CN117309742B - 一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，属于钢筋混凝土构件耐久性研究技术领域，包括配置有模拟液的试验容器，用于固定研究对象并使研究对象竖直插放在模拟液中的固定机构；对研究对象载荷状态进行模拟的载荷模拟机构，所述载荷模拟机构包括安装架，安装架上设置有正压力件、连接有侧压力件的往复转动件以及在正压力件的基础上进一步施力的副压力件。该钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，载荷模拟机构对研究对象实际工作的环境进行了充分有效的模拟，有效提高了试验的可靠性，同时利用电流技术进加速腐蚀以及固定机构配合载荷模拟机构进行试验，有效提高了试验的效率以及试验过程的顺利度和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及钢筋混凝土构件耐久性研究技术领域，具体为一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置。
背景技术
混凝土构件作为重要的结构材料，其耐久性能直接关系到工程的使用寿命和安全性能，因此，混凝土构件的耐久性研究对优化混凝土结构材料，提高结构的安全性和使用寿命具有重要的意义。
在混凝土构件耐久性研究的过程中，经常会模拟野外环境进行试验，例如河流或者海洋中的桥墩，这些桥墩可能会受到冻融、干湿循环、盐渍土、有害离子等一种或者几种共同影响致使混凝土结构耐久性发生变化，结构发生腐蚀破坏，因此会对其进行腐蚀试验。
现有的腐蚀试验，通常是简单的将桥墩样本放置在配置的模拟液中观察其腐蚀的情况，但耗时较长，试验的效率较低，且简单的放置混凝土构件并没有充分的对其实际的工作环境进行模拟（桥墩在实际工作中，不仅需要承受来自桥面的重力载荷，同时还需要承载来自行车的载荷，当车辆通过桥梁时，车辆的重量会通过桥面传递到桥墩上产生垂直载荷，同时，车辆的移动还会带来水平载荷和侧向力，对桥墩产生推力和倾覆力），进而降低了试验结果的可靠性。
发明内容
本发明提供钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，以解决相关技术中试验效率以及可靠性低的问题。
本发明提供了一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，该钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置包括配置有模拟液的试验容器，用于固定研究对象并使研究对象竖直插放在模拟液中的固定机构；对研究对象载荷状态进行模拟的载荷模拟机构，所述载荷模拟机构包括安装架，安装架上设置有正压力件、连接有侧压力件的往复转动件以及在正压力件的基础上进一步施力的副压力件，侧压力件对称分布在往复转动件且分别位于研究对象的两侧，往复转动件往复转动的过程中，侧压力件间歇的向研究对象施力，正压力件从研究对象的顶部向研究对象稳定的施加固定的压力，副压力件随着往复转动件的往复转动间歇的向正压力件施力并由正压力件传递至研究对象上。
在一种可能实施的方式中，所述安装架上竖直滑动连接有控制座，往复转动件转动连接在控制座上，正压力件固定连接在控制座上，副压力件竖直滑动连接在控制座上。
在一种可能实施的方式中，所述副压力件与往复转动件之间设置有连动组件，连动组件包括安装有推动件的转动盘以及与推动件相配合的承接件，承接件限位转动连接在副压力件上，副压力件弹性滑动连接在控制座上。
在一种可能实施的方式中，所述连动组件共两组且呈中心对称状分布，其中一组连动组件中的转动盘固定连接在往复转动件上，另一组连动组件中的转动盘与控制座转动连动，两个转动盘之间啮合设置有锥齿轮。
在一种可能实施的方式中，所述固定机构包括设置有放置通道的滑动座，滑动座上设置有横向对称的限位件一以及纵向对称的限位件二，限位件一之间设置有齿轮齿条组件，且其中一个限位件一上转动连接有螺纹锁紧件，另一个限位件一上滑动连接有螺纹加固件，螺纹锁紧件与螺纹加固件均与滑动座螺纹连接。
