CN107991469A - 一种混凝土试件耐久性试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土试件耐久性试验装置，主要涉及混凝土试件耐久性试验技术领域。包括振动平台、动力机构总成、试验装置总成和控制系统总成，所述动力机构总成转向电机、转向支架和电动液压缸，所述试验装置总成包括环境模拟筒、两侧支杆、下压板和上压板，所述下压板底部设有加载柱，所述加载柱与下压板之间设有压力传感器，所述振动电机、转向电机、电动液压缸、压力传感器均通过导线与控制系统总成连接。本发明的有益效果在于：本装置能够在混凝土渗水、震动、应力载荷的综合环境下对混凝土试件进行耐久性试验，能够对跨河大桥、跨江大桥、跨海大桥等重大工程施工提供科学数据。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土试件耐久性试验技术领域，具体是一种混凝土试件耐久性试验装置。
背景技术
混凝土结构由于耐久性不足而导致混凝土结构过早失效破坏、寿命缩短的事故却不断增多，尤其是大坝、道路、桥梁、港口等重大工程以及高层建筑物未达到设计年限就破坏的事故时有发生造成巨大经济损失和人员伤亡。实际工程混凝土的耐久性应该是在应力与不同环境共同作用下运行的，单一因素作用下的耐久性研究难以真实地反映客观实际，混凝土的耐久性是多因素，至少是双因素共同作用的结果。因此，根据工程实际中混凝土所处环境、气候和荷载情况，将影响耐久性的主要因素进行合理组合，系统开展双重或多重破坏因素作用下混凝土耐久性研究，量化因素与因素间的交互作用，是当前混凝土学科的重大科学技术与理论难题，目前已引起国际学术界广泛和高度重视，其研究成果将对混凝土结构耐久性设计及其寿命预测产生重大影响。研究混凝土在双重和多重破坏因素作用下的耐久性问题，首要任务就是要建立能够进行同时考虑2个或以上破坏因素的试验方法体系。
在实际工程中，结构混凝土均是在承载状态下工作和运行的。因此，研究荷载与其它破坏因素共同作用下混凝土耐久性具有重要的理论研究意义和广泛的工程应用价值。对于跨河大桥、跨江大桥、跨海大桥等重大工程，混凝土桥墩的耐久性受到多方面的影响，特别是混凝土渗水、桥体震动、桥体载荷的影响最为严重。因此，目前需要一种针对混凝土试件在此类环境下进行耐久性试验的装置，对工程施工时提供科学数据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土试件耐久性试验装置，它能够在混凝土渗水、震动、应力载荷的综合环境下对混凝土试件进行耐久性试验，能够对跨河大桥、跨江大桥、跨海大桥等重大工程施工提供科学数据。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种混凝土试件耐久性试验装置，包括振动平台、动力机构总成、试验装置总成和控制系统总成，所述振动平台底面设有振动电机，所述动力机构总成转向电机、转向支架和电动液压缸，所述转向电机与转向支架底端传动连接，所述电动液压缸设置在转向支架顶部末端，所述试验装置总成包括环境模拟筒、两侧支杆、下压板和上压板，所述环境模拟筒位于下压板底部，所述下压板、上压板在两侧支杆上自由滑动，所述下压板底部设有加载柱，所述加载柱与下压板之间设有压力传感器，所述下压板与上压板之间设有限位套筒，所述限位套筒外围套有弹簧，所述上压板顶部设有与两侧支杆螺纹连接的螺母，所述振动电机、转向电机、电动液压缸、压力传感器均通过导线与控制系统总成连接。
所述试验装置总成以振动平台中心位置为圆心环形阵列设有4～8个。
所述环境模拟筒至少能够盛放4个混凝土试件。
所述振动平台上还设有报警装置，所述报警装置与控制系统总成连接。
所述下压板底部设有与加载柱相适应的柱槽，所述压力传感器设置在柱槽槽底。
所述振动平台顶部设有与转向支架的竖杆相适应的滚动轴承。
所述振动平台底部设有电机箱，所述电机向底部设有控制箱，所述转向电机设置在电机箱内，所述控制系统总成设置在控制箱内。
