CN203606260U - 一种海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种海洋环境中钢筋混凝土构件服役模拟装置，属于结构耐久性试验领域；该装置包括腐蚀水箱，储水水箱，钢筋混凝土柱或桥墩，带孔加载支座，穿心式力传感器，穿心式千斤顶，锚固件，拉力筋，给出水泵，给出水管，有轨环形支架，吹风装置，照明装置，环形喷雾管，加热棒，控制器，转向头；通过控制器控制施加在钢筋混凝土柱或桥墩上的荷载，水箱内腐蚀溶液的涨落高低、时长、速度以及溶液温度、盐雾浓度；本实用新型能真实地模拟海洋环境中钢筋混凝土构件的实际工作状态，无需加载反力架。

Description

一种海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置

技术领域

本实用新型属于结构耐久性试验领域，具体涉及一种海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置。

背景技术

处于海洋环境中的竖向承重结构如钢筋混凝土柱和桥墩一般处于三种状态，一是水下区，二是水位变动区，三是盐雾区。同时柱和桥墩还要承受上部桥梁传来的荷载。真实模拟荷载和环境共同作用下柱和桥墩服役状态的试验系统是研究其耐久性和寿命预测的前提。目前，耐久性试验常用技术是环境模拟箱。但是，现有技术存在以下不足：一是没有考虑使用荷载作用的影响，而实际构件是负荷工作的；二是人工环境模拟箱难以同时模拟水下区、水位变动区和盐雾区。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决目前试验装置中没有考虑使用荷载作用，人工环境模拟箱难以同时模拟水下区、水位变动区、和盐雾区的缺点，提供一种结构简单、操作方便、体积小巧、不占试验空间且能同时考虑荷载和海洋环境作用的钢筋混凝土柱或桥墩服役性能的试验装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提出一种海洋环境下钢筋混凝土柱或桥墩服役性能的试验装置，即海洋环境中钢筋混凝土柱或桥墩的服役模拟装置，包括加载系统、喷雾系统、潮汐系统、控制系统和海水箱组成。

一种海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置，所述的模拟装置包括腐蚀水箱，储水水箱，钢筋混凝土构件，带孔加载支座，穿心式力传感器，穿心式千斤顶，锚固件，拉力筋，给水水泵，出水水泵，给水管，出水管，有轨环形支架，吹风装置，照明装置，环形喷雾管，加热棒，控制器，转向头；所述的钢筋混凝土构件沿轴线方向带有通孔，拉力筋穿入通孔，底端由锚固件固定，上端依次穿入带孔加载支座、穿心式力传感器和穿心式千斤顶并固定锚固件，穿心式力传感器和穿心式千斤顶与控制器连接；所述的模拟装置通过控制器控制施加在钢筋混凝土构件上的荷载；给水管的出水端和进水端分别与储水水箱和腐蚀水箱相连，出水管的出水端和进水端分别与腐蚀水箱和储水水箱相连，给水管上安装给水水泵，出水管安装出水水泵，给水管的进水端和出水管的出水端各自安装有转向头；给水水泵、出水水泵和转向头与控制器连接；加热棒布置在腐蚀水箱的底部，加热棒与控制器连接；腐蚀水箱的上部布置有轨环形支架，有轨环形支架的轨道上分别布置吹风装置和照明装置，吹风装置和照明装置与控制器连接；有轨环形支架还布置环形喷雾管，环形喷雾管与控制器连接。

优选的，所述的钢筋混凝土构件是钢筋混凝土柱或桥墩。

所述的模拟装置通过控制器控制施加在钢筋混凝土构件上的荷载；所述的荷载为长期荷载或疲劳荷载或静载或动载。

所述控制器通过对给水水泵、出水水泵流速的控制保证腐蚀水箱内腐蚀溶液的涨落高低、时长、水流速度以及腐蚀溶液对钢筋混凝土构件的冲刷和波浪能；通过控制器对转向头的控制保证腐蚀水箱内腐蚀溶液的流动方向、水流速度、冲刷力和波浪能；所述的控制器通过控制加热棒来控制腐蚀水箱内溶液的温度；所述的控制器还用来控制环形喷雾管中盐雾的浓度。