在一种可能实施的方式中，所述齿轮齿条组件在纵向上对称设置，且齿轮齿条组件包括横向齿条和纵向齿条，横向齿条分别固定连接在限位件一上且横向齿条之间啮合连接有中间齿轮，纵向齿条固定连接在相应侧限位件二上且与中间齿轮啮合。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：1、根据本发明实施例提供的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，载荷模拟机构对研究对象实际工作的环境进行了充分有效的模拟，有效提高了试验的可靠性，同时利用电流技术加速腐蚀以及固定机构配合载荷模拟机构进行试验，有效提高了试验的效率以及试验过程的顺利度和稳定性。
2、根据本发明实施例提供的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，通过正压力件、侧压力件以及副压力件组合工作充分的对桥墩工作环境下的受力情况进行模拟，有效提高了试验结果的可靠性，同时通过连动组件将侧压力件与副压力件的工作过程关联起来，更加贴合实际受力状态的变化，进一步提高了试验的可靠性，且整体结构简单，便于试验顺利稳定性的进行。
3、根据本发明实施例提供的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，两组连动组件同步工作，提高了副压力件上移过程的稳定性，相应的提高了试验过程的稳定性。
4、根据本发明实施例提供的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，通过螺纹锁紧件与螺纹加固件对限位件一的控制与固定，有效提高钢筋混凝土构件样放置状态的稳定性和牢固度，便于试验顺利稳定的进行。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置的整体结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置的往复转动件的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置的连动组件的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置的转动盘与锥齿轮的结构示意图。
图5是本发明实施例提供的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置的固定机构的结构示意图。
图中：1、试验容器；2、固定机构；21、放置通道；22、滑动座；23、限位件一；24、限位件二；25、齿轮齿条组件；251、横向齿条；252、纵向齿条；253、中间齿轮；26、螺纹锁紧件；27、螺纹加固件；3、载荷模拟机构；31、安装架；32、正压力件；33、侧压力件；34、往复转动件；341、驱动轴；342、转动套；343、L形架；35、副压力件；36、控制座；37、连动组件；371、推动件；372、转动盘；373、承接件；4、钢筋混凝土构件样本。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于下面所描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
请参阅图1，一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，包括配置有模拟液的试验容器1、用于固定研究对象并使研究对象竖直插放在模拟液中的固定机构2以及对研究对象载荷状态进行模拟的载荷模拟机构3，如图1所示，试验容器1中盛有作为电解质溶液的盐渍土模拟液，研究对象为矩形的钢筋混凝土构件样本4，钢筋混凝土构件样本4竖直放置，其下端插入至电解质溶液中，电解质溶液中放置有不锈钢板，不锈钢板上连接有导线并将导线连接到电源的负极，同时将钢筋混凝土构件样本4中的纵筋连接到电源的正极，整体形成闭合的回路，在腐蚀过程中，利用外加的电流技术进行加速腐蚀，提高试验的效率，同时在加速腐蚀的过程中，利用载荷模拟机构3模拟钢筋混凝土构件样本4在实际使用环境下的载荷受力，提高研究结果的可靠性。
