CN111649932A - 一种用于ma模数式桥梁伸缩装置的试验设备及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备及其试验方法，属于路桥检测技术领域，以解决MA模数式桥梁伸缩装置缺乏相关检测设备和检测方法的问题。装置包括加荷设备、试样固定设备；加荷设备包括相互连接的电机和牵引杆；试样固定设备包括对称设置移动台座和固定台座。方法包括断面尺寸合格判断、设计伸缩量合格判断、橡胶密封带夹持性能合格判断的试验方法；竖向错位试验方法；本发明整体弥补了目前MA模数式桥梁伸缩装置和相关试验检测方法的空白，通过设备研发，配套方法和判定标准，形成了一个完善的针对MA模数式桥梁伸缩装置的专门试验设备和方法，具有重要的推广意义。

Description

一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备及其试验方法

技术领域

本发明属于路桥检测技术领域，具体涉及一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备及其试验方法。

背景技术

交通运输行业现行标准JT/T327-2016《公路桥梁伸缩装置通用技术条件》对MB模数式桥梁伸缩装置的变形性能、最大水平摩阻力、每单元最大竖向变形偏差、错位性能、承载能力极限状态验算、承载性能、橡胶密封带夹持性能等常规项目给出了试验检测方法及部分性能要求，但没有对MA模数式桥梁伸缩装置相关试验检测方法及性能做出要求。

MA模数式桥梁伸缩装置在我国西北部省区应用较多，而相关检测设备、检测方法和评判标准还很不成熟。

目前模数式桥梁伸缩装置相关试验设备存在可测参数不齐全、试验效率低、样品受力点欠合理等问题。JT/T327-2016《公路桥梁伸缩装置通用技术条件》(以下简称规范)没有明确MA模数式桥梁伸缩装置常规检测项目的要求及相应试验方法。

与MB模数式桥梁伸缩装置所检项目不同的是，MA模数式桥梁伸缩装置不检测装配公差、竖向变形偏差、承载能力极限状态验算、承载性能等项目，因MA模数式桥梁伸缩装置的构造相对简单，仅需检试验样边梁的断面尺寸、试样的设计伸缩量、橡胶密封带夹持性能、错位性能等项目就足够。

MA模数式桥梁伸缩装置的检测中，基础指标为设计伸缩量，竖向错位试验在检测顺桥向坡度是否符合要求后，还应检测竖向转角是否符合要求；如何依托设计伸缩量的检测设备来检测MA模数式桥梁伸缩装置的错位性能，使多种检测项目由一台设备完成是一大技术难题；

对于橡胶密封带夹持性能的试验，规范中MB模数式伸缩装置的橡胶密封带夹持性能试验是将某一单元切割后取0.2m长的试样进行试验，但这种试验由于采样和制样对样品带来的扰动，试验结果可靠度存疑，且这种试验结果仅针对橡胶密封带局部夹持的性能，无法反映出其安装在边梁中达到的整体夹持性能。

针对上述难题以及规范中未详细给定试验方法的情况，研发人员提出一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备及其试验方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备及其试验方法，以解决MA模数式桥梁伸缩装置缺乏相关检测设备和检测方法的问题。

为了解决以上问题，本发明技术方案为：

一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备，包括加荷设备、试样固定设备；加荷设备包括相互连接的电机和牵引杆；试样固定设备包括对称设置移动台座和固定台座，牵引杆穿过移动台座抵在固定台座端部，牵引杆底部设有滑轨，移动台座沿滑轨在牵引杆上自由移动；试样的边梁卡设在移动台座和固定台座之间。

进一步的，还包括测控设备，测控设备包括控制器、力传感器、拉线传感器，力传感器设在电机和牵引杆之间，拉线传感器设在移动台座和固定台座之间；控制器与力传感器、拉线传感器、电机之间分别连接。

进一步的，移动台座上分别设有第一气动夹紧部和第一卡紧部，固定台座上分别设有第二气动夹紧部和第二卡紧部；试样的边梁一侧上表面卡设在第一卡紧部与移动台座之间，试样的边梁另一侧的上表面卡设在第二卡紧部与固定台座之间；试样的边梁一侧的侧壁卡设在第一气动夹紧部与移动台座之间，试样的边梁另一侧的侧壁卡设在第二气动夹紧部与固定台座之间。

进一步的，第一气动夹紧部远离试样的边梁的一侧设有第一气动接线端，第二气动夹紧部远离试样的边梁的一侧设有第二气动接线端，第一气动接线端与第二气动接线端分别与控制器连接。

进一步的，还包括调平设备，调平设备包括水准仪和调平装置，括水准仪多组设置在试验台上端，调平装置设在移动轮上方；的加荷设备和试样固定设备均设在试验台上，试验台底部设有箱体，箱体底部设有移动轮，移动轮上设有限位器。