所述的吹风装置和照明装置在控制器的控制下在有轨环形支架的轨道根据需要运行；优选的，所述的吹风装置是吹风机；所述的照明装置是日照灯。

本实用新型的有益效果主要表现在：

1、能同时真实地模拟海洋环境中钢筋混凝土构件的实际工作状态，包括荷载、日照强度与方向、风速、风向、水下区、水位变动区、盐雾区、水流速度、冲刷力和波浪能。

2、无需加载反力架，不占空间，能满足任意尺寸柱、任意荷载比的加载需要。

附图说明

图1是海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置的结构示意图：

图中，1为腐蚀水箱，2为储水水箱，3为钢筋混凝土构件，4为带孔加载支座，5为穿心式力传感器，6为穿心式千斤顶，7为锚固件，8为拉力筋，9为给水水泵，10为出水水泵，11为给水管，12为出水管，13为有轨环形支架，14为吹风装置，15为照明装置，16为环形喷雾管，17为加热棒，18为控制器，19为转向头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

一种海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置，所述的模拟装置包括腐蚀水箱1，储水水箱2，钢筋混凝土构件3，带孔加载支座4，穿心式力传感器5，穿心式千斤顶6，锚固件7，拉力筋8，给水水泵9，出水水泵10，给水管11，出水管12，有轨环形支架13，吹风装置14，照明装置15，环形喷雾管16，加热棒17，控制器18，转向头19；所述的钢筋混凝土构件3沿轴线方向带有通孔，拉力筋8穿入通孔，底端由锚固件7固定，上端依次穿入带孔加载支座4、穿心式力传感器5和穿心式千斤顶6并固定锚固件7，穿心式力传感器5和穿心式千斤顶6与控制器18连接；所述的模拟装置通过控制器18控制施加在钢筋混凝土构件上的荷载。

给水管11的出水端和进水端分别与储水水箱2和腐蚀水箱1相连，出水管12的出水端和进水端分别与腐蚀水箱1和储水水箱2相连，给水管11上安装给水水泵9，出水管12安装出水水泵10，给水管11的进水端和出水管12的出水端各自安装有转向头19；给水水泵9、出水水泵10和转向头19与控制器18连接；通过控制器18对给水水泵9、出水水泵10流速的控制保证腐蚀水箱1内腐蚀溶液的涨落高低、时长、水流速度以及腐蚀溶液对钢筋混凝土构件3的冲刷和波浪能；通过控制器18对转向头19的控制保证腐蚀水箱1内腐蚀溶液的流动方向。

加热棒17布置在腐蚀水箱1的底部，加热棒17与控制器18连接；通过控制器18控制溶液温度。

腐蚀水箱1的上部布置有轨环形支架13，有轨环形支架13的轨道上分别布置吹风装置14和照明装置15，吹风装置14和照明装置15与控制器18连接；控制器18控制吹风装置14的风速和方向，以及照明装置15的强度和方向，吹风装置14和照明装置15在控制器18的控制下在有轨环形支架13的轨道根据需要运行。

有轨环形支架13还布置环形喷雾管16，环形喷雾管16与控制器18连接；通过控制器18控制盐雾的浓度。

优选的：所述的钢筋混凝土构件3是钢筋混凝土柱或桥墩；所述的荷载为长期荷载或疲劳荷载或静载或动载；所述的吹风装置14是吹风机；所述的照明装置15是日照灯。

下面通过一个具体的实施例来对本实用新型的技术方案作详细说明：

（1）如图1 所示，首先按照试验方案要求制作钢筋混凝土构件3，该构件为钢筋混凝土柱，柱的截面尺寸为180×180mm，高1500mm，柱的主筋为4φ20，箍筋为φ650-100，保护层25mm，柱的通孔直径40mm；

