CN112067451B - 混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及土木工程领域中混凝土徐变试验技术领域,具体涉及一种混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,其包括支架、第一杆件、第二杆件和配重,其可通过不同的组装方式来实现多种拉伸徐变加载、多种压缩徐变加载。本发明实施例的有益效果为:构造简单,各部件加工难度低,加载安全可靠,加载装置可重复利用;多种加载模式,适应不同的场地;通过预留的螺栓孔可以调整配重和试块的位置,以调整混凝土应力的大小和提供逐级加载的要求,提高荷载利用效率;第二拉伸加载模式和第二压缩加载模式均可以通过调整杠杆的倾斜角度,从而适应不同的试块尺寸和应力水平,进一步提高荷载利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程领域中混凝土徐变试验技术领域,具体涉及一种混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置。
背景技术
徐变是混凝土材料的基本特性之一,会导致结构变形及应力等物理量随时间而不断变化。在分析大跨混凝土桥梁结构下挠问题时,徐变一直被工程技术领域关注,被认为是造成大跨混凝土桥梁长期变形过大的主要原因。为了了解桥梁徐变规律,提高结构长期变形预测精度,现阶段普遍做法是开展与实桥相同配合比的素混凝土徐变试验,根据试验数据修正现有模型或相关参数,得到更合理的徐变模型。既有的徐变试验装置一般为徐变仪,其造价昂贵,加载装置较为复杂,且大部分徐变仪只提供受压徐变加载。专利号CN107621402A提供了一种杠杆式徐变加载装置,但是只提供拉伸徐变加载模式。专利号CN104677745A提供了一种带静滑轮的杠杆式拉压徐变装置,可以提供拉伸和压缩两种试验功能,但是增加了滑轮,传动杆多,荷载传动路径长,传动效率低。上述两种试验装置均只有一种加载模式,荷载利用率低,受场地限制较多。
需要提供一种构造简单、荷载利用率高、可以适用多种场地、并提供多种加载模式的混凝土拉压徐变加载装置。。
发明内容
为了解决上述问题,即为了解决结构复杂、荷载利用率低、受场地限制较大和加载模式单一的问题,本发明实施例第一方面提供了一种混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,包括支架、第一杆件、第二杆件和配重,其中:
在第一拉伸加载模式下:所述支架竖直设置;所述第一杆件的第一端与所述第二杆件的第二端平行并紧邻,所述第一杆件的第一端与所述第二杆件的第二端重合并形成重合段,所述支架的上端铰接于所述重合段中的任一位置,所述配重悬吊于所述第一杆件的第二端,所述二杆件的第一端悬吊有试块,安装基础上固定有第一底座,试块通过夹片可拆卸固定于第一底座;配重、试块分别位于支架的两侧
在第一压缩加载模式下:所述支架竖直设置;所述第一杆件的第一端与所述第二杆件的第二端平行并紧邻,所述支架的上端铰接于所述第一杆件与所述第二杆件的重合段中的任一位置,所述配重悬吊于所述第一杆件的第一端,所述二杆件的第一端悬吊有试块,安装基础上固定有第一底座,试块通过夹片可拆卸固定于所述第一底座。配重和试块位于支架的同侧
进一步的,在所述第一拉伸加载模式下和所述第一压缩加载模式下,还包括配重固定构件,所述配重固定构件包括第一螺栓、第一承重板、第一吊钩和第一吊环,其中:
所述第一杆件的第一端或第二端开设有沿其轴线方向依次布置的至少两个第一螺栓孔,所述第一螺栓穿过所述第一承重板的上端后固定于一个所述第一螺栓孔内,所述第一承重板的下方固定有所述第一吊钩,所述第一吊环固定于所述配重的上端,所述第一吊钩穿设在所述第一吊环内从而将所述配重悬吊于所述第一杆件下方。
进一步的,在所述第一拉伸加载模式下,还包括第一试块固定构件,所述第一试块固定构件包括第二螺栓、第二承重板、第二吊钩和第二吊环,其中:
所述第二杆件的第一端开设有沿其轴线方向依次布置的至少两个第二螺栓孔,所述第二螺栓穿过所述第二承重板的上端后固定于一个所述第二螺栓孔内,所述第二承重板的下方固定有所述第二吊钩,所述第二吊环固定于所述试块的上端。
进一步的,在所述第一压缩加载模式下,所述配重与所述试块位于所述支架的同侧,所述试块通过第二试块固定构件固定于所述第二杆件与安装基础之间,所述第二试块固定构件包括第三螺栓、第三承重板、球铰、垫板和第二底座,其中:
所述第三螺栓穿过所述第三承重板的上端后固定于所述第二杆件,所述第三承重板的下端通过所述球铰与所述垫板连接,所述垫板抵紧在试块的上表面,所述第二底座位于试块与安装基础之间。
进一步的,还包括轴承,所述支架的上端与所述重合段之间通过轴承连接。
本发明实施例第二方面提供了另一种混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,包括支架、第一杆件、第二杆件和配重,其中:
在第二拉伸加载模式下:所述支架竖直设置,所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第一端均铰接于所述支架的上端,所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第一端分别固定有第四承重板和第五承重板,试块的左端、右端分别通过夹片固定于第四承重板和第五承重板,所述第一杆件的第二端、所述第二杆件的第二端斜向上延伸并分别固定有用于分别承载一个配重的第六承重板和第七承重板;
在第二压缩加载模式下:所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第一端均铰接于所述支架的上端,所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第二端分别固定有用于分别承载一个配重的第八承重板和第九承重板,所述第一杆件的第二端、所述第二杆件的第二端斜向上延伸并分别固定有第十承重板和第十一承重板,在两个配重的作用下试块被夹紧在所述第十承重板和所述第十一承重板之间。
进一步的,在所述第二拉伸加载模式下:所述第四承重板固定于所述第一杆件的位置、所述第六承重板固定于所述第一杆件的位置均可调节地设置;所述第五承重板固定于所述第二杆件的位置、所述第七承重板固定于所述第二杆件的位置均可调节地设置。
进一步的,在所述第二压缩加载模式下:所述第八承重板固定于所述第一杆件的位置、所述第十承重板固定于所述第一杆件的位置均可调节地设置;所述第九承重板固定于所述第二杆件的位置、所述第十一承重板固定于所述第二杆件的位置均可调节地设置。
本发明实施例的有益效果为:
(1)本发明构造简单,各部件加工难度低,加载安全可靠,加载装置可重复利用;
(2)多种加载模式,适应不同的场地。
(3)通过预留的螺栓孔可以调整配重和试块的位置,以调整混凝土应力的大小和提供逐级加载的要求,提高荷载利用效率。
(4)第二拉伸加载模式和第二压缩加载模式均可以通过调整杠杆(第一杆件和第二杆件)的倾斜角度,从而适应不同的试块尺寸和应力水平,进一步提高荷载利用效率。
附图说明
图1为混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置第一拉伸加载模式下一实施例的主视图;
图2为图1的俯视图,其中未示出支架、试块和配重;
图3为混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置第一压缩加载模式下一实施例的主视图;
图4为混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置第二拉伸加载模式下一实施例的主视图;
图5为混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置第二压缩加载模式下一实施例的主视图。
图中:
1、支架;
2、第一杆件;21、第一杆件的第一端;22、第一杆件的第二端;
3、第二杆件;31、第二杆件的第一端;32、第二杆件的第二端;
41、配重;42、试块;
51、第一底座;52、夹片;53、轴承;
6、配重固定构件;61、第一螺栓;62、第一承重板;63、第一吊钩;64、第一吊环;
7、第一试块固定构件;71、第二螺栓;72、第二承重板;73、第二吊钩;74、第二吊环;
8、第二试块固定构件;81、第三螺栓;82、第三承重板;83、球铰;84、垫板;85、第二底座;
91、第四承重板;92、第五承重板;93、第六承重板;94、第七承重板;95、第八承重板;96、第九承重板;97、第十承重板;98、第十一承重板。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。
参见图1至图3,本发明实施例第一方面公开了一种混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,包括支架1、第一杆件2、第二杆件3和配重41,其中:
在第一拉伸加载模式下:配重、试块分别位于支架的不同侧,通过第一杆件与第二杆件(如使用螺栓)锁死后作为施力杠杆,配重向下拉第一杆件,在支架的另一侧第二杆件向上拉试块,从而试块被拉伸,从而完成试块的拉伸加载,具体参见图1和图2,所述支架竖直设置;所述第一杆件的第一端21(第一杆件的第二端22与其第一端相反,即为图1的右端)与所述第二杆件的第二端22(第二杆件的第一端31与其第二端相反,即为图1的左端)平行并紧邻,所述第一杆件的第一端与所述第二杆件的第二端重合并形成重合段,所述支架的上端铰接于所述重合段中的任一位置,所述配重悬吊于所述第一杆件的第二端,所述二杆件的第一端悬吊有试块42,安装基础上固定有第一底座51,试块通过夹片52可拆卸固定于第一底座。
在第一压缩加载模式下:配重、试块分别位于支架的同侧(图3中,均位于支架的左侧),通过第一杆件与第二杆件(如使用螺栓)锁死后作为施力杠杆,配重向下拉第一杆件,在支架的同侧第二杆件下压试块,从而试块被压缩,从而完成试块的压缩加载,具体参见图3,所述支架竖直设置;所述第一杆件的第一端与所述第二杆件的第二端平行并紧邻,所述支架的上端铰接于所述第一杆件与所述第二杆件的重合段中的任一位置,所述配重悬吊于所述第一杆件的第一端,所述二杆件的第一端悬吊有试块,安装基础上固定有第一底座,试块通过夹片可拆卸固定于所述第一底座。