进一步的，力传感器的力传感器接线端、拉线传感器的拉线传感器接线端、电机的电机接线端、第一气动接线端、第二气动接线端分别通过电路与控制器的接线端通过电路连接；控制器还通过电路分别连接有数采仪和电脑。

一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验方法，包括断面尺寸合格判断、设计伸缩量合格判断、橡胶密封带夹持性能合格判断的试验方法；竖向错位试验方法；

断面尺寸合格判断、设计伸缩量合格判断、橡胶密封带夹持性能合格判断的试验方法包括以下步骤：

步骤一、试样断面尺寸合格判断：

将MA模数式桥梁伸缩装置在试验室内恒温稳定；

移动并调平本发明设备；

将样品的两根边梁分别放置在两台平行设置的本发明试验设备的固定台座和移动台座上，并将样品边梁内侧分别抵在对应台座端部的限位板处；

检测样品前后两端边梁的平均梁高；

如果前后两端边梁平均高差大于等于2mm，则样品断面尺寸不合格，停止试验并直接判定该样品不合格，结束试验；

如果前后两端边梁平均高差小于2mm，则样品断面尺寸合格；进入后续试验步骤；

步骤二、设计伸缩量合格判断：

1、试样固定：

将试样的边梁前后两端分别固定在两台本发明试验设备上，方法如下：

以前端的一台本发明试验设备上的试样固定方法为例；

（1）左右固定：

控制第二气动夹紧部向左移动，将样品前端的右侧边梁固定；控制第一气动夹紧部向右移动，将样品前侧左端的边梁也固定；

上述步骤使得试样的边梁前端固定在前端的本发明试验设备的预设位置处；

相同的过程将试样的边梁后端固定在后端的本发明试验设备的预设位置处；

（2）上下固定：

使第一卡紧部卡紧边梁上表面，压力不小于10kN,同样的，使第二卡紧部卡紧右侧边梁上表面，压力不小于10kN；前后两端的本发明试验设备均做上述操作；

再次检测两边梁上表面的高差，保证两边梁上表面的高差小于2mm，使试样的边梁两个异型钢钢腔中心高差应小于1.0mm；

2、定义实时伸缩量初始值；

输入待检样品的出厂设计伸缩量L，控制电机以0.05kN/s-0.1kN/s的速率驱动牵引杆分别对移动台座及其上的试样左侧边梁连续均匀加载水平压缩力，此时，力传感器分别获取加载的水平压缩力F_1t和水平压缩力F_2t的数值，计算其平均值，并将此平均值定义为水平压缩均布力F_t：

F_t=（F_1t+F_2t）/2；

整个试验中保持记录、保存速率为1次/秒；

至加载的水平压缩均布力F_t=1kN/m时，两个电机结束加载并转为持荷状态，与此同时，拉线传感器开始采集移动台座的位移读数并做出平均，计为X_0t，并将此读数定义为试样的实时伸缩量初始值，即X_0t=0；

此时，测量试样的两根边梁内缘间的距离d₁，用于确定竖向错位试验中垫块的厚度，以备后用；

3、加载水平拉伸力时测定实时伸缩量；

启动电机，以0.05kN/s-0.1kN/s的速率驱动牵引杆分别对移动台座及其上的试样左侧边梁连续均匀加载水平拉伸力，此时，两个力传感器分别获取加载的水平拉伸力f_1t和水平拉伸力f_2t的数值，计算其平均值，将此平均值定义为水平拉伸均布力f_t：

