一种模型试验用两种结构物同时加载简易装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于模型试验领域，具体涉及两种试验结构需要同时加载时以及被加载结构的加载重量需要调整对应多种工况时的一种简易装置。
【背景技术】
[0002]近年来，为了对更多复杂桥梁结构的受力性能进行更加深入的研究，越来越多的学者采用了室内桥梁缩尺模型试验。桥梁结构按照一定的比例关系对原结构的几何尺寸进行缩小，便于制作，且同一个模型可以进行多个不同工况的模拟试验。
[0003]但由于试验场地的限制，大多数模型试验的尺寸较小，为了对结构的受力进行研究，在制作完成后会进行加载以测试其受力状况。但由于模型尺寸有限，大量的加载重物(如沙袋、钢板或砝码等)没有足够的空间进行堆放，且大量的加载重物需要相应的人力搬卸，针对多中工况的试验，往复的搬卸加载重物过程将直接影响试验整体进度，尤其在两种结构物距离较近而都需加载时，不仅繁琐费时，而且空间上相互限制，在堆放过程中可能相互碰触，对结构测试产生不利影响。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种针对两种结构物模型试验用同时加载的简易装置，解决了模型试验中因缩尺模型比例过小引起的加载重物堆放空间不足、多个工况加载时搬卸加载重物带来的不便等问题并能满足结构物加载的要求，以节约试验时间。
[0005]为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]—种模型试验用两种结构物同时加载简易装置，包括加载杠杆，被加载的两种结构物位于加载杆上方，在加载杠杆下方设置有固定装置，固定装置与加载杠杆的一端连接，加载杠杆的另一端活动式设置有砝码；所述的两种结构物通过传力杆连接在固定装置与砝码之间的加载杠杆上。
[0007]进一步地，所述的两种结构物间隔设置且位于同一高度，两种结构物的下部分别通过拉钩连接所述的传力杆，使传力杆位于水平状态。
[0008]进一步地，所述的传力杆上设置有可沿传力杆滑动的调节环，调节环的上部套装在传力杆上，调节环的下部固定在加载杠杆上。
[0009]进一步地，所述的加载杠杆上套装有可沿加载杠杆轴向移动的拉环，砝码上设置有中心孔，穿过中心孔设置有挂钩，砝码通过挂钩挂装在拉环上。
[0010]进一步地，所述的加载杠杆的端部固定设置有连接环，固定装置与连接环可拆卸式连接。
[0011]进一步地，所述的固定装置包括设置于地面的地锚箱，地锚箱固结在一个底板上，底板通过螺栓固定在地面上。
[0012]进一步地，所述的固定装置通过拉紧器与加载杠杆连接。
[0013]进一步地，所述的加载杠杆和传力杆上均设置有刻度。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下技术特点:
[0015]本实用新型采用了杠杆原理，加载杠杆上的调节环与连接环之间的距离为a，拉环与连接环之间的距离为b，则根据杠杆原理的比例关系，最终加载重量/需要加载的重量:G=b/a，大大减少了加载重物的数量。本实用新型中两种结构物各自的加载重量可根据简支梁的力学平衡方程计算，即调节环距传力杆上两种结构物拉钩处的距离分别为c和d，则距c处的结构被加载的重量为dG/(c+d)，距d处的结构被加载的重量为cG/(c+d)。
[0016]本装置不仅通过杠杆原理大大减少了加载重物的数量，少占用了空间、时间和人力，也能调节两种结构物之间不同的加载重量，简单易行，省时省力。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0018]图中标号代表:I一底板，2—螺栓，3—地锚箱，4一拉紧器，5—加载杠杆，6—连接环，7一拉环，8一调节环，9一破码，10一传力杆，11一拉钩，12一第一结构物，13一第一■结构物。
【具体实施方式】
[0019]现有的模型试验中由于加载重物体积太大，在缩尺的模型上堆放空间不够，且在多工况的试验中需搬卸多次加载重物，费时费力，为了解决这些问题，本实用新型中提出了一种模型试验用两种结构物同时加载简易装置，包括加载杠杆5，被加载的两种结构物位于加载杆上方，在加载杠杆5下方设置有固定装置，固定装置与加载杠杆5的一端连接，加载杠杆5的另一端活动式设置有砝码9 ;所述的两种结构物通过传力杆10连接在固定装置与砝码9之间的加载杠杆5上。
[0020]本装置利用杠杆原理，当杠杆平衡时需要满足的条件为:
[0021]动力*动力臂=阻力*阻力臂
[0022]那么将相对不动的固定装置与加载杠杆5连接的一端看作支点，需要加载的重量看作阻力R，砝码9的重量看作动力F，砝码9距离支点之间的距离为b，结构物与加载杠杆5连接处距离支点为a，则存在以下关系:
[0023]F.b = R.a
[0024]那么，最终需要的加载重量R与需要加载的重量F的关系为:
[0025]G = R/F = b/a
[0026]上述的计算过程，是将两个加载物看作一个整体进行考虑的。即，在调节环8上所受的加载力R，是要按照实际需要分配给两个结构物的。
