均分別與水平剪切部分2、垂向加載部分3和轉角加載部分4相連。

上述方案中，所述主機機械部分1包括承載立柱101、上橫梁102、自平衡立柱103、連接橫梁104以及底座105，其中，底座105固定于地面；承載立柱101底部固定在底座105，上部與上橫梁102固定；自平衡立柱103底部安裝在底座105；連接橫梁104與底座105平行，分別與自平衡立柱103和承載立柱101連接。所述承載立柱101、上橫梁102、自平衡立柱103、連接橫梁104以及底座105構成自反力平衡系統，垂向加載部分3垂向伺服作動器301和轉角加載部分4三角托架402安裝于上橫梁102，垂向伺服作動器301與上橫梁102之間的連接較強，不允許垂向伺服作動器301發生位移；水平伺服作動器201安裝在承載立柱101和自平衡立柱103中間，通過兩個豎向油缸202實現水平伺服作動器201的升降。