一种用于砼管外压荷载试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及砼管外压荷载试验技术领域，具体涉及一种用于砼管外压荷载试验装置。


背景技术：

2.砼管又称水泥压力管、钢筋混凝土管，一般用于城镇的雨水和污水的排放管道，高速公路纵向、横向排水及透水管道等。裂缝荷载和破坏荷载是砼管成品质量检验的重要项目，而目前市面上用于砼管外压荷载试验的装置结构稳定性不好，操作复杂，下支承梁两个硬木之间净距离调节不准确，且在试验过程中，现有的用于砼管外压荷载试验的装置需人工高处安装及移动千斤顶33，试验人员在操作过程中易发生坠落等安全问题，存在很大的安全隐患。基于此，公开号为cn210243371u、公开日为2020年4月3日的中国实用新型专利公开了一种混凝土和钢筋混凝土管外压荷载测试反力架。该装置中用于限位混凝土和钢筋混凝土管滚动的两个限位楔块设置在导轨上方，该限位楔块采用螺栓通过上、下夹紧板与导轨可拆卸连接，该结构存在下支承梁两个硬木之间净距离调节不准确的问题。
3.综上所述，现有的用于砼管外压荷载试验的装置存在结构稳定性差，操作复杂，下支承梁的两个硬木之间净距离调节不准确，且在试验过程中存在安全隐患的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有的用于砼管外压荷载试验的装置存在结构稳定性差，操作复杂，下支承梁的两个硬木之间净距离调节不准确，且在试验过程中存在安全隐患的问题，进而提供一种用于砼管外压荷载试验装置。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种用于砼管外压荷载试验装置，它包括主架体1、上支承梁组件2、自动升降横移机构3和下支承梁组件5；主架体1包括底座12、两组轨道、两个矩形齿条14和四个三角板13，底座12水平设置在工作台面上，两组轨道竖直相对设置在底座12上端面的左右两侧，每组轨道包括两个立柱11，两个立柱11沿底座12长度方向由前至后并列安装在底座12上，两个立柱11之间形成上支承梁组件2的上支承梁滑道，所述立柱11下端与底座12的横梁上端面固定连接，每组轨道中位于前侧的立柱11前端面固定安装有一个矩形齿条14，两个矩形齿条14相对设置，每组轨道中的两个立柱11上沿长度方向由上至下依次均匀加工有若干个销孔a，每组轨道的左右两侧分别固定安装有两个竖直相对的三角板13，三角板13底边固定在底座12的横梁上，每个三角板13上沿底边长度方向分别加工有两个圆棒安装条形通孔；上支承梁组件2安装在两组轨道的上支承梁滑道内，下支承梁组件5安装在上支承梁组件2正下方的底座12上；自动升降横移机构3包括移动架31、支臂32、千斤顶33、横移组件34、升降组件35和转动组件36，移动架31包括上导向杆311、圆形齿条312、两个c型滑轨313、两个上横梁314和两个下横梁315，两个c型滑轨313分别可滑动安装在两个矩形齿条14上，所述c型滑轨313后端安装有防止c型滑轨313脱离矩形齿条14的滚轮，所述滚轮与矩形齿条14后端
面滚动配合，两个上横梁314一端分别垂直固定在两个c型滑轨313的前端面上部，两个上横梁314 另一端通过水平设置的上导向杆311固定连接，两个下横梁315一端分别垂直固定在两个 c型滑轨313的前端面下部，两个下横梁315另一端通过水平设置的圆形齿条312固定连接，上导向杆311与圆形齿条312平行，所述圆形齿条312前端沿其长度方向加工有若干个齿，横移组件34安装在上导向杆311和圆形齿条312上，支臂32一端与横移组件34 可转动连接，支臂32另一端安装有千斤顶33，在横移组件34的驱动下使得横移组件34 带动千斤顶33沿上导向杆311和圆形齿条312的长度方向做直线运动，转动组件36底部固定安装在横移组件34上，转动组件36顶部与支臂32侧壁铰接，在转动组件36的驱动下使得转动组件36带动支臂32及千斤顶33以支臂32远离千斤顶33一端为中心进行旋转，升降组件35安装在c型滑轨313上，在升降组件35的驱动下使得升降组件35带动移动架31、升降组件35、横移组件34、转动组件36、支臂32以及千斤顶33整体沿两个矩形齿条14的长度方向做直线运动。