参阅图1和图2，载荷模拟机构3包括龙门结构的安装架31，安装架31上竖直滑动连接有控制座36，控制座36上设置有正压力件32、连接有侧压力件33的往复转动件34以及在正压力件32的基础上进一步施力的副压力件35，如图2所示，正压力件32与控制座36固定连接，且正压力件32整体呈U形结构，同时底部为水平状，往复转动件34包括驱动轴341，驱动轴341上前后对称套设有转动套342，转动套342上左右对称连接有L形架343，转动套342分别位于正压力件32的两侧，驱动轴341前后贯穿正压力件32且与控制座36转动连接，侧压力件33分别连接在左右同侧的L形架343之间，试验的过程中，正压力件32固定置于钢筋混凝土构件样本4的顶部并向其施加一定的压力，模拟桥墩承受的来自桥面的重力载荷，往复的转动驱动轴341通过转动套342上的L形架343带动侧压力件33间歇往复的敲击钢筋混凝土构件样本4，模拟车辆移动过程中产生并作用在桥墩上的推力和倾覆力，与此同时，在驱动轴341往复转动的过程中，带动副压力件35在垂直方向上间歇的撞击正压力件32并由正压力件32传递至钢筋混凝土构件样本4上，进而对车辆通过桥梁时，车辆重量作用在桥墩上的垂直载荷进行模拟，整体充分的对桥墩工作环境下的受力情况进行模拟，有效提高了试验结果的可靠性，且整体结构简单，便于试验顺利稳定地进行。
参阅图2和图3，副压力件35与往复转动件34之间设置有连动组件37，如图3所示，连动组件37包括安装有推动件371的转动盘372以及与推动件371相配合的承接件373，推动件371为圆柱形结构且对称分布在转动盘372上，承接件373左右对称分布且限位转动连接在副压力件35上，副压力件35为底部带有接触端的压力框，压力框弹性滑动连接在控制座36上，如图3所示，转动盘372顺时针转动时，左侧的推动件371随着转动盘372的转动经过左侧的承接件373，先与左侧的承接件373接触并带动其向上运动，进而带动副压力件35向上移动，之后随着转动盘372的继续转动，左侧的推动件371与左侧的承接件373分离，此时，副压力件35在弹性力的作用下下移并撞击正压力件32，与此同时，右侧的推动件371随着转动盘372转动的过程中，先与右侧的承接件373接触并推动承接件373向下转动，之后顺利的经过右侧的承接件373由承接件373的上方移动至承接件373的下方，之后，在转动盘372逆时针复位转动的过程中，右侧的推动件371则随着转动盘372的转动通过右侧的承接件373带动副压力件35上移，左侧的推动件371则向下复位，整个过程与转动盘372顺时针转动时的过程刚好相反，但转动盘372的顺时针转动与逆时针转动均使副压力件35间歇的撞击正压力件32，进而通过正压力件32间歇往复的敲击钢筋混凝土构件样本4的过程中，连动副压力件35间歇往复的撞击正压力件32，更加贴合桥墩工作时的受力情况，进一步提高了试验的可靠性。
参阅图3和图4，连动组件37共两组且呈中心对称状分布，其中一组连动组件37中的转动盘372固定连接在驱动轴341上，另一组连动组件37中的转动盘372与控制座36转动连动，两个转动盘372之间啮合设置有锥齿轮，在驱动轴341往复转动的过程中，同步的带动与其固定连接的转动盘372往复转动，该转动盘372通过锥齿轮同步的带动另一个转动盘372往复转动，且两个转动盘372的转动方向相反，进而在副压力件35上移的过程，通过左右两个施力点同时控制副压力件35上移，提高副压力件35上移过程的稳定性，相应的提高实测过程的稳定性。
参阅图1和图5，固定机构2包括设置有放置通道21的滑动座22，滑动座22上设置有横向对称的限位件一23以及纵向对称的限位件二24，如图5所示，横向为左右方向，纵向为前后方向，限位件一23之间设置有齿轮齿条组件25，且其中一个限位件一23上转动连接有螺纹锁紧件26，另一个限位件一23上滑动连接有螺纹加固件27，螺纹锁紧件26与螺纹加固件27均与滑动座22螺纹连接，在钢筋混凝土构件样本4固定的过程中，先将钢筋混凝土构件样本4插放在放置通道21内进行初始的限位，之后，转动螺纹锁紧件26，使与其转动连接的限位件一23向钢筋混凝土构件样本4移动，在移动的过程中，通过齿轮齿条组件25带动另一个限位件一23同步向钢筋混凝土构件样本4移动，直至钢筋混凝土构件样本4固定在限位件一23之间，此时，钢筋混凝土构件样本4不仅处于竖直放置的状态而且处于居中的状态，然后转动螺纹加固件27直至其抵紧相应的限位件一23，提高钢筋混凝土构件样本4放置状态的稳定性和牢固度，便于试验顺利稳定地进行。
