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1、1500KN 支座试验机控制系统设计方案之功能描述1. 1500K1500K N 支座试验机概述支座试验机概述1500K 支座试验机是一套三维加载试验机系统，是专门用于桥梁支座研究、 开发和检测试验的试验机。需要完成垂向加载、横向摩擦、压转 3 个静态试验， 以及垂向、压转、纵向摆 3 个动态试验。整个设备的荷载施压由液压系统完成， 在静态试验时采用压力传感器检测压力，动态试验采用油压传感器检测压力。1.1 试验机设计目的和任务试验机设计目的和任务设计目的：研制大吨位支座试验机为大型桥梁支座提供研发所需的静动态试 验功能、为产品检测检验提供试验条件。 设计任务：完成大吨位支座试验机的整机功能设
2、计、机架结构和基础结构设 计、液压加载系统设计和控制及检测系统的设计。1.2 试验机总体功能设计试验机总体功能设计1.2.1.1.2.1. 竖向承载试验竖向承载试验测定在垂直荷载作用下，荷载支座竖向压缩变形曲线和荷载盆环径向变形曲线。试验荷载：支座竖向设计承载力的 1.5 倍。在支座四周对称放置 4 个百分表测定竖向压缩变形，用 4 个千分表测定盆环径向变形。加载方式：先预压 3 遍。试验时以设计承载力的 0.5%作为初始荷载，然后逐级加载，每级荷载稳压 2min 后读取千分表数据，直至检验荷载，稳压 3min 后卸载。往复试验 3 次。如图一：图一（1:千斤顶 2:承载板 3:试验件 4:百
3、分表 5：千分表）四个百分表接收数据依次为 b0b3,千分表接收数据依次为 q0q3，荷载支座竖向压缩变形量 T1=(b0+b1+b2+b3)/4; 荷载盆环径向变形量T2=(q0+q1+q2+q3)/4。 （公式依据 TBT2331-2004 附录 c.2）荷载支座竖向压缩变形曲线大概为：F（kn）此处读取百 分表数据此处读取百 分表数据读取百分表数据，然后卸载约 2min约 2min约 3min黑色曲线为竖向压力与时间的关系；红色曲线为竖向压力与压缩形变的关系；L(mm) T(min)荷载盆环径向变形曲线大概为：L（mm ）此处读取千 分表数据此处读取千 分表数据读取千分表数据，然后卸载约
4、 2min约 2min约 3min黑色曲线为竖向压力与时间的关系；红色曲线为竖向压力与盆环径向形变的关 系； 生成的报表参考布局为： 序号试验荷载试验温度加载速度MN 1 2 3F(kn)注：M：竖向压缩形变量（T1）与支座总高的百分比；N：盆环径向变形（T2） 与盆环外径的百分比；1.2.2.1.2.2. 侧拉试验侧拉试验支座摩擦系数试验（球形支座实验装置如图 2 所示）：测定支座摩擦系数。试验荷载：竖向荷载为设计承载力，横向施加水平力，直至支座发生滑动。加载方式：竖向施加并保持支座竖向设计承载力的荷载，横向施加水平力，直至支座发生滑动。测得最大水平力，重复试验 5 次。第二次至第五次的滑动
5、摩擦系数平均值为实测摩擦系数。图二（1:试验件 2:水平加载装置及水平压力传感器 3: 上承载板 4:下承载板）所求摩擦力系数为;（公式依据 TBT2331-2004 附录 d.2）RH 2/H 为支座承受的最大水平拉力；R 为制作承受的最大压力；实测摩擦系数：；43210生成的报表参考布局为：试验荷载试验温度加载速度01234为初始摩擦系数；为第一次摩擦系数；为第二次摩擦系数；为第0123三次摩擦系数；为第四次摩擦系数；为实测摩擦系数；4测拉实验曲线大致为：T(min）发生滑动时 采集初始摩 擦力及系数发生滑动时 采集第二次 摩擦力及系 数发生滑动时 采集第三次 摩擦力及系 数发生滑动时 采
6、集第四次 摩擦力及系 数发生滑动时 采集第五次 摩擦力及系 数1.2.3.1.2.3. 压转试验压转试验F（kn）支座压转试验（球形支座实验装置如图三所示）： 盆式支座：设计荷载的 1.5 倍作用下，使支座产生 0.02rad 的转角， 保持 1h 后卸载，检查各构件有无明显损坏。 试验荷载：竖向荷载为设计荷载的 1.5 倍（最大 12000kN） ，使支座产 生 0.02rad 的转角，并保持 1h 后卸载。图三（1:试验件 2:加载装置及压转压力传感器 3: 上承载板 4:下承载板）在测试中或测试后进行拆解时，均应进行目测检查，要求试验件无损伤， 且承压橡胶板无裂缝或被挤出，黄铜紧箍圈无明显损伤。 （依据 TBT2331-2004 附录 E.2）1.3 整机性能参数整机性能参数1500KN 支座试验机整机性能参数如表 1 所示。表 1 试验机整机性能参数序序 号号参数项目参数项目参数要求参数要求示值允许示值允许 误差误差备注备注1垂向最大静态载荷1500KN1%依据 TBT2331-2004-3.1.12垂向最大静态位移50mm1%依据 TBT2331-2004-3.1.23横向最大静态载荷150KN1%依据 TBT2331-2004-4.2.24横向最大静态位移10mm1%依据 TBT2331-2004- 3.1.35最大压转静荷载1%6最大压转角度1%7最大压转位移1%