f_t=（f_1t+f_2t）/2；

整个试验中保持记录、保存速率为1次/秒；

与此同时，拉线传感器实时采集到的移动台座的位移读数的平均数即为试样的实时伸缩量X_1t,；

至试样的实时伸缩量X_1t的值达到待试验样的出厂设计伸缩量L时，即X_1t=L时，记录、保存此时的水平拉伸均布力f_tmax的值；

4、合格判定：

当f_tmax=1kN/m时，停止试验，并判定该样品设计伸缩量不合格；同时触发控制器的停车归位信号，进行卸载，结束试验；

当f_tmax＜1kN/m时，判定该样品设计伸缩量合格；同时控制两个电机结束加载并转为持荷状态，并转入下一步骤继续试验进程；

步骤三、橡胶密封带夹持性能合格判断：

1、一次持荷试验：

当步骤二中样品设计伸缩量合格时，控制两个电机的持荷状态至加载状态，直至f_tmax=1kN/m时，持荷15min进行观察；

若橡胶密封带出现脱落、产生细裂纹，则判定样品的橡胶密封带夹持性能不合格，结束试验；

若橡胶密封带未脱落、未产生细裂纹，则卸载至水平拉伸均布力f_t=0时，等待5min后进行二次持荷试验；

2、二次持荷试验：

重复一次持荷试验过程，进行二次持荷试验；

若橡胶密封带出现脱落、产生细裂纹，则同样判定样品的橡胶密封带夹持性能不合格，结束试验；

若橡胶密封带未脱落、未产生细裂纹，则卸载至水平拉伸均布力f_t=0时，等待5min后进行三次持荷试验；

3、三次持荷试验：

重复二次持荷试验过程，进行三次持荷试验；

若橡胶密封带出现脱落、产生细裂纹，则同样判定样品的橡胶密封带夹持性能不合格，结束试验；

若橡胶密封带未脱落、未产生细裂纹，则判定样品橡胶密封带夹持性能合格，结束试验。

进一步的，竖向错位试验方法包括以下步骤：

当步骤二试验合格时，转入以下试验步骤：

步骤B、竖向错位试验

1、试样固定：

在步骤二试样固定前将前端试样的边梁采用垫块垫高，垫块厚度按下式计算：

D=0.05×（L+ d₁）

式中：L为伸缩装置的设计伸缩量；

d₁为水平压缩均布力F_t=1kN/m时，试样的两根边梁内缘间的距离d₁；

垫高后，重复步骤二中的试样固定环节；

2、定义实时伸缩量初始值：

重复步骤二中此环节：

两台本发明试验设备的两个力传感器分别获取加载的水平压缩力F_5t和水平压缩力F_6t的数值，计算其平均值，并自动计算其平均值，将此平均值定义为水平压缩均布力F_t3：

F_t3=（F_5t+F_6t）/2；

至加载的水平压缩均布力F_t3=1kN/m时，两个电机结束加载并转为持荷状态，与此同时，拉线传感器开始采集移动台座的位移读数并做出平均，计为X_03t，并将此读数定义为本步骤的实时伸缩量初始值，即X_03t=0；

3、加载水平拉伸力时测定实时伸缩量：

重复步骤二中此环节：

即：两个力传感器分别获取加载的水平拉伸力f_5t和水平拉伸力f_6t的数值，计算其平均值，将此平均值定义为水平拉伸均布力f_t3：

f_t3=（f_5t+f_6t）/2；

与此同时，拉线传感器实时采集到的移动台座的位移读数即为试样的实时伸缩量X_3t,至试样的实时伸缩量X_3t的值达到待试验样的出厂设计伸缩量L时，即X_3t=L时，记录、保存此时的水平拉伸均布力f_t3max的值；

4、合格判定：

当f_t3max=1kN/m时，停止试验，并判定该样品竖向错位性能不合格；同时触发控制器10的停车归位信号，进行卸载，结束试验；

当f_t3max＜1kN/m时，判定该样品竖向错位性能合格；同时控制两个电机结束加载并转为持荷状态，进入步骤三中试验。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明装置利用试样固定设备的移动台座和固定台座，配合作业，固定台座固定试验的边梁，移动台座方便对试样进行拉伸和压缩，通过滑轨实现自由移动，牵引杆实现与加荷设备之间的连接；加荷设备通过电机加载，动力可靠稳定；测控设备实现设备的自动化控制，全称数采、计算、加减荷载互相配合。

（2）移动台座和固定台座分别通过气动夹紧部和卡紧部实现左右卡紧和上下卡紧，对试样的边梁进行固定；并接入控制器实现自动加紧，方便测算荷载。

（3）调平设备保证试验条件，移动轮和限位器保证试验中设备的整体稳固性；数采仪和电脑的接入方便控制和实时监测读数。

（4）本发明方法配合设备，全方位实现多个试验数据的采集，根据不同的试验指标，只需小幅度改变试验方法和设置参数，就能一机完成，节省人力物力；除了设计伸缩量合格判断，还加入了模拟现实中桥梁性能改变的竖向错位试验方法，丰富和完善了单一试样性能的检测，将试样模拟使用状态中的性能测试也纳入试验范围中；包括对橡胶密封带夹持性能的试验，也是模拟使用状态中的橡胶密封带夹持性能，使得试验数据对真实结构的模拟更加科学、合理、完善。

（5）本发明整体弥补了目前MA模数式桥梁伸缩装置和相关试验检测方法的空白，通过设备研发，配套方法和判定标准，形成了一个完善的针对MA模数式桥梁伸缩装置的专门试验设备和方法，具有重要的推广意义。