另外,在所述第一拉伸加载模式下和所述第一压缩加载模式下配重的一种悬吊方式为通过配重固定构件6悬吊,所述配重固定构件包括第一螺栓61、第一承重板62、第一吊钩63和第一吊环64,其中:
所述第一杆件的第一端或第二端开设有沿其轴线方向依次布置的至少两个第一螺栓孔,所述第一螺栓穿过所述第一承重板的上端后固定于一个所述第一螺栓孔内,所述第一承重板的下方固定有所述第一吊钩,所述第一吊环固定于所述配重的上端,所述第一吊钩穿设在所述第一吊环内从而将所述配重悬吊于所述第一杆件下方。使用配重固定构件悬吊,配重、第一承重板的连线可在配重的自重作用下始终保持竖直,避免第一承重板与第一杆件的连接处、与配重之间的连接受剪应力而引起的连接失效。采用吊环、吊钩方式,操作方便。
进一步的,在所述第一拉伸加载模式下,还包括第一试块固定构件7,所述第一试块固定构件包括第二螺栓71、第二承重板72、第二吊钩73和第二吊环74,其中:
所述第二杆件的第一端开设有沿其轴线方向依次布置的至少两个第二螺栓孔,所述第二螺栓穿过所述第二承重板的上端后固定于一个所述第二螺栓孔内,所述第二承重板的下方固定有所述第二吊钩,所述第二吊环固定于所述试块的上端。结构简单、操作方便。
需要说明的是,在所述第一压缩加载模式下,所述配重与所述试块位于所述支架的同侧,所述试块通过第二试块固定构件8固定于所述第二杆件与安装基础之间,所述第二试块固定构件包括第三螺栓81、第三承重板82、球铰83、垫板84和第二底座85,其中:
所述第三螺栓穿过所述第三承重板的上端后固定于所述第二杆件,所述第三承重板的下端通过所述球铰与所述垫板连接,所述垫板抵紧在试块的上表面,所述第二底座位于试块与安装基础之间。
所述支架的上端与所述重合段之间通过轴承53连接。通过轴承来减轻支架的上端与重合段之间的摩擦,减轻该摩擦力的存在对加载的拉力、压力的影响,使得配重的加载力能够尽可能多地传递到试块,提高了试块的响应速度。
参见图4和图5,本发明实施例第二方面提供了另一种混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,包括支架、第一杆件、第二杆件和配重,其中:
在第二拉伸加载模式下:如图4所示,所述支架竖直设置,所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第一端均铰接于所述支架的上端,所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第一端分别固定有第四承重板和第五承重板,试块的左端、右端分别通过夹片固定于第四承重板和第五承重板,所述第一杆件的第二端、所述第二杆件的第二端斜向上延伸并分别固定有用于分别承载一个配重的第六承重板和第七承重板。第二拉伸加载模式下,配重向第六承重板、第七承重板施加压力,第一杆件的第二端、第二杆件的第二端彼此分开,从而在杠杆作用下,第一杆件的第一端、第二杆件的第一端有彼此分开的趋势,从而将位于第一杆件的第一端与第二杆件的第一端之间的试块向外拉,试块受拉伸载荷,完成拉伸徐变加载。
在第二压缩加载模式下:如图5所示,所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第一端均铰接于所述支架的上端,所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第二端分别固定有用于分别承载一个配重的第八承重板和第九承重板,所述第一杆件的第二端、所述第二杆件的第二端斜向上延伸并分别固定有第十承重板和第十一承重板,在两个配重的作用下试块被夹紧在所述第十承重板和所述第十一承重板之间。第二压缩加载模式下,配重向第八承重板、第九承重板施加压力,第一杆件的第一端、第二杆件的第一端有向内收拢的趋势,从而在杠杆作用下,第一杆件的第二端、第二杆件的第二端有向内收拢的趋势,从而将位于第一杆件的第二端与第二杆件的第二端之间的试块向内压,试块受压缩载荷,完成压缩徐变加载。
另外,在所述第二拉伸加载模式下:所述第四承重板固定于所述第一杆件的位置、所述第六承重板固定于所述第一杆件的位置均可调节地设置;所述第五承重板固定于所述第二杆件的位置、所述第七承重板固定于所述第二杆件的位置均可调节地设置。
另外,在所述第二压缩加载模式下:所述第八承重板固定于所述第一杆件的位置、所述第十承重板固定于所述第一杆件的位置均可调节地设置;所述第九承重板固定于所述第二杆件的位置、所述第十一承重板固定于所述第二杆件的位置均可调节地设置。该调节是通过开设在第一杆件的第一端、第一杆件的第二端、第二杆件的第一端和第二杆件的第二端的螺栓孔进行的。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;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。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,其特征在于,包括支架、第一杆件、第二杆件和配重,其中:
