CN113092290A - 一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置及方法,属于桥梁工程混凝土梁结构室内动载试验的技术领域,该装置包括横向限位组件;横向限位组件包括刚性底座、刚性架、定位插板和限位梁;两组刚性架相对固定在刚性底座上;定位插板固定在两组刚性架之间,定位插板上设置有多组定位插孔,每组定位插孔均包括中间孔和侧向孔;限位梁包括两组相对设置的限位插板、连接两组限位插板的固定杆以及转动安装在两组限位插板端部的抗摩擦轮;限位插板穿过侧向孔;固定杆穿过中间孔,位于中间孔两侧的杆体上螺纹配合有自锁螺母;抗摩擦轮朝向受弯混凝土梁的纵截面。本发明能有效限制在疲劳试验循环加载过程中受弯混凝土主梁的侧向稳定性。
Description
技术领域
本发明属于桥梁工程混凝土梁结构室内动载试验的技术领域,具体公开了一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置及方法。
背景技术
预应力混凝土梁及体外预应力混凝土梁被广泛应用于中小跨度桥梁等工程结构,该类工程结构在正常使用年限内容易受到车辆疲劳荷载的反复作用,从而产生累积疲劳损伤,严重影响结构的安全性。另外,由于目前尚未有成熟的理论模型研究体外预应力加固后钢筋混凝土梁的疲劳性能,一般通过在实验室开展混凝土梁的累积疲劳损伤试验研究。但现有疲劳试验对横截面尺寸较小、高宽比较大的梁,容易在多次重复荷载作用下出现侧偏等现象,严重影响结构的安全性。其次,在疲劳试验过程中,为有效保护位移计在往复循环加载过程中不发生破坏,需在疲劳试验加载过程中将位移计与梁体分离,而在相应疲劳加载次数结束后,再次静载过程中保持位移计原有位置不变,保证位移测试的一致性,现有装置不能达到上述效果。第三,现有体外预应力转向装置不能有效传递钢绞线左右两侧的受力,在循环往复疲劳荷载作用下,体外预应力钢索容易出现累积疲劳损伤破坏。
发明内容
针对上述在实际体外预应力加固混凝土梁疲劳试验过程中面临的难题,本发明提出一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置及方法,该装置构造简单,使用方便,适用各尺寸的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验,既能有效避免疲劳试验梁发生侧翻,也能快速准确地测试跨中截面的竖向位移,不受疲劳作用次数对位移计初值变化的影响,还能减少疲劳试验加载过程对体外预应力钢索的疲劳损伤。
为实现上述目的,本发明提供一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,包括对称安装在受弯混凝土梁横截面两侧的横向限位组件;横向限位组件包括刚性底座、刚性架、定位插板和限位梁;两组所述刚性架相对固定在刚性底座上;定位插板固定在两组刚性架之间,定位插板上由上到下设置有多组定位插孔,每组定位插孔均包括中间孔以及对称设置在中间孔两侧的侧向孔;限位梁包括两组相对设置的限位插板、连接两组限位插板的固定杆以及转动安装在两组限位插板端部的抗摩擦轮;限位插板穿过侧向孔;固定杆穿过中间孔,位于中间孔两侧的杆体上螺纹配合有自锁螺母;抗摩擦轮朝向受弯混凝土梁的纵截面。
进一步地,横向限位组件还包括定位杆和定位杆固定锁;刚性架朝向受弯混凝土梁的侧面设置有锯齿状卡槽;限位插板上设置有条形孔;定位杆穿过条形孔,位于限位梁两侧的杆体位于锯齿状卡槽中,端部螺纹配合有定位杆固定锁。
进一步地,上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,还包括设置在试验场地基础上的滑轨,滑轨沿着受弯混凝土梁的纵向设置;刚性底座与滑轨滑动配合,刚性底座背离受弯混凝土梁的侧面设置有具有自锁功能的移动滚轮;抗摩擦轮为抗摩擦橡胶轮。
