静力试验防滑处理

摘　要：针对静力试验中大吨位载荷高载时容易产生滑动的问题，介绍了两种典型的安装防滑处理方法，为大吨位载荷试验的稳定性提供了实用的、有普遍意义的试验解决方案。

关键词：载荷；防滑处理；平衡

1  引言
　　静力试验中，载荷方向主要有三种：X向、Y向和Z向（通常和坐标系中的X轴、Y轴和Z轴方向一致）。按照载荷方向，除Y向载荷不需要考虑防滑处理，侧向载荷和向下载荷进行地面转向加载都需要考虑防滑处理。按照试验的安装位置，将所有类型加载点分成两种情况作防滑处理：地面加载和空中侧向加载。
　　一般，当地面加载和空中侧向加载中的合力点载荷超过约25000N时，试验安装必须考虑防滑处理。载荷吨位越大，需要考虑的防滑处理越多，疏忽一个细节，加载过程中尤其是试验至高载时，固定设备、加载控制系统和通用连接设备等组成的整体加载装置就会产生滑动。
　　试验加载时各加载点之间必须协调平衡，以防止变形不协调引起异常破坏。滑动会导致试验的测量数据出现脉冲，试验件发出异常声响，产生滑动的合力点载荷瞬间变化，载荷重新分配，如果局部点载荷强度过大，各加载点之间产生不协调误差，对试验件的影响是非常严重的。试验至高载时，试验件发出声响和测试数据变动的原因非常复杂，试验指挥在极短时间内作出正确判断非常困难，如果整体加载装置在滑动后不能及时中止，就会造成试验件非正常损坏或试验报警非正常退出。大吨位载荷试验通常都是多点协调加载，那么，试验前是否全面准确考虑防滑安装，对试件的安全、加载的精度、试验的稳定和指挥的心理有着重要影响。
2  地面加载防滑
　　地面加载防滑主要应用于向下Y向载荷进行地面转向加载，现以完成的试验为例对试验中的防滑处理进行分析。如图1（a）所示，某任务书载荷Py=218000N，要求垂直于试件水平基准面竖直向下加载，由于试件下部安装空间有限，难以直接安装加载控制系统和通用连接设备，因此选择在地面进行转向加载，载荷转向后，加载控制系统和通用连接设备平行于地面安装。
　　利用自平衡原理进行防滑处理最简单有效、安装工作量最小。如图1（a）所示在加载控制固定装置和固定转向装置之间安装一个防滑装置，加载控制固定装置所受的拉力和防滑装置传给它的阻力作用方向相反，固定转向装置所受拉力与防滑装置传给它的阻力作用方向相反，加载过程中，这些作用力始终相互平衡。通过加装防滑装置，大吨位载荷静力试验整体加载系统就不会产生滑动。

　         　
　　
　　由于使用了固定转向设备进行载荷转向，安装位置D处必须进行固定，防止加载时拉脱设备。安装位置C处也必须进行固定，以增大地面摩擦力，防止拉脱转向设备。通过两处固定后，保证了固定转向装置的稳定性。另外通过A处、B处固定后，保证了加载控制固定装置的稳定性。
　　采用上述大吨位载荷地面防滑安装，已经顺利完成了100%设计载荷静力试验考核，试验时整体加载系统稳定，没有出现滑动现象，加载控制精度满足要求。
　　大吨位载荷静力试验防滑处理方法基本与上述方法类似，一般根据载荷吨位调整加载控制设备、连接设备和固定设备的选用即可。
3  空中侧向加载防滑
　　空中侧向加载载荷吨位越大，防滑固定难度越高。同时必须考虑载荷点安装的高度，平衡载荷产生的弯矩，防止承载立柱翻转。与地面加载中防滑处理应用的原理相同，即采用力的相互平衡来抵消引起立柱、控制设备滑动翻转的力。
　　如图1（b）所示，任务书给定空中侧向总载为Pz=58216N，总载荷压心位置安装时距离地面高度为4620mm。该试验是侧向受载较严重工况，载荷吨位较大，加载位置较高，需要考虑防滑和弯矩平衡。
　　试验安装时，必须采用相应数量固定设备固定承载立柱，增加地面摩擦力，防止高载时立柱滑动。为了平衡弯矩，以防立柱翻转，承载立柱上要安装斜向固定设备。斜向固定设备的地面固定位置与承载立柱转动支点间距要经过平衡计算，实际安装时在计算范围内选取合适位置。为了减轻设备承力，斜向固定设备在立柱上的安装高度一般要高于加载合力点。考虑安装空间和优化设备承力，一般斜向固定设备与地面的夹角越大越好，可根据实际安装的现场情况在计算范围内灵活选择角度。
　　通过以上防滑处理后，试验已经顺利完成，加载过程稳定，载荷精度良好。
　　空中侧向加载试验中的单个合力点载荷绝多数都会小于50000N，防滑处理方法基本与上述试验类似。如果载荷较小，地面有固定设备的安装空间，摩擦力与载荷能够平衡，且立柱抗弯强度能够满足要求，可以少作防滑处理，如果摩擦力不够或立柱抗弯强度不足，就必须进行防滑处理确保试验稳定性。
4  结论
　　地面加载和空中侧向加载采用的防滑措施不同，应用的力平衡原理基本相同。通过防滑处理，大吨位载荷静力试验加载过程中不会产生滑动现象，可以确保加载精度和稳定性，从而能够顺利地实施试验方案，满足任务书的试验要求。