CN107340185A - 一种桥梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桥梁静载试验装置，尤其是指一种大跨度简支梁预应力自平衡式静载试验台，包括试验梁、千斤顶、反力梁、上横梁、竖拉杆、支座墩、杠杆梁和地面反力墩。所述反力梁位于试验梁上方，千斤顶位于反力梁和试验梁之间，上横梁位于反力梁两端部之上；上横梁两端设有竖拉杆，竖拉杆下端与杠杆梁后端部联结，杠杆梁通过销轴联结穿过支座墩，杠杆梁前端与地面反力墩接触提供试验反力。反力梁采用节段拼装式预应力结构，可大量节省材料。且免于桥面板钻孔穿过竖拉杆进行试验。本试验台结构科学、经济适用，便于现场制梁的搬迁转场，根除了目前40m梁采用的基坑混凝土重反力式试验台座的炸毁复耕问题，适用于各种跨度、梁型的静载试验。

Description

一种桥梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台

技术领域

本发明涉及一种桥梁静载试验装置，尤其是指一种大跨度简支箱梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台。

背景技术

ZL 98248613.8号专利文献公开了一种预制预应力混凝土简支梁用静载试验装置，利用万能杆件拼装桁梁抵抗试验荷载，从而实现在施工现场对预应力混凝土简支梁进行静载试验。但是该装置具有以下缺点：

1、其反力架是由万能杆件桁架梁构成，因杆件及节点板种类繁多、拼装、拆卸复杂，成本高昂。

2、万能杆件桁梁张拉，因在杆件节点生成张拉锚固点构造复杂，施作受限，且节点设计为刚性节点，实际可能存在铰接点，故桁梁张拉压缩变形量大、反拱变形大，截面抗弯能力与张拉预应力大小难以恰当控制。又因反拱变形大，千斤顶横梁随之倾斜而不能保持水平，试验时极易造成千斤顶滑出。

3、仅适用于T梁，若扩展延伸用于箱梁静载试验，则需增设上、下横梁。由于下横梁位于支座下面，致使竖拉杆需要穿过桥面板的钻孔才能与上横梁联结，钻孔困难且对梁体造成破坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对上述缺陷，提供一种高刚度、少耗材、低成本、结构简单、组装方便，并且不需桥面板钻孔的、适应于各种梁型、各种跨度的预应力混凝土简支梁静载试验台。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种桥梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台，包括试验梁、千斤顶、反力梁、上横梁、竖拉杆、支座墩、杠杆梁及地面反力墩，所述反力梁位于试验梁上方，千斤顶位于反力梁和试验梁之间，反力梁两端设有上横梁，上横梁两端设有竖拉杆，竖拉杆一端和上横梁连接，另端与杠杆梁后端部连接。杠杆梁通过销轴联结穿过支座墩，杠杆梁前端与地面反力墩接触提供试验反力。试验加载力的传递路径为：试验荷载——反力梁——上横梁——竖拉杆——支座墩及杠杆梁——地面反力墩，实现试验梁的试验荷载与试验台的反力组成的闭合力系自平衡。

所述反力梁由预应力钢管混凝土矩形梁与钢管预应力拱架构成的组合梁，节段拼装法兰盘联结后对矩形梁底部和拱架先、后实施预应力张拉，构成整体预应力反力梁。由预应力矩形梁和预应力拱架组成的反力梁，充分发挥了混凝土抗压及钢绞线抗拉的材料特性。对矩形梁张拉使各段联为整体，并增大矩形梁下翼缘抗拉强度；利用适度的预应力拱架张拉，抵消预应力矩形梁张拉产生的上拱度，最终形成反力梁设计预设向下的适度反拱，巧妙地提高了反力梁的抗弯截面矩量，大量节省材料。预应力反力梁为本发明的技术核心，预应力拱架张拉是本发明的技术创新点。

所述反力梁为预应力钢管混凝土梁。

所述反力梁为预应力混凝土梁与钢梁组合梁。

所述反力梁为预应力钢结构梁。

所述反力梁的数量，当试验梁为T型梁时，反力梁为1组；当试验梁为箱型梁时，反力梁为2组，且2组反力梁之间设置多根横拉杆，防止反力梁倾覆变形。

所述反力梁为节段式拼装，矩形梁及拱架的节段数量及每节长度，据不同试验梁跨度相应确定。节段拼装，适于运输，各段以法兰盘联结后进行预应力张拉，组成反力梁整体。

所述的支座墩与杠杆梁为销轴联结，杠杆梁绕销轴微量转动，支座墩为杠杆支点，其上的桥梁支座只承受垂向力，不受杠杆梁转动影响。杠杆梁前端抵触在地面反力墩上，平衡竖拉杆传递过来的试验荷载。