7.进一步地，上支承梁组件2包括顶梁21、靠梁22、铁链、橡胶垫板23和两个插销机构24，顶梁21和靠梁22由上至下依次水平设置在两组轨道的上支承梁滑道内，顶梁21 通过铁链与靠梁22连接，顶梁21两端分别加工有与立柱11上的销孔a相对应的销孔b，顶梁21两端通过两个插销机构24与两组轨道中的立柱11可拆卸连接，靠梁22底部安装有橡胶垫板23，顶梁21包括顶梁本体211和吊耳212，吊耳212安装在顶梁本体211顶端。
8.进一步地，下支承梁组件5包括两个圆棒51、两个硬木52和两个正反扣调节轮组件 53，两个圆棒51分别沿底座12的宽度方向并排设置在两组轨道的前后两侧，两个圆棒 51的两端分别穿过两侧三角板13上的两个圆棒安装条形通孔，两个圆棒51的两端之间分别通过两个正反扣调节轮组件53连接，在两个正反扣调节轮组件53的作用下实现两个圆棒51之间净距离调节，每个圆棒51上部分别安装有两个硬木52。
9.进一步地，横移组件34包括横移电机341、横移传动齿轮342、下导向套管343、上导向套管344、中间连杆345和驱动安装板346，下导向套管343套设在圆形齿条312上，下导向套管343上开设有齿轮让位孔a，上导向套管344套设在上导向杆311上，上导向套管344和下导向套管343通过中间连杆345固定连接，驱动安装板346上端与上导向套管344固定连接，驱动安装板346下端与下导向套管343固定连接，横移电机341安装在驱动安装板346上，横移电机341的输出轴上安装有横移传动齿轮342，所述横移传动齿轮342穿过下导向套管343上的齿轮让位孔a并与圆形齿条312相啮合。
10.进一步地，升降组件35包括两个升降电机351和两个升降传动齿轮352，两个升降电机351分别安装在两个c型滑轨313上，每个c型滑轨313上分别开设有齿轮让位槽 b，两个升降电机351的输出轴上分别安装有两个升降传动齿轮352，所述升降传动齿轮 352穿过c型滑轨313上的齿轮让位槽b并与矩形齿条14相啮合。
11.进一步地，转动组件36包括电动推杆361和推杆铰接件362，电动推杆361的底部固定安装在驱动安装板346靠近千斤顶33一侧的端面上，电动推杆361的伸缩杆端部通过推杆铰接件362与支臂32铰接。
12.进一步地，正反扣调节轮组件53包括调节轮安装板531、调节轮532、调节轮套管 533、两个螺纹套管534、两个支撑块535、两个螺杆536和两个螺杆固定销轴537，调节轮安装板531安装在外侧三角板13的端面上，两个支撑块535一端与调节轮安装板531 固定连接，两个支撑块535另一端加工有圆弧形容纳槽，两个螺纹套管534一端分别水平安装在两个支
撑块535另一端的圆弧形容纳槽内，两个螺纹套管534另一端分别与调节轮套管533两端固定连接，调节轮532套装在调节轮套管533上，所述调节轮532外圆沿圆周方向加工有若干个圆形插孔，两个螺纹套管534另一端分别与两个螺杆536一端螺旋连接，两个螺杆536另一端分别插装在两侧圆棒51的插孔内，且两个螺纹套管534分别通过两个螺杆固定销轴537与两侧圆棒51连接。
13.进一步地，主架体1还包括两个防滚杠16和四个导向轮15，两个防滚杠16以轨道为中心对称设置在轨道两侧的底座12上，四个导向轮15分别通过导向轮转轴可转动安装在四个立柱11的顶端。
14.进一步地，它还包括两组攀爬梯4，两组攀爬梯4分别安装在两组轨道的外侧，每组攀爬梯4包括若干个u型踏步杆，所述若干个u型踏步杆由上至下依次均匀安装在每组轨道中的两个立柱11外侧面上。
15.进一步地，它还包括两个限位板6，每组攀爬梯4的若干个u型踏步杆内侧焊接有一个限位板6，两侧限位板6之间存在高度差。
16.本实用新型与现有技术相比具有以下效果：
17.1、本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的横移组件34通过设置横移电机341能够自由调节千斤顶33的水平位置，无需人工高处安装及移动千斤顶33，防止试验人员在操作过程中坠落，提高了试验效率的同时，还解决了试验上的安全问题。操作时，横移电机 341输出轴带动横移传动齿轮342转动，此时横移传动齿轮342与圆形齿条312相啮合，在横移传动齿轮342转动时，圆形齿条312固定不动，横移传动齿轮342带动横移组件 34及千斤顶33沿上导向杆311和圆形齿条312的长度方向做直线运动。通过控制横移电机341的正反转，可以调整千斤顶33的运动方向。