附图说明

图1为一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图2的局部放大图；

图4为一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备的控制电路连接示意图。

附图标记如下：1-电机；11-电机接线端；2-力传感器；21-、力传感器接线端；3-牵引杆；4-拉线传感器；41-拉线传感器接线端；5-移动台座；51-第一气动接线端；52-第一卡紧部；53-第一气动夹紧部；6-固定台座；61-第二气动接线端；62-第二卡紧部；63-第二气动夹紧部；7-箱体；71-试验台；72-滑轨；8-移动轮；81-限位器；9-水准仪；91-调平装置；10-控制器；101-数采仪；102-电脑。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-4所示，一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备，其特征在于：包括加荷设备、试样固定设备、测控设备、调平设备；

加荷设备包括相互连接的电机1和牵引杆3。

试样固定设备包括对称设置移动台座5和固定台座6，牵引杆3穿过移动台座5抵在固定台座6端部，牵引杆3底部设有滑轨72，移动台座5沿滑轨72在牵引杆3上自由移动；试样的边梁卡设在移动台座5和固定台座6之间。

具体的：移动台座5上分别设有第一气动夹紧部53和第一卡紧部52，固定台座6上分别设有第二气动夹紧部63和第二卡紧部62；试样的边梁一侧上表面卡设在第一卡紧部52与移动台座5之间，试样的边梁另一侧的上表面卡设在第二卡紧部62与固定台座6之间；试样的边梁一侧的侧壁卡设在第一气动夹紧部53与移动台座5之间，试样的边梁另一侧的侧壁卡设在第二气动夹紧部63与固定台座6之间。

测控设备包括控制器10、力传感器2、拉线传感器4，力传感器2设在电机1和牵引杆3之间，拉线传感器4设在移动台座5和固定台座6之间；控制器10与力传感器2、拉线传感器4、电机1之间分别连接。

具体的：第一气动夹紧部53远离试样的边梁的一侧设有第一气动接线端51，第二气动夹紧部63远离试样的边梁的一侧设有第二气动接线端61。

力传感器2的力传感器接线端21、拉线传感器4的拉线传感器接线端41、电机1的电机接线端11、第一气动接线端51、第二气动接线端61分别通过电路与控制器10的接线端通过电路连接；控制器10还通过电路分别连接有数采仪101和电脑102。

调平设备包括水准仪9和调平装置91，括水准仪9多组设置在试验台71上端，调平装置91设在移动轮8上方；

的加荷设备和试样固定设备均设在试验台71上，试验台71底部设有箱体7，箱体7底部设有移动轮8，移动轮8上设有限位器81。

本发明设备使用时要2台同步工作，完成检测任务。

实施例1

一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备的试验方法--断面尺寸合格判断、设计伸缩量合格判断、橡胶密封带夹持性能合格判断的试验方法：

步骤一、试样断面尺寸合格判断：

将MA模数式桥梁伸缩装置（以下简称试样）在23℃±5℃的试验室内放置不少于24h，试验室内不应有腐蚀性气体及影响检测的震动源。

通过移动轮8将2台本发明设备移动至指定试验位置并借助限位器81固定本发明设备，并利用水准仪9和调平装置91的配合来调平本发明设备。

通过调整移动台座5位置，将样品的两根边梁分别放置在两台平行设置的本发明试验设备的固定台座6和移动台座5上，并将样品边梁内侧分别抵在对应台座端部的限位板处。

用游标卡尺检测样品位于本发明试验设备固定台座6和移动台座5上的前后两端边梁的平均梁高，每根边梁检测2次，精确到0.02mm，并求出每根边梁2次检测结果的平均值。

如果前后两端边梁平均高差大于等于2mm，则样品断面尺寸不合格，停止试验并直接判定该样品不合格，结束试验。

如果前后两端边梁平均高差小于2mm，则样品断面尺寸合格；进入后续试验步骤。

步骤二、设计伸缩量合格判断：

1、试样固定。

将试样的边梁前后两端分别固定在两台本发明试验设备上，方法如下：

以前端的一台本发明试验设备上的试样固定方法为例。

（1）左右固定：

启动控制器10的电源按钮，待气动动力设备（常用设备与连接关系，图中未绘制）气压示值稳定后启动控制器10的气动固定按钮，气动动力设备接收控制器10的信号，气动动力设备启动，通过第二气动接线端61传输信号，驱动第二气动夹紧部63向左移动，气动动力设备的驱动力速率按5kPa/s施加，当驱动力达到60kPa时，控制器10接收到反馈信号，并将持压信号传输给气动动力设备，气动动力设备进入持压状态，将样品前端的右侧边梁固定。

与此同时，第一气动接线端51传输信号，气动动力设备驱动第一气动夹紧部53向右移动，同样的，气动动力设备的驱动力速率按5kPa/s施加，当驱动力达到60kPa时，控制器10接收到反馈信号，并将持压信号传输给气动动力设备，气动动力设备进入持压状态，将样品前侧左端的边梁也固定。