所述转向支架远离电动液压缸的一侧设有配重块。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
环境模拟筒内放有液体，液体根据跨河大桥、跨江大桥、跨海大桥的水质选择性倒入，使之能够更好地模拟渗水环境。振动电机带动振动平台震动，能够通过调节振动电机来调节振动平台的振动频率、振幅，用来模拟震动环境。电动液压缸通过过上压板施压，其压力依次通过上压板、限位套筒、下压板、加载柱最终施加到环境模拟筒内的混凝土试件上，其压力传感器采集的压力数据传送到控制系统总成，后续用控制系统总成对整个装置进行控制操作。通过使用本装置能够在混凝土渗水、震动、应力载荷的综合环境下对混凝土试件进行耐久性试验，能够对跨河大桥、跨江大桥、跨海大桥等重大工程施工提供科学数据。
附图说明
附图1是本发明具体结构示意图。
附图2是本发明附图1中I部放大图。
附图中所示标号：
1、振动平台；2、控制系统总成；3、振动电机；4、转向电机；5、转向支架；6、电动液压缸；7、环境模拟筒；8、两侧支杆；9、下压板；10、上压板；11、加载柱；12、压力传感器；13、限位套筒；14、弹簧；15、螺母；16、混凝土试件；17、报警装置；18、柱槽；19、滚动轴承；20、电机箱；21、控制箱；22、配重块；23、泄压按钮。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
本发明所述是一种混凝土试件耐久性试验装置，主体结构包括振动平台1、动力机构总成、试验装置总成和控制系统总成2，所述振动平台1底面设有振动电机3，振动电机3带动振动平台1震动，能够通过调节振动电机3来调节振动平台1的振动频率、振幅，用来模拟震动环境。所述动力机构总成转向电机4、转向支架5和电动液压缸6，所述转向电机4与转向支架5底端传动连接，所述电动液压缸6设置在转向支架5顶部末端，转向电机4控制转向支架5的转动，电动液压缸6用来给试验装置总成施加压力。所述试验装置总成包括环境模拟筒7、两侧支杆8、下压板9和上压板10，所述环境模拟筒7位于下压板9底部，环境模拟筒7内放有液体，液体根据跨河大桥、跨江大桥、跨海大桥的水质选择性倒入，使之能够更好地模拟渗水环境。所述下压板9、上压板10在两侧支杆8上自由滑动，所述下压板9底部设有加载柱11，加载柱11底端与混凝土试件16接触，从而对混凝土试件16进行加压。所述加载柱11与下压板9之间设有压力传感器12，所述下压板9与上压板10之间设有限位套筒13，所述限位套筒13外围套有弹簧14，所述上压板10顶部设有与两侧支杆8螺纹连接的螺母15，所述振动电机3、转向电机4、电动液压缸6、压力传感器12均通过导线与控制系统总成2连接。电动液压缸6通过过上压板10施压，其压力依次通过上压板10、限位套筒13、下压板9、加载柱11最终施加到环境模拟筒7内的混凝土试件16上，压力传感器12采集的压力数据传送到控制系统总成2，后续用控制系统总成2对整个装置进行控制操作。
所述试验装置总成以振动平台1中心位置为圆心环形阵列设有4～8个。所述环境模拟筒7至少能够盛放4个混凝土试件16。试验时一般以6个混凝土试件16为一组，一般设置4组或6组进行不同压力的对比测试。所以本实施方式中将试验装置总成以振动平台1中心位置为圆心环形阵列设置6个即6组，环境模拟筒7盛放6个混凝土试件16即6个混凝土试件16为一组。
所述振动平台1上还设有报警装置17，所述报警装置17与控制系统总成2连接。一旦应力损失超过5％时，压力传感器12检测到压力值的变化，就将信号传递给控制系统总成2，控制系统总成2控制报警装置17进行报警，提醒测试人员来试验室进行后续工作。
所述下压板9底部设有与加载柱11相适应的柱槽18，所述压力传感器12设置在柱槽18槽底。施加压力后，柱槽18槽底的压力传感器12就与加载柱11顶部接触，从而对施加在混凝土试件16上的压力值进行实时的测量。