18.2、本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的升降组件35通过设置两个升降电机351 能够自由调节千斤顶33的上下位置，无需人工高处安装及移动千斤顶33，防止试验人员在操作过程中坠落，提高了试验效率的同时，还解决了试验上的安全问题。操作时，两个升降电机351的输出轴同步带动两个升降传动齿轮352转动，此时两个升降传动齿轮352 分别与两个矩形齿条14相啮合，在升降传动齿轮352转动时，矩形齿条14固定不动，升降传动齿轮352带动移动架31、升降组件35、横移组件34、转动组件36、支臂32以及千斤顶33整体沿两个矩形齿条14的长度方向做直线运动。通过控制两个升降电机351 的正反转，可以调整千斤顶33的运动方向。
19.3、本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的电动推杆361用于收放支臂32，实现千斤顶33快速实现90度移开，便于整体设备的吊装以及砼管的放入和收取。
20.4、本实用新型用于砼管外压荷载试验装置通过在靠梁22底部设置橡胶垫板23，能够防止靠梁22直接接触损坏砼管表面。
21.5、本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的上支承梁组件2为可拆卸式结构，方便砼管的放入和取出，顶梁本体211顶端设置吊耳212，便于吊装。
22.6、本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的两侧圆棒51的两端通过正反扣调节轮组件53连接，将销轴插装在调节轮532外圆上的圆形插孔，通过销轴扳动调节轮532进行转动，进而改变两个螺纹套管534与两个螺杆536之间的旋紧程度，进而起到精准调节两个硬木52之间净距离的目的，保证试验数据的准确性。
23.7、本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的四个立柱11的顶端设置四个导向轮15 的目的是为了避免上支承梁组件2在放置过程中出现卡滞。底座12两端设有防滚杠16，能够防止砼管测试中滚出。
24.8、本实用新型用于砼管外压荷载试验装置在两组轨道的外侧焊接两组攀爬梯4的目的是为了提高装置结构的稳定性，方便试验人员的攀登。
25.9、本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的攀爬梯4内侧焊接限位板6，用于限制上支承梁组件2的左右位置，两侧限位板6设有一定的高度差，便于上支承梁组件2入轨，同时提高了装置结构的稳定性，方便试验人员的攀登。
附图说明
26.图1是本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的轴测图；
27.图2是本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的主视图；
28.图3是本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的后视图；
29.图4是本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的左视图；
30.图5是本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的右视图；
31.图6是本实用新型自动升降横移机构3和两个矩形齿条14装配后的轴测图；
32.图7是本实用新型正反扣调节轮组件53和两个圆棒51装配后的轴测图。
具体实施方式