进一步地,上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,还包括安装在受弯混凝土梁底部的位移计保护组件;位移计保护组件包括刚性保护盒、调节刻度尺、刚性平台、示数指针、自锁旋钮和弹簧;刚性保护盒包括顶板、底板以及连接顶板和底板的侧板,底板上设置有通孔,侧板上设置有滑槽;调节刻度尺设置在刚性保护盒的侧板上;示数指针固定在刚性平台上;自锁旋钮螺纹安装在刚性平台上;刚性平台的底面设置有接触柱,刚性平台放置在刚性保护盒内,示数指针朝向调节刻度尺,自锁旋钮穿过滑槽位于刚性保护盒外,接触柱对准刚性保护盒的通孔;弹簧位于刚性保护盒内,两端分别顶板和刚性平台连接。
进一步地,刚性保护盒的侧板上设置有刻度尺安装槽;调节刻度尺滑动安装在刻度尺安装槽内,朝向刚性保护盒内部的背面固定有螺杆安装块,螺杆安装块内螺纹穿设有调节螺杆;调节螺杆穿过刚性保护盒的底板,位于刚性保护盒底板下方的杆体上固定有调节螺母。
进一步地,刚性保护盒包括刚性盒盖以及顶部开口的刚性盒体,刚性盒盖和刚性盒体上均设置有预留螺栓孔。
进一步地,上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,还包括安装在受弯混凝土梁体外预应力钢索转向位置的钢索转向组件;钢索转向组件包括固定板、固定轴和双滑轮阔角组;两块固定板的上部固定在受弯混凝土梁横截面的两侧,底部通过固定轴连接;双滑轮阔角组包括滑轮安装板、滑轮和可旋调角杆;两个滑轮转动安装在两块滑轮安装板之间;可旋调角杆与两块滑轮安装板均固定连接;两组双滑轮阔角组通过可旋调角杆与固定轴的两端转动连接。
进一步地,固定轴的端部设置有内螺纹,可旋调角杆的端部设置有与内螺纹配合的外螺纹。
进一步地,上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,还包括用于支撑受弯混凝土梁的支座以及电液压伺服控制的加载机构,加载机构放置于受弯混凝土梁的上侧,用于为受弯混凝土梁提供持续的疲劳动力荷载,同时也能进行静力加载试验。
本发明还提供一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验方法,基于上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置实施,包括下述步骤:
S1. 采用吊车吊装事先预制好的受弯混凝土梁,将受弯混凝土梁的两端放置在支座上,安装电阻应变片、连接线和测试箱,在受弯混凝土梁体外预应力钢索转向位置安装钢索转向组件;
S2. 在受弯混凝土梁两侧安装体外预应力钢索,体外预应力钢索在转向位置穿过双滑轮阔角组上的滑轮,从而保证体外预应力钢索在滑轮两侧的受力相同,且不至于在疲劳荷载作用下发生破坏;
S3. 在试验场地基础上安装滑轨,将两侧的横向限位组件安装在滑轨上,调节限位梁的高度,用于传递受弯混凝土梁侧向偏移产生的不利荷载;
S4. 根据受弯混凝土梁的位置,调节限位梁的伸长量,使限位梁端部的抗摩擦轮与受弯混凝土梁纵截面之间的间隙在预设范围内,保证正常疲劳荷载作用时,抗摩擦轮不与受弯混凝土梁纵截面接触,但当受弯混凝土梁发生侧偏时,则可限制其变形;
S5. 将位移计保护组件安装到受弯混凝土梁跨中截面下侧,在刚性保护盒下方安装位移计,移动刚性平台至接触柱与位移计接触,记录示数指针所指示数,拧紧自锁旋钮;
S6. 通过程序控制加载机构的加载频率和荷载,进行静力荷载试验,读取位移和应变;
S7. 移动刚性平台至接触柱与位移计分离,拧紧自锁旋钮,避免疲劳荷载对位移计产生损坏,通过电脑程序设置疲劳上限、下限荷载大小及作用频率,进行疲劳试验加载;
S8. 移动刚性平台至接触柱与位移计接触,示数指针所指示数与步骤S5中一致,拧紧自锁旋钮,进行第一次疲劳试验后的静力荷载试验,读取位移和应变。
本发明具有以下有益效果:
1.本发明可简便的实现疲劳加载过程中的对体外预应力加固梁的横向限位,从而保证在若干次疲劳循环加载过程中加固混凝土梁体的安全性;且限位梁能沿刚性架上下和前后移动,能适用各种尺寸的受弯混凝土梁的疲劳加载试验;
2.在疲劳循环加载过程中,可采用自主研发的位移计保护组件可以方便快捷保证位移计的安全性,保证在疲劳加载过程中受弯混凝土梁不会对位移计施力,在后续的静力荷载试验过程中受弯混凝土梁对位移计施力测量位移,仅通过调节刚性平台的位置即可实现上述功能;
3.通过设置钢索转向组件可将体外预应力钢索转角处力分散到受弯混凝土梁上,且滑轮能将静摩擦转化为滑动摩擦,有效地减少转角对体外预应力钢索的预应力损失,降低了钢索在疲劳循环过程中断裂的风险;