所述振动平台1顶部设有与转向支架5的竖杆相适应的滚动轴承19。滚动轴承19的设置能够使转向支架5在转动过程中更加稳定、平稳。
所述振动平台1底部设有电机箱20，所述电机向底部设有控制箱21，所述转向电机4设置在电机箱20内，所述控制系统总成2设置在控制箱21内。
所述转向支架5远离电动液压缸6的一侧设有配重块22。配重块22的设置能够使转向支架5更加平稳。
使用方法以及原理：
首先将处理好的混凝土试件16规整的摆放到各个环境模拟筒7中，根据跨河大桥、跨江大桥、跨海大桥的水质选择性倒入标准的液体，用来模拟渗水环境。试验装置总成以振动平台1中心位置为圆心环形阵列设置6个即6组，环境模拟筒7盛放6个混凝土试件16即6个混凝土试件16为一组。然后将下压板9和上压板10进行预安装，使加载柱11相应的对准每个混凝土试件16，对上压板10顶部的螺母15进行预拧紧。
然后通过转向电机4带动转向支架5转动，按照顺时针或逆时针的顺序使电动液压缸6转动到每个上压板10顶部的中心位置对每个上压板10进行施加压力，根据试验要求，每组试验装置总成对应不同的压力值，每组试验装置总成所对应的压力传感器12对应不同的压力报警值。通过控制电动液压缸6缓慢的对上压板10进行施加压力，下压板9更加缓慢的向下移动，当施加到规定的应力值时，拧紧上压板10顶部的螺母15，从而使试验装置总成能够保持这个应力值对混凝土试件16进行施压。按照顺序依次完成对每组试验装置总成的应力值施加，用来模拟应力载荷环境。
施压完毕后再打开振动电机3，使振动台以规定的振动频率、振幅进行不断震动用来模拟震动环境。综上，在混凝土渗水、震动、应力载荷的综合环境下对混凝土试件16进行耐久性试验。通过压力传感器12，对整个试验过程进行实时监测：
一旦应力损失超过5％，压力传感器12检测到压力值的变化，就将信号传递给控制系统总成2，控制系统总成2控制报警装置17进行报警，提醒测试人员来试验室进行后续工作。与此同时，控制系统总成2控制转向电机4转到对应的试验装置总成处，控制系统总成2控制电动液压缸6对试验装置总成的上压板10进行施压，直到恢复至原始应力值，测试人员来试验室后再次上压板10顶部的拧紧螺母15，然后按下电动液压缸6上的泄压按钮23对电动液压缸6进行泄压。手动关闭报警装置17，是报警装置17不再发出报警声。通过上述方法对不同环境下的每组混凝土试件16进行试验、记录数据，通过使用本装置能够在混凝土渗水、震动、应力载荷的综合环境下对混凝土试件16进行耐久性试验，能够对跨河大桥、跨江大桥、跨海大桥等重大工程施工提供科学数据。
实施例：
本发明所述是一种混凝土试件耐久性试验装置，主体结构包括振动平台1、动力机构总成、试验装置总成和控制系统总成2，所述振动平台1底面设有振动电机3，振动电机3带动振动平台1震动，能够通过调节振动电机3来调节振动平台1的振动频率、振幅，用来模拟震动环境，可以上下振动，也可以水平振动，也可以上下振动与水平振动相结合，根据试验要求选择合理的振动方式。所述动力机构总成转向电机4、转向支架5和电动液压缸6，所述转向电机4与转向支架5底端传动连接，转向电机4为伺服电机，使用过程中控制速度、位置、精度非常准确。伺服电机转子转速受控制系统总成2输入信号的控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。所述电动液压缸6设置在转向支架5顶部末端，转向电机4控制转向支架5的转动，电动液压缸6用来给试验装置总成施加压力。所述试验装置总成包括环境模拟筒7、两侧支杆8、下压板9和上压板10，所述环境模拟筒7位于下压板9底部，环境模拟筒7内放有液体，液体根据跨河大桥、跨江大桥、跨海大桥的水质选择性倒入，使之能够更好地模拟渗水环境。所述下压板9、上压板10在两侧支杆8上自由滑动，这样一来就可以根据混凝土试件16的高度对下压板9、上压板10的位置做适应性调节。所述下压板9底部设有加载柱11，加载柱11底端与混凝土试件16接触，从而对混凝土试件16进行加压。