上述步骤使得试样的边梁前端固定在前端的本发明试验设备的预设位置处。

相同的过程将试样的边梁后端固定在后端的本发明试验设备的预设位置处。

（2）上下固定：

手动压下前端本发明试验设备的第一卡紧部52卡紧左侧边梁上表面，压力不小于10kN,手动压下第二卡紧部62卡紧右侧边梁上表面，压力不小于10kN；后端的本发明试验设备重复上述操作。

再次检测两边梁上表面的高差，保证两边梁上表面的高差小于2mm，使试样的边梁两个异型钢钢腔中心高差应小于1.0mm。

2、定义实时伸缩量初始值。

在试验中，可以选择一台控制器10同步控制两台本发明试验设备，也可以非同步控制每台本发明试验设备进行拉伸或压缩指令，本实施方式中采用台控制器10同步控制两台本发明试验设备。

启动控制器10的同步压缩按钮，按系统提示输入待检样品的出厂设计伸缩量L，再单击屏幕跳出的确认按钮后，控制器10将信号传递给两台本发明试验设备的两个电机1，电机1开始工作，并以0.05kN/s-0.1kN/s的速率驱动牵引杆3分别对移动台座5及其上的试样左侧边梁连续均匀加载水平压缩力，此时，两台本发明试验设备的电机1和牵引杆3之间的两个力传感器2分别获取加载的水平压缩力F_1t和水平压缩力F_2t的数值，并将此数据输送至控制器10，控制器10自动记录、保存水平压缩力F_1t和F_2t的数值，并自动计算其平均值，将此平均值定义为水平压缩均布力F_t：

F_t=（F_1t+F_2t）/2；

整个试验中保持记录、保存速率为1次/秒。

至加载的水平压缩均布力F_t=1kN/m时，控制器10控制两个电机1结束加载并转为持荷状态，与此同时，安装在移动台座5和固定台座6之间的拉线传感器4开始采集移动台座5的位移读数并做出平均，计为X_0t，并将此读数定义为试样的实时伸缩量初始值，即X_0t=0，并将此数据输送至控制器10。

此时，作为实施例3的准备，用游标卡尺测量试样的两根边梁内缘间的距离d₁，用于确定竖向错位试验中垫块的厚度。

3、加载水平拉伸力时测定实时伸缩量。

启动控制器10的同步拉伸按钮，电机1开始工作，以0.05kN/s-0.1kN/s的速率驱动牵引杆3分别对移动台座5及其上的试样左侧边梁连续均匀加载水平拉伸力，此时，两个力传感器2分别获取加载的水平拉伸力f_1t和水平拉伸力f_2t的数值，并将此数据输送至控制器10，控制器10自动记录、保存水平拉伸力f_1t和f_2t的数值,并自动计算其平均值，将此平均值定义为水平拉伸均布力f_t：

f_t=（f_1t+f_2t）/2；

整个试验中保持记录、保存速率为1次/秒。

与此同时，拉线传感器4实时采集到的移动台座5的位移读数的平均数即为试样的实时伸缩量X_1t,将该数据输送至控制器10。

至试样的实时伸缩量X_1t的值达到待试验样的出厂设计伸缩量L时，即X_1t=L时，控制器10记录、保存此时的水平拉伸均布力f_tmax的值。

4、合格判定。

当f_tmax=1kN/m时，停止试验，并判定该样品设计伸缩量不合格；同时触发控制器10的停车归位信号，进行卸载，结束试验。

具体过程为：控制器10控制两个电机1结束水平拉伸力加载，并以0.05kN/s-0.1kN/s的速率连续均匀卸载，两个力传感器2分获取数据经控制器10平均处理所得的水平拉伸均布力f_t=0时，控制器10控制关停两个电机1，试验结束。

当f_tmax＜1kN/m时，判定该样品设计伸缩量合格；同时触发控制器10的持荷信号，控制器10控制两个电机1结束加载并转为持荷状态，并转入下一步骤继续试验进程。