33.具体实施方式一：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式的一种用于砼管外压荷载试验装置，它包括主架体1、上支承梁组件2、自动升降横移机构3和下支承梁组件 5；主架体1包括底座12、两组轨道、两个矩形齿条14和四个三角板13，底座12水平设置在工作台面上，两组轨道竖直相对设置在底座12上端面的左右两侧，每组轨道包括两个立柱11，两个立柱11沿底座12长度方向由前至后并列安装在底座12上，两个立柱11 之间形成上支承梁组件2的上支承梁滑道，所述立柱11下端与底座12的横梁上端面固定连接，每组轨道中位于前侧的立柱11前端面固定安装有一个矩形齿条14，两个矩形齿条 14相对设置，每组轨道中的两个立柱11上沿长度方向由上至下依次均匀加工有若干个销孔a，每组轨道的左右两侧分别固定安装有两个竖直相对的三角板13，三角板13底边固定在底座12的横梁上，每个三角板13上沿底边长度方向分别加工有两个圆棒安装条形通孔；上支承梁组件2安装在两组轨道的上支承梁滑道内，下支承梁组件5安装在上支承梁组件2正下方的底座12上；自动升降横移机构3包括移动架31、支臂32、千斤顶33、横移组件34、升降组件35和转动组件36，移动架31包括上导向杆311、圆形齿条312、两个c型滑轨313、两个上横梁314和两个下横梁315，两个c型滑轨313分别可滑动安装在两个矩形齿条14上，所述c型滑轨313后端安装有防止c型滑轨313脱离矩形齿条 14的滚轮，所述滚轮与矩形齿条14后端面滚动配合，两个上横梁314一端分别垂直固定在两个c型滑轨313的前端面上部，两个上横梁314另一端通过水平设置的上导向杆311 固定连接，两个下横梁315一端分别垂直固定在两个c型滑轨313的前端面下部，两个下横梁315另一端通过水平设置的圆形齿条312固定连接，上导向杆311与圆形齿条312 平行，所述圆形齿条312前端沿其长度方向加工有若干个齿，横移组件34安装在上导向杆311和圆形齿条312上，支臂32一端与横移组件34可转动连接，支臂32另一端安装
有千斤顶33，在横移组件34的驱动下使得横移组件34带动千斤顶33沿上导向杆311和圆形齿条312的长度方向做直线运动，转动组件36底部固定安装在横移组件34上，转动组件36顶部与支臂32侧壁铰接，在转动组件36的驱动下使得转动组件36带动支臂32 及千斤顶33以支臂32远离千斤顶33一端为中心进行旋转，升降组件35安装在c型滑轨313上，在升降组件35的驱动下使得升降组件35带动移动架31、升降组件35、横移组件34、转动组件36、支臂32以及千斤顶33整体沿两个矩形齿条14的长度方向做直线运动。
34.具体实施方式二：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式的上支承梁组件2 包括顶梁21、靠梁22、铁链、橡胶垫板23和两个插销机构24，顶梁21和靠梁22由上至下依次水平设置在两组轨道的上支承梁滑道内，顶梁21通过铁链与靠梁22连接，顶梁 21两端分别加工有与立柱11上的销孔a相对应的销孔b，顶梁21两端通过两个插销机构 24与两组轨道中的立柱11可拆卸连接，靠梁22底部安装有橡胶垫板23，顶梁21包括顶梁本体211和吊耳212，吊耳212安装在顶梁本体211顶端。如此设置，顶梁21与靠梁 22之间通过铁链软连接。通过在靠梁22底部设置橡胶垫板23，能够防止靠梁22直接接触损坏砼管表面。两个插销机构24用于将顶梁21固定在两组轨道上。上支承梁组件2 为可拆卸式结构，方便砼管的放入和取出，顶梁本体211顶端设置吊耳212，便于吊装。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
35.具体实施方式三：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式的下支承梁组件5 包括两个圆棒51、两个硬木52和两个正反扣调节轮组件53，两个圆棒51分别沿底座12 的宽度方向并排设置在两组轨道的前后两侧，两个圆棒51的两端分别穿过两侧三角板13 上的两个圆棒安装条形通孔，两个圆棒51的两端之间分别通过两个正反扣调节轮组件53 连接，在两个正反扣调节轮组件53的作用下实现两个圆棒51之间净距离调节，每个圆棒 51上部分别安装有两个硬木52。如此设置，通过在两个圆棒51之间设置正反扣调节轮组件53，能够起到精准调节两个硬木52之间净距离的目的，保证试验数据的准确性。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