所述的反力梁长于试验梁，从而实现竖拉杆位于梁体端面，竖拉杆上端与上横梁连接，下端与杠杆梁连接，避免从桥面板穿过而致使桥面板钻孔。

所述的杠杆梁的形状，当试验梁为箱型梁时，杠杆梁为矩形；当试验梁为T型梁时，杠杆梁为T形。

所述试验台适用于各种梁型，包括箱梁及T梁。当试验梁为T型梁时，上横梁长度略大于反力梁宽度，使竖拉杆设在反力梁两侧，杠杆梁为T型，竖拉杆上端与上横梁联结，下端与T型杠杆梁联结。T型杠杆梁与支座墩销轴联结，T型杠杆梁从支座墩穿过，前端与地面反力墩抵触。与箱梁用试验台相较，支座墩及销轴形状、结构均不变，仅数量减半。

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明

附图说明

图1是本发明所述静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台用于箱梁的结构立体图。

图2是本发明所述静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台用于箱梁的主视图。

图3是本发明所述静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台用于箱梁的侧视图。

图4是本发明所述静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台用于箱梁的支座墩及杠杆梁图。

图5是本发明所述静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台的用于T梁的结构立体图。

图6是本发明所述静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台用于T梁的侧视图。

其中：1.试验梁；2.千斤顶；3.反力梁；4.上横梁；5.竖拉杆；6.支座墩；7.杠杆梁；8、地面反力墩。

具体实施方式

如图1～图6所示，本发明所述的静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台，包括试验梁1、千斤顶2、反力梁3、上横梁4、竖拉杆5、支座墩6、杠杆梁7、地面反力墩8。千斤顶2位于试验梁1和反力梁3之间，反力梁3位于试验梁1上面，反力梁3两端设有上横梁4，上横梁4两端设有竖拉杆5，竖拉杆5一端和上横梁4连接，另端与杠杆梁7后端部连接，杠杆梁7穿入支座墩6，且与支座墩6为销轴联结，杠杆梁7的前端部与地面反力墩8相抵触。试验加载力的传递路径为：试验千斤顶2——反力梁3——上横梁4——竖拉杆5——支座墩6及杠杆梁7——地面反力墩8，实现试验梁的试验荷载与试验台的反力组成的闭合力系自平衡。

上述技术方案采用闭合力系自平衡原理，即作用于试验梁上的千斤顶2的加载作用力与静载试验台反作用力在同一闭合力系中自我平衡。

本实施例所述的反力梁3采用预应力矩形梁与钢管预应力拱架的组合梁提供试验荷载反力。预应力反力梁3是本试验台的核心技术。反力梁3为节段式拼装组成，适于运输，各段以法兰盘联结后采用钢绞线进行预应力张拉。节段数量及每节长度，据不同试验梁跨度相应确定，以适用于桥梁的各种不同标准跨度。

本实施例所述的反力梁3，当试验梁1为箱型梁时为2组，当试验梁1为T型梁时为1组。

本实施例所述的上横梁4，当试验梁1为箱型梁时，其长度与2组反力梁安装后总宽度相同；当试验梁1为T型梁时，其长度比矩形梁宽度略宽，以便安转竖拉杆5。

本实施例所述的竖拉杆5，由多根大直径精轧螺旋钢筋组成，其排布应使每根精轧螺旋钢筋承受相同的拉力。即上横梁4上的每根精轧螺旋钢筋为沿试验梁1的纵向一字排列，杠杆梁7上的每根精轧螺旋钢筋为沿试验梁1的横向一字排列。在竖拉杆5的长度中间，使用90°转换器连接。

本实施例所述的杠杆梁7，当试验梁1为箱型梁时为矩形，当试验梁1为T型梁时为T形。

Claims (7)

1.一种桥梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台，包括试验梁、千斤顶、反力梁、上横梁、竖拉杆、支座墩、杠杆梁及地面反力墩，所述反力梁位于试验梁上方，千斤顶位于反力梁和试验梁之间，反力梁两端设有上横梁，上横梁两端设有竖拉杆，竖拉杆一端和上横梁连接，另端与杠杆梁后端部连接。杠杆梁通过销轴联结穿过支座墩，杠杆梁前端与地面反力墩接触提供试验反力。其特征是试验荷载——反力梁——上横梁——竖拉杆——支座墩及杠杆梁——地面反力墩，实现试验梁的试验荷载与试验台的反力组成的闭合力系自平衡。

2.如权利要求1所述的桥梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台，其特征是所述反力梁由预应力钢管混凝土矩形梁与钢管预应力拱架构成的组合梁，节段拼装装法兰盘联结后实施预应力张拉，组成反力梁整体，拱架高度及双向预应力提供了足够的抗弯能力。

3.如权利要求1所述的桥梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台，其特征是所述支座墩与杠杆梁为销轴联结，使支座只承受垂向力，不受杠杆梁转动影响。

4.如权利要求1或2所述的桥梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台，其特征是所述反力梁长于试验梁，从而实现竖拉杆位于梁体端面，竖拉杆上端与上横梁连接，下端与杠杆梁连接，避免从桥面板穿过而致使桥面板钻孔。

5.如权利要求1或2所述的桥梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台，其特征是所述反力梁为预应力钢管混凝土梁。

6.如权利要求1或2所述的桥梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台，其特征是所述反力梁为预应力混凝土梁与钢梁组合梁。

7.如权利要求1或2所述桥梁静载试验用预应力钢管混凝土自平衡式静载试验台，其特征是所述反力梁为预应力钢结构梁。