参阅图5，齿轮齿条组件25在纵向上对称设置，且齿轮齿条组件25包括横向齿条251和纵向齿条252，横向齿条251分别固定连接在限位件一23上且横向齿条251之间啮合连接有中间齿轮253，中间齿轮253转动连接在滑动座22上，纵向齿条252固定连接在相应侧限位件二24上且与中间齿轮253啮合，限位件一23同步向钢筋混凝土构件样本4移动对其进行限位固定的过程中，同步的带动限位件二24向钢筋混凝土构件样本4移动并从前后方向上对钢筋混凝土构件样本4进行限位，一方面提高了使钢筋混凝土构件样本4的位置精度，另一方面提高了使钢筋混凝土构件样本4放置状态的稳定性，便于试验顺畅稳定性地进行。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“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，或滑动连接；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。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依据本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，其特征在于：包括配置有模拟液的试验容器（1）；
用于固定研究对象并使研究对象竖直插放在模拟液中的固定机构（2）；
对研究对象载荷状态进行模拟的载荷模拟机构（3），所述载荷模拟机构（3）包括安装架（31），安装架（31）上设置有正压力件（32）、连接有侧压力件（33）的往复转动件（34）以及在正压力件（32）的基础上进一步施力的副压力件（35），侧压力件（33）对称分布在往复转动件（34）且分别位于研究对象的两侧，往复转动件（34）往复转动的过程中，侧压力件（33）间歇的向研究对象施力，正压力件（32）从研究对象的顶部向研究对象稳定的施加固定的压力，副压力件（35）随着往复转动件（34）的往复转动间歇的向正压力件（32）施力并由正压力件（32）传递至研究对象上；
所述副压力件（35）与往复转动件（34）之间设置有连动组件（37），连动组件（37）包括安装有推动件（371）的转动盘（372）以及与推动件（371）相配合的承接件（373），承接件（373）限位转动连接在副压力件（35）上，副压力件（35）弹性滑动连接在控制座（36）上；
所述连动组件（37）共两组且呈中心对称状分布，其中一组连动组件（37）中的转动盘（372）固定连接在往复转动件（34）上，另一组连动组件（37）中的转动盘（372）与控制座（36）转动连动，两个转动盘（372）之间啮合设置有锥齿轮；
试验容器（1）中盛有作为电解质溶液的盐渍土模拟液，电解质溶液中放置有不锈钢板，不锈钢板上连接有导线并将导线连接到电源的负极，同时将钢筋混凝土构件样本（4）中的纵筋连接到电源的正极，整体形成闭合的回路。
2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，其特征在于：所述安装架（31）上竖直滑动连接有控制座（36），往复转动件（34）往复转动连接在控制座（36）上，正压力件（32）固定连接在控制座（36）上，副压力件（35）竖直滑动连接在控制座（36）上。
3.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，其特征在于：所述固定机构（2）包括设置有放置通道（21）的滑动座（22），滑动座（22）上设置有横向对称的限位件一（23）以及纵向对称的限位件二（24），限位件一（23）之间设置有齿轮齿条组件（25），且其中一个限位件一（23）上转动连接有螺纹锁紧件（26），另一个限位件一（23）上滑动连接有螺纹加固件（27），螺纹锁紧件（26）与螺纹加固件（27）均与滑动座（22）螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的一种钢筋混凝土构件多源腐蚀加速模拟装置，其特征在于：所述齿轮齿条组件（25）在纵向上对称设置，且齿轮齿条组件（25）包括横向齿条（251）和纵向齿条（252），横向齿条（251）分别固定连接在限位件一（23）上且横向齿条（251）之间啮合连接有中间齿轮（253），中间齿轮（253）转动连接在滑动座（22）上，纵向齿条（252）固定连接在相应侧限位件二（24）上且与中间齿轮（253）啮合。
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