36.具体实施方式四：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式的横移组件34包括横移电机341、横移传动齿轮342、下导向套管343、上导向套管344、中间连杆345和驱动安装板346，下导向套管343套设在圆形齿条312上，下导向套管343上开设有齿轮让位孔a，上导向套管344套设在上导向杆311上，上导向套管344和下导向套管343通过中间连杆345固定连接，驱动安装板346上端与上导向套管344固定连接，驱动安装板 346下端与下导向套管343固定连接，横移电机341安装在驱动安装板346上，横移电机 341的输出轴上安装有横移传动齿轮342，所述横移传动齿轮342穿过下导向套管343上的齿轮让位孔a并与圆形齿条312相啮合。如此设置，横移组件34通过设置横移电机341 能够自由调节千斤顶33的水平位置，无需人工高处安装及移动千斤顶33，防止试验人员在操作过程中坠落，提高了试验效率的同时，还解决了试验上的安全问题。操作时，横移电机341输出轴带动横移传动齿轮342转动，此时横移传动齿轮342与圆形齿条312相啮合，在横移传动齿轮342转动时，圆形齿条312固定不动，横移传动齿轮342带动横移组件34及千斤顶33沿上导向杆311和圆形齿条312的长度方向做直线运动。通过控制横移电机341的正反转，可以调整千斤顶33的运动方向。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
37.具体实施方式五：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式的升降组件35包括
两个升降电机351和两个升降传动齿轮352，两个升降电机351分别安装在两个c型滑轨 313上，每个c型滑轨313上分别开设有齿轮让位槽b，两个升降电机351的输出轴上分别安装有两个升降传动齿轮352，所述升降传动齿轮352穿过c型滑轨313上的齿轮让位槽b并与矩形齿条14相啮合。如此设置，升降组件35通过设置两个升降电机351能够自由调节千斤顶33的上下位置，无需人工高处安装及移动千斤顶33，防止试验人员在操作过程中坠落，提高了试验效率的同时，还解决了试验上的安全问题。操作时，两个升降电机351的输出轴同步带动两个升降传动齿轮352转动，此时两个升降传动齿轮352分别与两个矩形齿条14相啮合，在升降传动齿轮352转动时，矩形齿条14固定不动，升降传动齿轮352带动移动架31、升降组件35、横移组件34、转动组件36、支臂32以及千斤顶 33整体沿两个矩形齿条14的长度方向做直线运动。通过控制两个升降电机351的正反转，可以调整千斤顶33的运动方向。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
38.具体实施方式六：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式的转动组件36包括电动推杆361和推杆铰接件362，电动推杆361的底部固定安装在驱动安装板346靠近千斤顶33一侧的端面上，电动推杆361的伸缩杆端部通过推杆铰接件362与支臂32铰接。如此设置，电动推杆361用于收放支臂32，实现千斤顶33快速实现90度移开，便于整体设备的吊装以及砼管的放入和收取。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