[0027]本实施例中，如图1所示，两个结构物分别为第一结构物12和第二结构物13，两种结构物间隔设置且位于同一高度，两种结构物的下部通过拉钩11连接所述的传力杆10，使传力杆10位于水平状态。设置成水平状态便于计算和调节。传力杆10上设置有可沿传力杆10滑动的“8”字形调节环8，调节环8的上部套装在传力杆10上，调节环8的下部固定在加载杠杆5上。调节环8起到调节分配力矩的作用，根据简支梁的力学平衡方程计算，即调节环8距传力杆10上两种结构物拉钩11处的距离分别为c和d，则距c处的结构被加载的重量为dG/(c+d)，距d处的结构被加载的重量为cG/(c+d) ο由此，可通过改变调节环8在传力杆10上的位置，以调节分配给两个结构物的加载力度。在传力杆10上有刻度，可精确调节其位置。
[0028]在本方案中，加载杠杆5上套装有可沿加载杠杆5轴向移动的拉环7，砝码9上设置有中心孔，穿过中心孔设置有挂钩，砝码9通过挂钩挂装在拉环7上。挂钩方便了砝码9的挂装，而挂钩底部设置有螺母，拧掉螺母后可在挂钩上挂装更多地砝码9，根据计算结果和拉环7的位置来确定破码9数量和重量。
[0029]为了便于设置，本方案中结构物是处于加载杠杆5上方的。结构物上设置有调节环8，加载杠杆5从调节环8中穿过。为了使本装置使用过程中有更大的调节余地，调节环8与加载杠杆5之间也不固定，采用可调节的方式。这样做的好处是，当加载需要加载的重量过大时，如果只是不断地增加b的长度，将会使拉环7所在端与调节环8之间的距离过大，造成加载杠杆5中部负荷过大，容易造成加载杠杆5的弯折甚至折断。因此在调节时需要综合考虑，可通过砝码9重量、拉环7位置、调节环8位置三者综合给出一个比较合理的加载方式。加载杠杆5上设置有刻度，便于位置的调节。
[0030]固定装置一端相对连接不动，起到支点的作用。加载杠杆5的端部固定设置有连接环6，固定装置与连接环6可拆卸式连接。固定装置包括设置于地面的地锚箱3，地锚箱3固结在一个底板I上，底板I通过螺栓2固定在地面上。设置地锚箱3和底板I能有效地分散加载过程中承受的较大压力。
[0031]由于需要调节杠杆的平衡，因此固定装置通过拉紧器4与加载杠杆5连接。拉紧器4在这里起到调节作用，通过旋转拉紧器4，可以调节杠杆顶端与地锚箱3之间的位置，方便调整加载杠杆5的水平。
[0032]利用本装置进行模型试验的过程可参照如下:
[0033]步骤一，根据斜拉桥的缩尺比例计算模型各断面尺寸并制作桥梁模型作为结构物；
[0034]步骤二，制作或准备以上各装置配件；
[0035]步骤三，确定两个结构物的加载点，在加载点上焊接拉钩11，并在两个拉钩11上设置传力杆10，调节传力杆10位于水平状态；
[0036]步骤四，根据两个结构物需要加载的重量和间距，计算得到调节环8在传力杆10上的位置，并将调节环8的位置固定；
[0037]步骤五，根据加载杠杆5的高度和位置完成与地锚箱3的连接，利用拉紧器4调节好加载杠杆5端部的位置；
[0038]步骤五，根据需要加载的总重量，计算确定需要加载的砝码9重量，设置好砝码9后，调整拉环7位置，开始加载过程。
【主权项】
1.一种模型试验用两种结构物同时加载简易装置，其特征在于，包括加载杠杆(5)，被加载的两种结构物位于加载杆上方，在加载杠杆(5)下方设置有固定装置，固定装置与加载杠杆(5)的一端连接，加载杠杆(5)的另一端活动式设置有砝码(9);所述的两种结构物通过传力杆(10)连接在固定装置与砝码(9)之间的加载杠杆(5)上。2.如权利要求1所述的模型试验用两种结构物同时加载简易装置，其特征在于，所述的两种结构物间隔设置且位于同一高度，两种结构物的下部分别通过拉钩(11)连接所述的传力杆(10)，使传力杆(10)位于水平状态。3.如权利要求1所述的模型试验用两种结构物同时加载简易装置，其特征在于，所述的传力杆(10)上设置有可沿传力杆(10)滑动的调节环(8)，调节环(8)的上部套装在传力杆(10)上，调节环(8)的下部固定在加载杠杆(5)上。4.如权利要求1所述的模型试验用两种结构物同时加载简易装置，其特征在于，所述的加载杠杆(5)上套装有可沿加载杠杆(5)轴向移动的拉环(7)，砝码(9)上设置有中心孔，穿过中心孔设置有挂钩，砝码(9)通过挂钩挂装在拉环(7)上。5.如权利要求1所述的模型试验用两种结构物同时加载简易装置，其特征在于，所述的加载杠杆(5)的端部固定设置有连接环￠)，固定装置与连接环(6)可拆卸式连接。6.如权利要求1所述的模型试验用两种结构物同时加载简易装置，其特征在于，所述的固定装置包括设置于地面的地锚箱(3)，地锚箱(3)固结在一个底板(I)上，底板(I)通过螺栓(2)固定在地面上。7.如权利要求1所述的模型试验用两种结构物同时加载简易装置，其特征在于，所述的固定装置通过拉紧器(4)与加载杠杆(5)连接。8.如权利要求1所述的模型试验用两种结构物同时加载简易装置，其特征在于，所述的加载杠杆(5)和传力杆(10)上均设置有刻度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种模型试验用两种结构物同时加载简易装置，包括加载杠杆，被加载的两种结构物位于加载杆上方，在加载杠杆下方设置有固定装置，固定装置与加载杠杆的一端连接，加载杠杆的另一端活动式设置有砝码；所述的两种结构物通过传力杆连接在固定装置与砝码之间的加载杠杆上。本装置不仅通过杠杆原理大大减少了加载重物的数量，少占用了空间、时间和人力，也能调节两种结构物之间不同的加载重量，简单易行，省时省力。
【IPC分类】G01M99/00
【公开号】CN204903196
【申请号】CN201520716754
【发明人】王凌波, 彭晶蓉, 朱钊
【申请人】长安大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月16日