4. 本发明可通过设定滑轨的方式将刚性底座滑动安装在试验场地基础上,有效地解决了横向限位组件安装复杂的问题,且能沿受弯混凝土梁的纵向调节合适位置,可有效避开跨中截面应变测点,能同时提供竖向位移测点;
5. 本发明具有测试装置简单,安装方便的特点,能有效限制在疲劳试验循环加载过程中受弯混凝土主梁的侧向稳定性,保证疲劳加载过程的稳定性,并提供更精确的实验测试数据。
附图说明
图1为体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置的结构示意图;
图2为横向限位组件的爆炸图;
图3为限位梁的爆炸图;
图4为位移计保护组件的爆炸图;
图5为钢索转向组件的爆炸图。
图中:1-横向限位组件;1.1-刚性底座;1.2-刚性架;1.3-定位插板;1.4-限位梁;1.4.1-限位插板;1.4.2-固定杆;1.4.3-抗摩擦轮;1.4.4-自锁螺母;1.5-定位杆;1.6-定位杆固定锁;1.7-移动滚轮;2-滑轨;3-位移计保护组件;3.1-调节刻度尺;3.2-刚性平台;3.2.1-接触柱;3.3-示数指针;3.4-自锁旋钮;3.5-弹簧;3.6-调节螺杆;3.7-调节螺母;3.8-刚性盒盖;3.9-刚性盒体;3.10-预留螺栓孔;4-钢索转向组件;4.1-固定板;4.2-固定轴;4.3-双滑轮阔角组;4.3.1-滑轮安装板;4.3.2-滑轮;4.3.3-可旋调角杆;4.4-固定螺栓;5-支座;6-加载机构;101-受弯混凝土梁;102-体外预应力钢索。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,试验对象为受弯混凝土梁101,采用体外预应力张拉锚固加载的钢筋混凝土梁,需要预留空间用于体外预应力钢索102加固,包括对称安装在受弯混凝土梁101横截面两侧的横向限位组件1,用于限制受弯混凝土梁101在疲劳荷载作用发生侧向失稳;横向限位组件包括刚性底座1.1、刚性架1.2、定位插板1.3和限位梁1.4;两组所述刚性架1.2相对固定在刚性底座1.1上;定位插板1.3固定在两组刚性架1.2之间,定位插板1.3上由上到下设置有多组定位插孔,每组定位插孔均包括中间孔以及对称设置在中间孔两侧的侧向孔;限位梁1.4包括两组相对设置的限位插板1.4.1、连接两组限位插板1.4.1的固定杆1.4.2以及转动安装在两组限位插板1.4.1端部的抗摩擦轮1.4.3;限位插板1.4.1穿过侧向孔;固定杆1.4.2穿过中间孔,位于中间孔两侧的杆体上螺纹配合有自锁螺母1.4.4;抗摩擦轮1.4.3朝向受弯混凝土梁101的纵截面,抗摩擦轮1.4.3用于受弯混凝土梁101发生侧偏时,直接与受弯混凝土梁101的纵截面接触受力,限制受弯混凝土梁101发生侧向偏移。通过调整限位梁1.4穿过定位插板1.3不同高度的定位插孔以调整限位梁1.4的上、下位置。通过调节带有螺纹的固定杆1.4.2控制抗摩擦轮1.4.3与受弯混凝土梁101之间的距离,间距可在1~2 mm之间,保证有相对宽裕的空间进行裂缝观测。
本实施例中,刚性底座1.1、刚性架1.2、定位插板1.3为预先焊接为一体的整体结构。
进一步地,横向限位组件还包括定位杆1.5和定位杆固定锁1.6;刚性架1.2朝向受弯混凝土梁101的侧面设置有锯齿状卡槽;限位插板1.4.1上设置有条形孔;定位杆1.5穿过条形孔,位于限位梁1.4两侧的杆体位于锯齿状卡槽中,端部螺纹配合有定位杆固定锁1.6。定位杆1.5与锯齿状卡槽用于控制限位梁1.4的前后位置,防止在较大水平荷载作用下,限位梁1.4发生较大位移。
进一步地,上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,还包括设置在试验场地基础上的滑轨2,滑轨2沿着受弯混凝土梁101的纵向设置;刚性底座1.1与滑轨2滑动配合,刚性底座1.1背离受弯混凝土梁101的侧面设置有具有自锁功能的移动滚轮1.7;抗摩擦轮1.4.3为抗摩擦橡胶轮。移动滚轮1.7能协助刚性底座1.1沿滑轨2移动,从而与受弯混凝土梁101需要限制的位置相适应,在确定横向限位组件的位置后,可通过固定移动滚轮1.7固定其位置。