电动液压缸6通过过上压板10施压，其压力依次通过上压板10、限位套筒13、下压板9、加载柱11最终施加到环境模拟筒7内的混凝土试件16上。所述加载柱11与下压板9之间设有压力传感器12，压力传感器12采集的压力数据传送到控制系统总成2，后续用控制系统总成2对整个装置进行控制操作。所述下压板9与上压板10之间设有限位套筒13，所述限位套筒13外围套有弹簧14，所述上压板10顶部设有与两侧支杆8螺纹连接的螺母15，所述振动电机3、转向电机4、电动液压缸6、压力传感器12均通过导线与控制系统总成2连接。由于试验时一般以6个混凝土试件16为一组，一般设置4组或6组进行不同压力的对比测试。所述试验装置总成以振动平台1中心位置为圆心环形阵列设有6个。所述环境模拟筒7盛放6个混凝土试件16。所述振动平台1上还设有报警装置17，所述报警装置17与控制系统总成2连接。一旦应力损失超过5％时，压力传感器12检测到压力值的变化，就将信号传递给控制系统总成2，控制系统总成2控制报警装置17进行报警，提醒测试人员来试验室进行后续工作。所述下压板9底部设有与加载柱11相适应的柱槽18，所述压力传感器12设置在柱槽18槽底。所述振动平台1顶部设有与转向支架5的竖杆相适应的滚动轴承19。所述振动平台1底部设有电机箱20，所述电机向底部设有控制箱21，所述转向电机4设置在电机箱20内，所述控制系统总成2设置在控制箱21内。所述转向支架5远离电动液压缸6的一侧设有配重块22。
Claims (8)
1.一种混凝土试件耐久性试验装置，其特征在于：包括振动平台(1)、动力机构总成、试验装置总成和控制系统总成(2)，所述振动平台(1)底面设有振动电机(3)，所述动力机构总成转向电机(4)、转向支架(5)和电动液压缸(6)，所述转向电机(4)与转向支架(5)底端传动连接，所述电动液压缸(6)设置在转向支架(5)顶部末端，所述试验装置总成包括环境模拟筒(7)、两侧支杆(8)、下压板(9)和上压板(10)，所述环境模拟筒(7)位于下压板(9)底部，所述下压板(9)、上压板(10)在两侧支杆(8)上自由滑动，所述下压板(9)底部设有加载柱(11)，所述加载柱(11)与下压板(9)之间设有压力传感器(12)，所述下压板(9)与上压板(10)之间设有限位套筒(13)，所述限位套筒(13)外围套有弹簧(14)，所述上压板(10)顶部设有与两侧支杆(8)螺纹连接的螺母(15)，所述振动电机(3)、转向电机(4)、电动液压缸(6)、压力传感器(12)均通过导线与控制系统总成(2)连接。
2.根据权利要求1所述一种混凝土试件耐久性试验装置，其特征在于：所述试验装置总成以振动平台(1)中心位置为圆心环形阵列设有4～8个。
3.根据权利要求2所述一种混凝土试件耐久性试验装置，其特征在于：所述环境模拟筒(7)至少能够盛放4个混凝土试件(16)。
4.根据权利要求1所述一种混凝土试件耐久性试验装置，其特征在于：所述振动平台(1)上还设有报警装置(17)，所述报警装置(17)与控制系统总成(2)连接。
5.根据权利要求1所述一种混凝土试件耐久性试验装置，其特征在于：所述下压板(9)底部设有与加载柱(11)相适应的柱槽(18)，所述压力传感器(12)设置在柱槽(18)槽底。
6.根据权利要求1所述一种混凝土试件耐久性试验装置，其特征在于：所述振动平台(1)顶部设有与转向支架(5)的竖杆相适应的滚动轴承(19)。
7.根据权利要求1所述一种混凝土试件耐久性试验装置，其特征在于：所述振动平台(1)底部设有电机箱(20)，所述电机向底部设有控制箱(21)，所述转向电机(4)设置在电机箱(20)内，所述控制系统总成(2)设置在控制箱(21)内。
8.根据权利要求1所述一种混凝土试件耐久性试验装置，其特征在于：所述转向支架(5)远离电动液压缸(6)的一侧设有配重块(22)。
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