[發(fā)明專利]深水港工程準(zhǔn)原型結(jié)構(gòu)試驗平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210096786.2
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102607874A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周國然;吳鋒;時蓓玲;邱松
• 申請（專利權(quán)）人: 中交上海三航科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 劉計成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及港口工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于對深水港碼頭的準(zhǔn)原型進行試驗的試驗平臺。

背景技術(shù)

為滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需要，我國沿海港口和內(nèi)河航運建設(shè)正不斷取得重大進展，為滿足港口吞吐量高速增長的需求，港口工程建設(shè)都保持了較快速的增長趨勢。而根據(jù)目前岸線開發(fā)的現(xiàn)狀和船舶吃水的需求，在港口建設(shè)中，深水港占有相當(dāng)大的比重，由此必將帶來大量深水港工程結(jié)構(gòu)的研究需求。

結(jié)構(gòu)試驗是開展各類工程結(jié)構(gòu)研究的重要手段，目前港口工程結(jié)構(gòu)試驗多采用兩種主要方式：室內(nèi)模型試驗和工程現(xiàn)場的原型試驗(以下簡稱模型試驗、原型試驗)。其中原型試驗的結(jié)果最為直接，可直接驗證用于結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論方法和參數(shù)取值，對深入了解結(jié)構(gòu)的受力變形機理、優(yōu)化結(jié)構(gòu)型式、修正計算方法具有重要作用。但原型試驗受結(jié)構(gòu)所處邊界條件限制，試驗過程具有不可重復(fù)性，不能人為控制有關(guān)參數(shù)，其結(jié)果是一次性的，只能獲得特定邊界條件下的試驗結(jié)果，而且耗資巨大，具有一定的風(fēng)險。因此在正式開展工程建設(shè)之前，模型試驗是一種非常好的研究手段。模型試驗主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際狀況，利用相似性原理，采用一定的模型對結(jié)構(gòu)原型的受力特性進行近似模擬。但模型試驗存在的最大問題主要是相似律很難滿足，并由此帶來一系列問題，因此主要用來進行結(jié)構(gòu)受力變形特性的定性分析，試驗數(shù)據(jù)不作為直接指導(dǎo)實際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。此外，由于尺寸效應(yīng)的存在，國外的模型試驗有逐漸大型化的趨勢。

由于原型試驗和模型試驗所存在的局限性，準(zhǔn)原型結(jié)構(gòu)試驗逐漸引起科研領(lǐng)域的關(guān)注。特別是對于大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的前期研究，準(zhǔn)原型結(jié)構(gòu)試驗一方面可以避免模型試驗中相似律的限制，減小尺寸效應(yīng)的影響，同時還具有可重復(fù)性、可量化的優(yōu)點。因此與模型試驗和原型試驗相比，準(zhǔn)原型試驗具有不可比擬的優(yōu)勢。雖然準(zhǔn)原型試驗具有上述優(yōu)勢，但目前仍沒有一種通用性較好的試驗平臺可模擬深水港碼頭結(jié)構(gòu)所受到的各種荷載，這樣也就對準(zhǔn)原型結(jié)構(gòu)試驗造成限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可模擬深水港碼頭結(jié)構(gòu)所受到的各種荷載的準(zhǔn)原型結(jié)構(gòu)試驗平臺。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種深水港工程準(zhǔn)原型結(jié)構(gòu)試驗平臺，其包括一個用來設(shè)置深水港準(zhǔn)原型碼頭結(jié)構(gòu)和堆載土的試驗坑，所述試驗坑內(nèi)設(shè)有用于給堆載土施加面載荷的土壓力加載系統(tǒng)、用于給深水港準(zhǔn)原型碼頭結(jié)構(gòu)施加水平周期往復(fù)荷載的水平周期往復(fù)加載系統(tǒng)、及用于給深水港準(zhǔn)原型碼頭結(jié)構(gòu)施加豎向力荷載的豎向力加載系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述土壓力加載系統(tǒng)包括數(shù)個液壓油缸和一加載板，所述試驗坑內(nèi)設(shè)有一橫向擋土隔墻，所述液壓油缸的活塞桿穿過所述橫向擋土隔墻與所述加載板連接。

優(yōu)選的，與所述加載板相對應(yīng)的試驗坑坑底處設(shè)有加載板底部預(yù)埋件，與所述加載板相對應(yīng)的試驗坑側(cè)壁處設(shè)有加載板側(cè)向預(yù)埋件。

優(yōu)選的，所述加載板側(cè)向預(yù)埋件的后側(cè)設(shè)有豎向支撐牛腿，所述橫向擋土隔墻與一縱向支撐墻相交，所述豎向支撐牛腿的前端面與所述縱向支撐墻的前端面位于同一平面上。

優(yōu)選的，所述加載板與所述橫向擋土隔墻之間的試驗坑坑底上設(shè)有一加載板后集水井。

優(yōu)選的，所述橫向擋土隔墻的后方設(shè)有加載區(qū)域集水井。

優(yōu)選的，所述試驗坑的坑底設(shè)有坑底集水井、坑底副集水井、坑底排水溝及坑底副排水溝，所述坑底排水溝與所述坑底集水井連通，所述坑底副排水溝與所述坑底副集水井連通。

優(yōu)選的，所述試驗坑的側(cè)壁內(nèi)埋有排水管道，所述排水管道與所述坑底集水井、坑底副集水井連通。

優(yōu)選的，所述試驗坑中與深水港準(zhǔn)原型碼頭結(jié)構(gòu)的閘門位置相對應(yīng)的兩個側(cè)壁上分別設(shè)有閘門側(cè)槽，坑底處設(shè)有閘門底部插槽，所述閘門側(cè)槽、閘門底部插槽位于同一橫斷面上。

優(yōu)選的，所述試驗坑中還設(shè)有用于給深水港準(zhǔn)原型碼頭結(jié)構(gòu)施加側(cè)向力荷載的側(cè)向力加載系統(tǒng)。

上述技術(shù)方案具有如下有益效果：該深水港工程準(zhǔn)原型結(jié)構(gòu)試驗平臺在試驗坑內(nèi)分別設(shè)有土壓力加載系統(tǒng)、水平周期往復(fù)加載系統(tǒng)、豎向力加載系統(tǒng)，通過上述幾種加載系統(tǒng)可模擬深水港碼頭結(jié)構(gòu)所受到的各種荷載，包括波浪力、撞船力、碼頭結(jié)構(gòu)所受到的各種豎向荷載和土層對碼頭結(jié)構(gòu)的荷載，能夠反映各類荷載對碼頭結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，解決了目前進行港口碼頭準(zhǔn)原型試驗缺乏試驗設(shè)備的問題。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖對本專利進行詳細(xì)說明。

附圖說明