进一步地,上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,还包括安装在受弯混凝土梁101底部的位移计保护组件3,能保证在疲劳荷载作用时位移计与梁体分离,在静载加载时位移计与梁体接触;位移计保护组件3包括刚性保护盒、调节刻度尺3.1、刚性平台3.2、示数指针3.3、自锁旋钮3.4和弹簧3.5;刚性保护盒包括顶板、底板以及连接顶板和底板的侧板,底板上设置有通孔,侧板上设置有滑槽;调节刻度尺3.1设置在刚性保护盒的侧板上;示数指针3.3固定在刚性平台3.2上;自锁旋钮3.4螺纹安装在刚性平台3.2上;刚性平台3.2的底面设置有接触柱3.2.1,刚性平台3.2放置在刚性保护盒内,示数指针3.3朝向调节刻度尺3.1,自锁旋钮3.4穿过滑槽位于刚性保护盒外,接触柱3.2.1对准刚性保护盒的通孔;弹簧3.5位于刚性保护盒内,两端分别顶板和刚性平台3.2连接。
进一步地,刚性保护盒的侧板上设置有刻度尺安装槽;调节刻度尺3.1滑动安装在刻度尺安装槽内,朝向刚性保护盒内部的背面固定有螺杆安装块,螺杆安装块内螺纹穿设有调节螺杆3.6;调节螺杆3.6穿过刚性保护盒的底板,位于刚性保护盒底板下方的杆体上固定有调节螺母3.7。旋转调节螺母3.7将带动调节螺杆3.6旋转,从而调整调节刻度尺3.1在刻度尺安装槽内的高度。
进一步地,刚性保护盒包括刚性盒盖3.8以及顶部开口的刚性盒体3.9,刚性盒盖3.8和刚性盒体3.9上均设置有预留螺栓孔3.10,刚性盒盖3.8和刚性盒体3.9的孔位对准,进行焊封,通过螺栓将刚性保护盒固定在梁底所需位置处。
进一步地,刚性平台3.2上设置有凸起,弹簧3.5放置在凸起外,自锁旋钮3.4与刚性平台3.2侧面的螺旋凹槽连接。
进一步地,上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,还包括安装在受弯混凝土梁101体外预应力钢索转向位置的钢索转向组件4,用于保证钢索受力均匀过渡,不至于在疲劳试验过程中钢索摩擦断裂;钢索转向组件4包括固定板4.1、固定轴4.2和双滑轮阔角组4.3;两块固定板4.1的上部通过固定螺栓4.4固定在受弯混凝土梁101横截面的两侧,底部通过固定轴4.2连接;双滑轮阔角组4.3包括滑轮安装板4.3.1、滑轮4.3.2和可旋调角杆4.3.3;两个滑轮4.3.2转动安装在两块滑轮安装板4.3.1之间;可旋调角杆4.3.3与两块滑轮安装板4.3.1均固定连接;两组双滑轮阔角组4.3通过可旋调角杆4.3.3与固定轴4.2的两端转动连接。该双滑轮阔角组4.3将根据受力绕固定轴4.2自发地旋转至合适位置,增加钢索角度,减少折断危险。
进一步地,固定轴4.2的端部设置有内螺纹,可旋调角杆4.3.3的端部设置有与内螺纹配合的外螺纹。
进一步地,上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,还包括用于支撑受弯混凝土梁101的支座5以及电液压伺服控制的加载机构6,加载机构6放置于受弯混凝土梁101的上侧,能通过电脑程序设定合适的疲劳上限、下限荷载值及疲劳加载频率,且具有较高的疲劳加载稳定性,用于为受弯混凝土梁101提供持续的疲劳动力荷载,同时也能进行静力加载试验。
进一步地,受弯混凝土梁101的尺寸为宽200~400mm,高400~600mm时,横向限位组件1的横向可调节范围为0~1000 mm,高度可调节区间为0~1400 mm,横向限位组件1高度可为0.5~1.9m,铸铁厚度为3 cm,能保证在较大荷载作用不产生变形。刚性保护盒由钢板焊接而成,其尺寸较受弯混凝土梁101小,长、宽和高可设定为100 mm×100 mm×100mm,刚性保护盒下侧开设的圆孔能满足位移计或千分表的表头指针通过,尺寸可设定为1 cm。钢索转向组件4由硬度和强度较大的钢板整体压制形成,能够承受由单根体外预应力钢绞线在1400 MPa,换算成荷载约400 kN的力。
进一步地,刚性保护盒整体为可拆卸式的钢结构构件,通过螺栓或粘结胶粘结在需要测试竖向变形混凝土梁的跨中和1/4截面位置,刚性保护盒内部、刚性平台3.2、弹簧3.5表面需要涂抹润滑油,保证其在室内环境中不发生锈蚀。
