CN105865733B - 一种验证滑动支座摩擦力的测试方法及试验装置 - Google Patents

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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes

Abstract

本发明涉及一种验证滑动支座摩擦力的测试方法及试验装置，该测试方法按以下步骤进行：通过转动铰将钢柱底部与基座连接，并将基座锚固于试验场地；在钢柱顶部安装锚固钢板，并将水平作动器与锚固钢板连接；将竖向千斤顶安装在反力钢梁底部；在反力钢梁与竖向千斤顶之间设置滑动支座；在竖向千斤顶与钢柱顶部之间设置球铰；先通过竖向千斤顶对钢柱施加竖向荷载，再通过水平作动器对钢柱施加水平荷载，使滑动支座水平往复运动，得到滑动支座的位移‑摩擦力滞回曲线；将位移‑摩擦力滞回曲线进行数据处理，完成对钢筋混凝土桥墩/柱拟静力、拟动力试验因滑动支座摩擦力引起的滞回耗能累积的修正。本发明提高了试验精度，使桥墩/柱试件的滞回曲线更符合真实情况。

Description

一种验证滑动支座摩擦力的测试方法及试验装置
技术领域
本发明涉及一种验证滑动支座摩擦力的测试方法及试验装置，属于土木工程测试技术领域。
背景技术
桥墩结构在地震冲击下受损而导致桥梁上部结构的垮塌，在近年几次大地震中频频出现。由此引发的交通中断加剧了震后抢险救灾的难度，造成难以估量的经济损失。目前，国内学者对钢筋混凝土桥墩进行拟静力、拟动力试验研究时，通常在千斤顶与反力梁之间设置滑动支座以满足桥墩水平位移的需求，滑动支座与反力梁之间的摩擦力往往被忽略不计。因此，若滑动支座与反力梁之间存在摩擦力，滑动支座往复移动使得摩擦力耗能不断累积，由电液伺服加载系统所测得的水平反力值会高于真实值，结构耗能性能也随之偏大。目前，国内多数研究人员采用带滑动支座的加载装置进行钢筋混凝土桥墩的抗震性能研究，从研究结果来看，桥墩滞回曲线的正负峰值常常偏差较大，数据处理较为困难，给试验分析带来不便。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种验证滑动支座摩擦力的测试方法及试验装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案一是：一种验证滑动支座摩擦力的测试方法，按以下步骤进行：
（1）通过转动铰将钢柱底部与基座连接，并将基座锚固于试验场地，以使钢柱能够相对基座自由转动；
（2）在钢柱顶部安装锚固钢板，并将水平作动器与锚固钢板连接，以提供试验所需的水平荷载；
（3）将竖向千斤顶安装在反力钢梁底部，以提供试验所需的竖向荷载；
（4）在反力钢梁与竖向千斤顶之间设置滑动支座，以满足钢柱的水平往复运动；
（5）在竖向千斤顶与钢柱顶部之间设置球铰，以保证试验过程中竖向载荷与反力钢梁垂直；
（6）先通过竖向千斤顶对钢柱施加竖向荷载，再通过水平作动器对钢柱施加水平荷载，其中水平作动器的加载制度与钢筋混凝土桥墩/柱拟静力、拟动力试验的加载制度相同，使滑动支座水平往复运动，得到滑动支座的位移-摩擦力滞回曲线；
（7）对滑动支座的位移-摩擦力滞回曲线进行数据处理，完成对钢筋混凝土桥墩/柱拟静力、拟动力试验因滑动支座摩擦力引起的滞回耗能累积的修正。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案二是：一种验证滑动支座摩擦力的试验装置，包括钢柱、基座和水平作动器，所述钢柱底部设置有与基座相连接的转动铰，所述钢柱顶部安装有与水平作动器相连接的锚固钢板，所述钢柱顶部设置有与竖向千斤顶相连接的球铰，所述竖向千斤顶安装在反力钢梁底部，所述反力钢梁与竖向千斤顶之间设置有滑动支座。
进一步地，所述钢柱的高度与钢筋混凝土桥墩/柱的高度相同。
与现有技术相比，本发明优点在于：该测试方法及试验装置可对墩顶滑动支座移动产生的摩擦力进行量化分析，得到相应的位移-摩擦力曲线，有效地修正了多数带滑动支座的钢筋混凝土桥墩/柱的拟静力、拟动力试验中因滑动支座摩擦力引起的结构耗能累积量。