在第一拉伸加载模式下:所述支架竖直设置;所述第一杆件的第一端与所述第二杆件的第二端平行并紧邻,所述第一杆件的第一端与所述第二杆件的第二端重合并形成重合段,所述支架的上端铰接于所述重合段中的任一位置,所述配重悬吊于所述第一杆件的第二端,所述二杆件的第一端悬吊有试块,安装基础上固定有第一底座,试块通过夹片可拆卸固定于第一底座;
在第一压缩加载模式下:所述支架竖直设置;所述第一杆件的第一端与所述第二杆件的第二端平行并紧邻,所述支架的上端铰接于所述第一杆件与所述第二杆件的重合段中的任一位置,所述配重悬吊于所述第一杆件的第一端,所述二杆件的第一端悬吊有试块,安装基础上固定有第一底座,试块通过夹片可拆卸固定于所述第一底座;
在第二拉伸加载模式下:所述支架竖直设置,所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第一端均铰接于所述支架的上端,所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第一端分别固定有第四承重板和第五承重板,试块的左端、右端分别通过夹片固定于第四承重板和第五承重板,所述第一杆件的第二端、所述第二杆件的第二端斜向上延伸并分别固定有用于分别承载一个配重的第六承重板和第七承重板;
在第二压缩加载模式下:所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第一端均铰接于所述支架的上端,所述第一杆件的第一端、所述第二杆件的第二端分别固定有用于分别承载一个配重的第八承重板和第九承重板,所述第一杆件的第二端、所述第二杆件的第二端斜向上延伸并分别固定有第十承重板和第十一承重板,在两个配重的作用下试块被夹紧在所述第十承重板和所述第十一承重板之间。
2.根据权利要求1所述的混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,其特征在于,在所述第一拉伸加载模式下和所述第一压缩加载模式下,还包括配重固定构件,所述配重固定构件包括第一螺栓、第一承重板、第一吊钩和第一吊环,其中:
所述第一杆件的第一端或第二端开设有沿其轴线方向依次布置的至少两个第一螺栓孔,所述第一螺栓穿过所述第一承重板的上端后固定于一个所述第一螺栓孔内,所述第一承重板的下方固定有所述第一吊钩,所述第一吊环固定于所述配重的上端,所述第一吊钩穿设在所述第一吊环内从而将所述配重悬吊于所述第一杆件下方。
3.根据权利要求1所述的混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,其特征在于,在所述第一拉伸加载模式下,还包括第一试块固定构件,所述第一试块固定构件包括第二螺栓、第二承重板、第二吊钩和第二吊环,其中:
所述第二杆件的第一端开设有沿其轴线方向依次布置的至少两个第二螺栓孔,所述第二螺栓穿过所述第二承重板的上端后固定于一个所述第二螺栓孔内,所述第二承重板的下方固定有所述第二吊钩,所述第二吊环固定于所述试块的上端。
4.根据权利要求1所述的混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,其特征在于,在所述第一压缩加载模式下,所述配重与所述试块位于所述支架的同侧,所述试块通过第二试块固定构件固定于所述第二杆件与安装基础之间,所述第二试块固定构件包括第三螺栓、第三承重板、球铰、垫板和第二底座,其中:
所述第三螺栓穿过所述第三承重板的上端后固定于所述第二杆件,所述第三承重板的下端通过所述球铰与所述垫板连接,所述垫板抵紧在试块的上表面,所述第二底座位于试块与安装基础之间。
5.根据权利要求1所述的混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,其特征在于,还包括轴承,所述支架的上端与所述重合段之间通过轴承连接。
6.根据权利要求1所述的混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,其特征在于,在所述第二拉伸加载模式下:所述第四承重板固定于所述第一杆件的位置、所述第六承重板固定于所述第一杆件的位置均可调节地设置;所述第五承重板固定于所述第二杆件的位置、所述第七承重板固定于所述第二杆件的位置均可调节地设置。
7.根据权利要求6所述的混凝土拉伸压缩徐变多模式加载装置,其特征在于,在所述第二压缩加载模式下:所述第八承重板固定于所述第一杆件的位置、所述第十承重板固定于所述第一杆件的位置均可调节地设置;所述第九承重板固定于所述第二杆件的位置、所述第十一承重板固定于所述第二杆件的位置均可调节地设置。
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