本实施例还提供一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验方法,基于上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置实施,包括下述步骤:
S1. 采用吊车吊装事先预制好的受弯混凝土梁101,将受弯混凝土梁101的两端放置在支座5上,安装电阻应变片、连接线和测试箱,在受弯混凝土梁体外预应力钢索转向位置安装钢索转向组件4;
S2. 在受弯混凝土梁101两侧安装体外预应力钢索102,体外预应力钢索102在转向位置穿过双滑轮阔角组4.3上的滑轮4.3.2,从而保证体外预应力钢索102在滑轮4.3.2两侧的受力相同,且不至于在疲劳荷载作用下发生破坏;
S3. 在试验场地基础上安装滑轨2,将两侧的横向限位组件1安装在滑轨2上,横向限位组件1位于受弯混凝土梁101的1/4纵截面位置,留出空间便于观测在静载作用下的裂缝,避免对受弯混凝土梁101跨中截面粘贴的应变传感器造成损伤,调节限位梁1.4的高度,用于传递受弯混凝土梁101侧向偏移产生的不利荷载;
S4. 根据受弯混凝土梁101的位置,调节限位梁1.4的伸长量,使限位梁1.4端部的抗摩擦轮1.4.3与受弯混凝土梁101纵截面之间的间隙在预设范围内,保证正常疲劳荷载作用时,抗摩擦轮1.4.3不与受弯混凝土梁101纵截面接触,但当受弯混凝土梁101发生侧偏时,则可限制其变形;
S5. 将位移计保护组件3安装到受弯混凝土梁101跨中截面下侧,在刚性保护盒下方安装位移计,移动刚性平台3.2至接触柱3.2.1与位移计接触,记录示数指针3.3所指示数,拧紧自锁旋钮3.4;
S6. 通过程序控制加载机构6的加载频率和荷载,进行静力荷载试验,读取位移和应变;
S7. 移动刚性平台3.2至接触柱3.2.1与位移计分离,拧紧自锁旋钮3.4,避免疲劳荷载对位移计产生损坏,通过电脑程序设置疲劳上限、下限荷载大小及作用频率,进行疲劳试验加载;
S8. 移动刚性平台3.2至接触柱3.2.1与位移计接触,示数指针3.3所指示数与步骤S5中一致,拧紧自锁旋钮3.4,进行第一次疲劳试验后的静力荷载试验,读取位移和应变。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,其特征在于,包括对称安装在受弯混凝土梁横截面两侧的横向限位组件;
所述横向限位组件包括刚性底座、刚性架、定位插板和限位梁;
两组所述刚性架相对固定在刚性底座上;
所述定位插板固定在两组刚性架之间,定位插板上由上到下设置有多组定位插孔,每组定位插孔均包括中间孔以及对称设置在中间孔两侧的侧向孔;
所述限位梁包括两组相对设置的限位插板、连接两组限位插板的固定杆以及转动安装在两组限位插板端部的抗摩擦轮;
所述限位插板穿过侧向孔;
所述固定杆穿过中间孔,位于中间孔两侧的杆体上螺纹配合有自锁螺母;
所述抗摩擦轮朝向受弯混凝土梁的纵截面。
2.根据权利要求1所述的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,其特征在于,所述横向限位组件还包括定位杆和定位杆固定锁;
所述刚性架朝向受弯混凝土梁的侧面设置有锯齿状卡槽;
所述限位插板上设置有条形孔;
所述定位杆穿过条形孔,位于限位梁两侧的杆体位于锯齿状卡槽中,端部螺纹配合有定位杆固定锁。
3.根据权利要求2所述的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,其特征在于,还包括设置在试验场地基础上的滑轨,滑轨沿着受弯混凝土梁的纵向设置;
刚性底座与滑轨滑动配合,刚性底座背离受弯混凝土梁的侧面设置有具有自锁功能的移动滚轮;
抗摩擦轮为抗摩擦橡胶轮。
4.根据权利要求3所述的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,其特征在于,还包括安装在受弯混凝土梁底部的位移计保护组件;
所述位移计保护组件包括刚性保护盒、调节刻度尺、刚性平台、示数指针、自锁旋钮和弹簧;
所述刚性保护盒包括顶板、底板以及连接顶板和底板的侧板,底板上设置有通孔,侧板上设置有滑槽;