附图说明
图1为试验装置的结构示意图。
图2为钢柱的主视图。
图3为钢柱的侧视图。
图中标记：1-滑动支座，2-竖向千斤顶，3-球铰，4-转动铰，5-钢柱，6-反力钢梁，7-水平作动器，8-锚固钢板，9-基座9。
具体实施方式
为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~3所示，一种验证滑动支座摩擦力的测试方法，按以下步骤进行：
（1）通过转动铰4将钢柱5底部与基座9连接，并将基座9锚固于试验场地，以使钢柱5能够相对基座9自由转动；
（2）在钢柱5顶部安装锚固钢板8，并将水平作动器7与锚固钢板8连接，以提供试验所需的水平荷载；
（3）将竖向千斤顶2安装在反力钢梁6底部，以提供试验所需的竖向荷载；
（4）在反力钢梁6与竖向千斤顶2之间设置滑动支座1，以满足钢柱5的水平往复运动；
（5）在竖向千斤顶2与钢柱5顶部之间设置球铰3，以保证试验过程中竖向载荷与反力钢梁6垂直；
（6）先通过竖向千斤顶2对钢柱5施加竖向荷载，再通过水平作动器7对钢柱5施加水平荷载，其中水平作动器7的加载制度与钢筋混凝土桥墩/柱拟静力、拟动力试验的加载制度相同，使滑动支座1水平往复运动，得到滑动支座1的位移-摩擦力滞回曲线；
（7）对滑动支座1的位移-摩擦力滞回曲线进行数据处理，完成对钢筋混凝土桥墩/柱拟静力、拟动力试验因滑动支座摩擦力引起的滞回耗能累积的修正。
在本实施例中，由于摩擦力测试试验中采用的加载制度与钢筋混凝土桥墩/柱拟静力、拟动力试验加载制度相同，在对钢筋混凝土桥墩/柱进行抗震性能分析时，可消除摩擦力引起的滞回耗能累积量，提高了试验精度，使得桥墩/柱试件的滞回曲线更符合真实情况。
如图1~3所示，一种验证滑动支座摩擦力的试验装置，包括钢柱5、基座9和水平作动器7，所述钢柱5底部设置有与基座9相连接的转动铰4，所述钢柱5顶部安装有与水平作动器7相连接的锚固钢板8，所述钢柱5顶部设置有与竖向千斤顶2相连接的球铰3，所述竖向千斤顶2安装在反力钢梁6底部，所述反力钢梁6与竖向千斤顶2之间设置有滑动支座1。
在本实施例中，所述钢柱5的高度与钢筋混凝土桥墩/柱的高度相同。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的验证滑动支座摩擦力的测试方法及试验装置。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种验证滑动支座摩擦力的测试方法，其特征在于，采用一种验证滑动支座摩擦力的试验装置，包括钢柱、基座和水平作动器，所述钢柱底部设置有与基座相连接的转动铰，所述钢柱顶部安装有与水平作动器相连接的锚固钢板，所述钢柱顶部设置有与竖向千斤顶相连接的球铰，所述竖向千斤顶安装在反力钢梁底部，所述反力钢梁与竖向千斤顶之间设置有滑动支座，所述钢柱的高度与钢筋混凝土桥墩/柱的高度相同，按以下步骤进行：
（1）通过转动铰将钢柱底部与基座连接，并将基座锚固于试验场地，以使钢柱能够相对基座自由转动；
（2）在钢柱顶部安装锚固钢板，并将水平作动器与锚固钢板连接，以提供试验所需的水平荷载；
（3）将竖向千斤顶安装在反力钢梁底部，以提供试验所需的竖向荷载；
（4）在反力钢梁与竖向千斤顶之间设置滑动支座，以满足钢柱的水平往复运动；
（5）在竖向千斤顶与钢柱顶部之间设置球铰，以保证试验过程中竖向载荷与反力钢梁垂直；
（6）先通过竖向千斤顶对钢柱施加竖向荷载，再通过水平作动器对钢柱施加水平荷载，其中水平作动器的加载制度与钢筋混凝土桥墩/柱拟静力、拟动力试验的加载制度相同，使滑动支座水平往复运动，得到滑动支座的位移-摩擦力滞回曲线；
（7）对滑动支座的位移-摩擦力滞回曲线进行数据处理，完成对钢筋混凝土桥墩/柱拟静力、拟动力试验因滑动支座摩擦力引起的滞回耗能累积的修正。
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