39.具体实施方式七：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式的正反扣调节轮组件 53包括调节轮安装板531、调节轮532、调节轮套管533、两个螺纹套管534、两个支撑块535、两个螺杆536和两个螺杆固定销轴537，调节轮安装板531安装在外侧三角板13 的端面上，两个支撑块535一端与调节轮安装板531固定连接，两个支撑块535另一端加工有圆弧形容纳槽，两个螺纹套管534一端分别水平安装在两个支撑块535另一端的圆弧形容纳槽内，两个螺纹套管534另一端分别与调节轮套管533两端固定连接，调节轮532 套装在调节轮套管533上，所述调节轮532外圆沿圆周方向加工有若干个圆形插孔，两个螺纹套管534另一端分别与两个螺杆536一端螺旋连接，两个螺杆536另一端分别插装在两侧圆棒51的插孔内，且两个螺纹套管534分别通过两个螺杆固定销轴537与两侧圆棒 51连接。如此设置，两侧圆棒51的两端通过正反扣调节轮组件53连接，将销轴插装在调节轮532外圆上的圆形插孔，通过销轴扳动调节轮532进行转动，进而改变两个螺纹套管534与两个螺杆536之间的旋紧程度，进而起到精准调节两个硬木52之间净距离的目的，保证试验数据的准确性。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
40.两个螺纹套管534的内螺纹旋向相反，两个螺杆536的外螺纹分别与两个螺纹套管 534的内螺纹相匹配，且两个螺杆536的外螺纹旋向相反。
41.具体实施方式八：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式的主架体1还包括两个防滚杠16和四个导向轮15，两个防滚杠16以轨道为中心对称设置在轨道两侧的底座 12上，四个导向轮15分别通过导向轮转轴可转动安装在四个立柱11的顶端。如此设置，四个立柱11的顶端设置四个导向轮15的目的是为了避免上支承梁组件2在放置过程中出现卡滞。底座12两端设有防滚杠16，能够防止砼管测试中滚出。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
42.具体实施方式九：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式还包括两组攀爬梯4，两组攀爬梯4分别安装在两组轨道的外侧，每组攀爬梯4包括若干个u型踏步杆，所述若干
个u型踏步杆由上至下依次均匀安装在每组轨道中的两个立柱11外侧面上。如此设置，在两组轨道的外侧焊接两组攀爬梯4的目的是为了提高装置结构的稳定性，方便试验人员的攀登。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
43.具体实施方式十：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式还包括两个限位板6，每组攀爬梯4的若干个u型踏步杆内侧焊接有一个限位板6，两侧限位板6之间存在高度差。如此设置，攀爬梯4内侧焊接限位板6，用于限制上支承梁组件2的左右位置，两侧限位板6设有一定的高度差，便于上支承梁组件2入轨，同时提高了装置结构的稳定性，方便试验人员的攀登。其它组成和连接关系与具体实施方式的一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
44.工作原理
45.结合图1至图7说明本实用新型用于砼管外压荷载试验装置的工作原理：所述用于砼管外压荷载试验装置的工作过程是通过以下步骤实现的，
46.步骤一、根据砼管外径精准定位下支承梁组件5，根据试验要求通过转动调节轮532 精准调节下支承梁组件5中的两个硬木52之间的净距离；
47.步骤二、启动自动升降横移机构3中升降组件35的两个升降电机351，使千斤顶33 上移至所试验砼管直径高度上方一定距离；
48.步骤三、吊装砼管，将其放置在下支承梁组件5中两个硬木52的上面，检查砼管与硬木52的接触位置，确保完全接触；
49.步骤四、吊装上支承梁组件2，检查砼管与橡胶垫板23的接触位置，试验人员通过攀爬梯4确保橡胶垫板23与砼管全面接触，再使用插销机构24将顶梁21固定在两组轨道上；
50.步骤五、调节千斤顶33的准确位置，开启电动推杆361，使支臂32位于靠梁22的上端面，根据砼管类型及长度先通过自动升降横移机构3的升降组件35调节千斤顶33 上下垂直位置，再通过自动升降横移机构3的横移组件34调节千斤顶33左右水平位置；
51.步骤六、按照试验要求开展检验项目，记录裂缝荷载和破坏荷载，至此，完成了砼管外压荷载试验。
52.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。