步骤三、橡胶密封带夹持性能合格判断：

1、一次持荷试验。

当步骤二中样品设计伸缩量合格时，控制器10控制两个电机1的持荷状态至加载状态，直至f_tmax=1kN/m时，持荷15min进行观察。

若橡胶密封带出现脱落、产生细裂纹，则判定样品的橡胶密封带夹持性能不合格，结束试验；

若橡胶密封带未脱落、未产生细裂纹，则卸载至水平拉伸均布力f_t=0时，等待5min后进行二次持荷试验。

2、二次持荷试验。

重复一次持荷试验过程，进行二次持荷试验。

若橡胶密封带出现脱落、产生细裂纹，则同样判定样品的橡胶密封带夹持性能不合格，结束试验；

若橡胶密封带未脱落、未产生细裂纹，则卸载至水平拉伸均布力f_t=0时，等待5min后进行三次持荷试验。

3、三次持荷试验。

重复二次持荷试验过程，进行三次持荷试验。

若橡胶密封带出现脱落、产生细裂纹，则同样判定样品的橡胶密封带夹持性能不合格，结束试验；

若橡胶密封带未脱落、未产生细裂纹，则判定样品橡胶密封带夹持性能合格，结束试验。

结束试验的具体操作过程为：启动控制器10的停车归位按钮，并将信号传递给两台设备的两个电机1，电机1开始工作，并以0.05kN/s-0.1kN/s的速率驱动牵引杆3分别对移动台座5及其上的试样左侧边梁连续均匀卸载，至水平拉伸均布力f_t=0时，控制器10关停两个电机1即可。

实施例2

一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备的试验方法--竖向错位试验方法：

本实施例与实施例1的不同之处在于以下所述内容：

本试验中，将本发明试验装置前端固定的试样边梁高度不变，调节后端试验装置的试样边梁垫高进行试验，模拟实际中的桥梁在伸缩缝处发生竖向错位的情况。

当实施例1中步骤二试验合格时，转入以下试验步骤：

步骤B：竖向错位试验：

试验条件同实施例1。

1、试样固定。

在步骤二试样固定前将前端试样的边梁采用垫块垫高，具体是：将长、宽与移动支座尺寸对应的垫块放置在后端试验装置的固定台座6和移动台座5上，再重复步骤二中的试样固定环节。

垫块厚度D=0.05×（L+ d₁）

式中：L为伸缩装置的设计伸缩量；

d₁为水平压缩均布力Ft=1kN/m时，试样的两根边梁内缘间的距离d₁。

2、定义实时伸缩量初始值。

重复步骤二中此环节：

两台本发明试验设备的两个力传感器2分别获取加载的水平压缩力F_5t和水平压缩力F_6t的数值，控制器10自动记录、保存水平压缩力F_5t和F_6t的数值，并自动计算其平均值，将此平均值定义为水平压缩均布力F_t3：

F_t3=（F_5t+F_6t）/2；

至加载的水平压缩均布力F_t3=1kN/m时，控制两个电机1结束加载并转为持荷状态，同时，拉线传感器4开始采集移动台座5的位移读数并做出平均，计为X_03t，并将此读数定义为本步骤的实时伸缩量初始值，即X_03t=0，并将此数据输送至控制器10。

3、加载水平拉伸力时测定实时伸缩量。

重复步骤二中此环节：

即：两个力传感器2分别获取加载的水平拉伸力f_5t和水平拉伸力f_6t的数值，控制器10自动记录、保存水平拉伸力f_5t和f_6t的数值,并自动计算其平均值，将此平均值定义为水平拉伸均布力f_t3：

f_t3=（f_5t+f_6t）/2；

与此同时，拉线传感器4实时采集到的移动台座5的位移读数即为试样的实时伸缩量X_3t,将该数据输送至控制器10。

至试样的实时伸缩量X_3t的值达到待试验样的出厂设计伸缩量L时，即X_3t=L时，控制器10记录、保存此时的水平拉伸均布力f_t3max的值。

4、合格判定。

当f_t3max=1kN/m时，停止试验，并判定该样品竖向错位性能不合格；同时触发控制器10的停车归位信号，进行卸载，结束试验。

具体过程同实施例1；

当f_t3max＜1kN/m时，判定该样品竖向错位性能合格；同时触发控制器10的停车归位信号；重复实施例1中的步骤三中所述试验。

需要说明的是，以上所有涉及电路控件的具体型号与规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。且其供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

Claims (8)

1.一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备，其特征在于：包括加荷设备、试样固定设备；所述加荷设备包括相互连接的电机（1）和牵引杆（3）；所述试样固定设备包括对称设置移动台座（5）和固定台座（6），所述牵引杆（3）穿过移动台座（5）抵在固定台座（6）端部，所述牵引杆（3）底部设有滑轨（72），所述移动台座（5）沿滑轨（72）在牵引杆（3）上自由移动；试样的边梁卡设在移动台座（5）和固定台座（6）之间。

2.如权利要求1所述的一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备，其特征在于：还包括测控设备，所述测控设备包括控制器（10）、力传感器（2）、拉线传感器（4），所述力传感器（2）设在电机（1）和牵引杆（3）之间，所述拉线传感器（4）设在移动台座（5）和固定台座（6）之间；所述控制器（10）与力传感器（2）、拉线传感器（4）、电机（1）之间分别连接。