所述调节刻度尺设置在刚性保护盒的侧板上;
所述示数指针固定在刚性平台上;
所述自锁旋钮螺纹安装在刚性平台上;
所述刚性平台的底面设置有接触柱,刚性平台放置在刚性保护盒内,示数指针朝向调节刻度尺,自锁旋钮穿过滑槽位于刚性保护盒外,接触柱对准刚性保护盒的通孔;
所述弹簧位于刚性保护盒内,两端分别顶板和刚性平台连接。
5.根据权利要求4所述的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,其特征在于,刚性保护盒的侧板上设置有刻度尺安装槽;
所述调节刻度尺滑动安装在刻度尺安装槽内,朝向刚性保护盒内部的背面固定有螺杆安装块,螺杆安装块内螺纹穿设有调节螺杆;
调节螺杆穿过刚性保护盒的底板,位于刚性保护盒底板下方的杆体上固定有调节螺母。
6.根据权利要求5所述的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,其特征在于,刚性保护盒包括刚性盒盖以及顶部开口的刚性盒体,刚性盒盖和刚性盒体上均设置有预留螺栓孔。
7.根据权利要求6所述的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,其特征在于,还包括安装在受弯混凝土梁体外预应力钢索转向位置的钢索转向组件;
所述钢索转向组件包括固定板、固定轴和双滑轮阔角组;
两块固定板的上部固定在受弯混凝土梁横截面的两侧,底部通过固定轴连接;
所述双滑轮阔角组包括滑轮安装板、滑轮和可旋调角杆;
两个滑轮转动安装在两块滑轮安装板之间;
可旋调角杆与两块滑轮安装板均固定连接;
两组双滑轮阔角组通过可旋调角杆与固定轴的两端转动连接。
8.根据权利要求7所述的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,其特征在于,固定轴的端部设置有内螺纹,可旋调角杆的端部设置有与内螺纹配合的外螺纹。
9.根据权利要求8所述的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置,其特征在于,还包括用于支撑受弯混凝土梁的支座以及电液压伺服控制的加载机构,加载机构放置于受弯混凝土梁的上侧,用于为受弯混凝土梁提供持续的疲劳动力荷载,同时也能进行静力加载试验。
10.一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验方法,其特征在于,基于权利要求9所述的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置实施,包括下述步骤:
S1. 采用吊车吊装事先预制好的受弯混凝土梁,将受弯混凝土梁的两端放置在支座上,安装电阻应变片、连接线和测试箱,在受弯混凝土梁体外预应力钢索转向位置安装钢索转向组件;
S2. 在受弯混凝土梁两侧安装体外预应力钢索,体外预应力钢索在转向位置穿过双滑轮阔角组上的滑轮,从而保证体外预应力钢索在滑轮两侧的受力相同,且不至于在疲劳荷载作用下发生破坏;
S3. 在试验场地基础上安装滑轨,将两侧的横向限位组件安装在滑轨上,调节限位梁的高度,用于传递受弯混凝土梁侧向偏移产生的不利荷载;
S4. 根据受弯混凝土梁的位置,调节限位梁的伸长量,使限位梁端部的抗摩擦轮与受弯混凝土梁纵截面之间的间隙在预设范围内,保证正常疲劳荷载作用时,抗摩擦轮不与受弯混凝土梁纵截面接触,但当受弯混凝土梁发生侧偏时,则可限制其变形;
S5. 将位移计保护组件安装到受弯混凝土梁跨中截面下侧,在刚性保护盒下方安装位移计,移动刚性平台至接触柱与位移计接触,记录示数指针所指示数,拧紧自锁旋钮;
S6. 通过程序控制加载机构的加载频率和荷载,进行静力荷载试验,读取位移和应变;
S7. 移动刚性平台至接触柱与位移计分离,拧紧自锁旋钮,避免疲劳荷载对位移计产生损坏,通过电脑程序设置疲劳上限、下限荷载大小及作用频率,进行疲劳试验加载;
S8. 移动刚性平台至接触柱与位移计接触,示数指针所指示数与步骤S5中一致,拧紧自锁旋钮,进行第一次疲劳试验后的静力荷载试验,读取位移和应变。
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