3.如权利要求1或2所述的一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备，其特征在于：所述移动台座（5）上分别设有第一气动夹紧部（53）和第一卡紧部（52），所述固定台座（6）上分别设有第二气动夹紧部（63）和第二卡紧部（62）；试样的边梁一侧上表面卡设在第一卡紧部（52）与移动台座（5）之间，试样的边梁另一侧的上表面卡设在第二卡紧部（62）与固定台座（6）之间；试样的边梁一侧的侧壁卡设在第一气动夹紧部（53）与移动台座（5）之间，试样的边梁另一侧的侧壁卡设在第二气动夹紧部（63）与固定台座（6）之间。

4.如权利要求3所述的一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备，其特征在于：所述第一气动夹紧部（53）远离试样的边梁的一侧设有第一气动接线端（51），所述第二气动夹紧部（63）远离试样的边梁的一侧设有第二气动接线端（61），所述第一气动接线端（51）与第二气动接线端（61）分别与控制器（10）连接。

5.如权利要求1所述的一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备，其特征在于：还包括调平设备，所述调平设备包括水准仪（9）和调平装置（91），所述括水准仪（9）多组设置在试验台（71）上端，所述调平装置（91）设在移动轮（8）上方；

所述的加荷设备和试样固定设备均设在试验台（71）上，所述试验台（71）底部设有箱体（7），所述箱体（7）底部设有移动轮（8），所述移动轮（8）上设有限位器（81）。

6.如权利要求5所述的一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验设备，其特征在于：所述力传感器（2）的力传感器接线端（21）、拉线传感器（4）的拉线传感器接线端（41）、电机（1）的电机接线端（11）、第一气动接线端（51）、第二气动接线端（61）分别通过电路与控制器（10）的接线端通过电路连接；所述控制器（10）还通过电路分别连接有数采仪（101）和电脑（102）。

7.权利要求1-6所述的任一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验方法，其特征在于：包括断面尺寸合格判断、设计伸缩量合格判断、橡胶密封带夹持性能合格判断的试验方法；竖向错位试验方法；

所述断面尺寸合格判断、设计伸缩量合格判断、橡胶密封带夹持性能合格判断的试验方法包括以下步骤：

步骤一、试样断面尺寸合格判断：

将MA模数式桥梁伸缩装置在试验室内恒温稳定；

移动并调平本发明设备；

将样品的两根边梁分别放置在两台平行设置的本发明试验设备的固定台座（6）和移动台座（5）上，并将样品边梁内侧分别抵在对应台座端部的限位板处；

检测样品前后两端边梁的平均梁高；

如果前后两端边梁平均高差大于等于2mm，则样品断面尺寸不合格，停止试验并直接判定该样品不合格，结束试验；

如果前后两端边梁平均高差小于2mm，则样品断面尺寸合格；进入后续试验步骤；

步骤二、设计伸缩量合格判断：

1、试样固定：

将试样的边梁前后两端分别固定在两台本发明试验设备上，方法如下：

以前端的一台本发明试验设备上的试样固定方法为例；

（1）左右固定：

控制第二气动夹紧部（63）向左移动，将样品前端的右侧边梁固定；控制第一气动夹紧部（53）向右移动，将样品前侧左端的边梁也固定；

上述步骤使得试样的边梁前端固定在前端的本发明试验设备的预设位置处；

相同的过程将试样的边梁后端固定在后端的本发明试验设备的预设位置处；

（2）上下固定：

使第一卡紧部（52）卡紧边梁上表面，压力不小于10kN,同样的，使第二卡紧部（62）卡紧右侧边梁上表面，压力不小于10kN；前后两端的本发明试验设备均做上述操作；

再次检测两边梁上表面的高差，保证两边梁上表面的高差小于2mm，使试样的边梁两个异型钢钢腔中心高差应小于1.0mm；

2、定义实时伸缩量初始值；

输入待检样品的出厂设计伸缩量L，控制电机（1）以0.05kN/s-0.1kN/s的速率驱动牵引杆（3）分别对移动台座（5）及其上的试样左侧边梁连续均匀加载水平压缩力，此时，力传感器（2）分别获取加载的水平压缩力F_1t和水平压缩力F_2t的数值，计算其平均值，并将此平均值定义为水平压缩均布力F_t：

F_t=（F_1t+F_2t）/2；

整个试验中保持记录、保存速率为1次/秒；

至加载的水平压缩均布力F_t=1kN/m时，两个电机（1）结束加载并转为持荷状态，与此同时，拉线传感器（4）开始采集移动台座（5）的位移读数并做出平均，计为X_0t，并将此读数定义为试样的实时伸缩量初始值，即X_0t=0；

此时，测量试样的两根边梁内缘间的距离d₁，用于确定竖向错位试验中垫块的厚度，以备后用；

3、加载水平拉伸力时测定实时伸缩量；

启动电机（1），以0.05kN/s-0.1kN/s的速率驱动牵引杆（3）分别对移动台座（5）及其上的试样左侧边梁连续均匀加载水平拉伸力，此时，两个力传感器（2）分别获取加载的水平拉伸力f_1t和水平拉伸力f_2t的数值，计算其平均值，将此平均值定义为水平拉伸均布力f_t：

f_t=（f_1t+f_2t）/2；

整个试验中保持记录、保存速率为1次/秒；

与此同时，拉线传感器（4）实时采集到的移动台座（5）的位移读数的平均数即为试样的实时伸缩量X_1t,；

至试样的实时伸缩量X_1t的值达到待试验样的出厂设计伸缩量L时，即X_1t=L时，记录、保存此时的水平拉伸均布力f_tmax的值；

4、合格判定：

当f_tmax=1kN/m时，停止试验，并判定该样品设计伸缩量不合格；同时触发控制器（10）的停车归位信号，进行卸载，结束试验；

当f_tmax＜1kN/m时，判定该样品设计伸缩量合格；同时控制两个电机（1）结束加载并转为持荷状态，并转入下一步骤继续试验进程；

步骤三、橡胶密封带夹持性能合格判断：

一次持荷试验：

当步骤二中样品设计伸缩量合格时，控制两个电机（1）的持荷状态至加载状态，直至f_tmax=1kN/m时，持荷15min进行观察；

若橡胶密封带出现脱落、产生细裂纹，则判定样品的橡胶密封带夹持性能不合格，结束试验；

若橡胶密封带未脱落、未产生细裂纹，则卸载至水平拉伸均布力f_t=0时，等待5min后进行二次持荷试验；

二次持荷试验：

重复一次持荷试验过程，进行二次持荷试验；

若橡胶密封带出现脱落、产生细裂纹，则同样判定样品的橡胶密封带夹持性能不合格，结束试验；

若橡胶密封带未脱落、未产生细裂纹，则卸载至水平拉伸均布力f_t=0时，等待5min后进行三次持荷试验；

三次持荷试验：

重复二次持荷试验过程，进行三次持荷试验；

若橡胶密封带出现脱落、产生细裂纹，则同样判定样品的橡胶密封带夹持性能不合格，结束试验；

若橡胶密封带未脱落、未产生细裂纹，则判定样品橡胶密封带夹持性能合格，结束试验。

8.如权利要求7所述的一种用于MA模数式桥梁伸缩装置的试验方法，其特征在于：所述竖向错位试验方法包括以下步骤：

当步骤二试验合格时，转入以下试验步骤：

步骤B、竖向错位试验

1、试样固定：

在步骤二试样固定前将前端试样的边梁采用垫块垫高，垫块厚度按下式计算：

D=0.05×（L+ d₁）

式中：L为伸缩装置的设计伸缩量；

d₁为水平压缩均布力F_t=1kN/m时，试样的两根边梁内缘间的距离d₁；

垫高后，重复步骤二中的试样固定环节；

2、定义实时伸缩量初始值：

重复步骤二中此环节：

两台本发明试验设备的两个力传感器2分别获取加载的水平压缩力F_5t和水平压缩力F_6t的数值，计算其平均值，并自动计算其平均值，将此平均值定义为水平压缩均布力F_t3：

F_t3=（F_5t+F_6t）/2；

至加载的水平压缩均布力F_t3=1kN/m时，两个电机（1）结束加载并转为持荷状态，与此同时，拉线传感器（4）开始采集移动台座（5）的位移读数并做出平均，计为X_03t，并将此读数定义为本步骤的实时伸缩量初始值，即X_03t=0；

3、加载水平拉伸力时测定实时伸缩量：

重复步骤二中此环节：

即：两个力传感器2分别获取加载的水平拉伸力f_5t和水平拉伸力f_6t的数值，计算其平均值，将此平均值定义为水平拉伸均布力f_t3：

f_t3=（f_5t+f_6t）/2；

与此同时，拉线传感器（4）实时采集到的移动台座（5）的位移读数即为试样的实时伸缩量X_3t,至试样的实时伸缩量X_3t的值达到待试验样的出厂设计伸缩量L时，即X_3t=L时，记录、保存此时的水平拉伸均布力f_t3max的值；

4、合格判定：

当f_t3max=1kN/m时，停止试验，并判定该样品竖向错位性能不合格；同时触发控制器10的停车归位信号，进行卸载，结束试验；

当f_t3max＜1kN/m时，判定该样品竖向错位性能合格；同时控制两个电机（1）结束加载并转为持荷状态，进入步骤三中所述试验。

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