（2）待柱养护达到设计强度后，将直径为32mm 的不锈精轧螺纹钢拉力筋8 穿入柱的通孔，底端由锚固件7固定，上端依次穿入带孔加载支座4、穿心式力传感器5和穿心式千斤顶6并固定锚固件7，穿心式力传感器5和穿心式千斤顶6与控制器18连接，通过控制器18对柱施加0-400KN的循环荷载，荷载周期60分钟；

（3）给水管11的出水端和进水端分别与储水水箱2和腐蚀水箱1相连，出水管12的出水端和进水端分别与腐蚀水箱1和储水水箱2相连，给水管11上安装给水水泵9，出水管12上安装出水水泵10，给水水泵9和出水水泵10与控制器18连接，柱子的水下区为700 mm、水位变动区为200 mm、盐雾区为600 mm、水流速度0-10m/S、腐蚀溶液的涨落时长2小时、低水位8小时、高水位2小时周期循环，通过控制器18对给水水泵9、出水水泵10流速的控制保证腐蚀水箱1内腐蚀溶液的涨落高低、时长、水流速度以及腐蚀溶液对钢筋混凝土构件3的冲刷和波浪能，通过控制器18对转向头19的控制保证腐蚀水箱1内腐蚀溶液的流动方向；

（4）腐蚀溶液加热棒17布置在腐蚀水箱1的底部，加热棒17与控制器18连接，通过控制器18控制溶液温度为10-40℃；

（5）腐蚀水箱1的上部布置有轨环形支架13，有轨环形支架13的轨道上分别布置吹风装置14和照明装置15，吹风装置14和照明装置15与控制器18连接，控制器18控制吹风装置14的风速为0-10m/S，照明装置15在低水位时关闭高水位时开启，吹风装置14和照明装置15在控制器18的控制下在环形支架13的轨道每12小时运行一周；

（7）有轨环形支架13布置环形喷雾管16，环形喷雾管16控制器18连接，通过控制器18控制盐雾的浓度为5-10%；

（8）当混凝土柱在以上海洋服役模拟装置自动运行360天后，取出混凝土柱对其进行材料层次的氯离子、腐蚀电位、钢筋锈蚀和力学性能等测试。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例，显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。 

Claims (5)

1.一种海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置，其特征在于：所述的模拟装置包括腐蚀水箱(1)，储水水箱(2)，钢筋混凝土构件(3)，带孔加载支座(4)，穿心式力传感器(5)，穿心式千斤顶(6)，锚固件(7)，拉力筋(8)，给水水泵(9)，出水水泵(10)，给水管(11)，出水管(12)，有轨环形支架(13)，吹风装置(14)，照明装置(15)，环形喷雾管(16)，加热棒(17)，控制器(18)，转向头(19)；所述的钢筋混凝土构件(3)沿轴线方向带有通孔，拉力筋(8)穿入通孔，底端由锚固件(7)固定，上端依次穿入带孔加载支座(4)、穿心式力传感器(5)和穿心式千斤顶(6)并固定锚固件(7)，穿心式力传感器(5)和穿心式千斤顶(6)与控制器(18)连接；所述的模拟装置通过控制器(18)控制施加在钢筋混凝土构件上的荷载；给水管(11)的出水端和进水端分别与储水水箱(2)和腐蚀水箱(1)相连，出水管(12)的出水端和进水端分别与腐蚀水箱(1)和储水水箱(2)相连，给水管(11)上安装给水水泵(9)，出水管(12)上安装出水水泵(10)，给水管(11)的进水端和出水管(12)的出水端各自安装有转向头(19)；给水水泵(9)、出水水泵(10)和转向头(19)与控制器(18)连接；加热棒(17)布置在腐蚀水箱(1)的底部，加热棒(17)与控制器(18)连接；腐蚀水箱(1)的上部布置有轨环形支架(13)，有轨环形支架(13)的轨道上分别布置吹风装置(14)和照明装置(15)，吹风装置(14)和照明装置(15)与控制器(18)连接；有轨环形支架(13)还布置环形喷雾管(16)，环形喷雾管(16)与控制器(18)连接。

2.根据权利要求1所述的海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置，其特征在于：所述的钢筋混凝土构件(3)是钢筋混凝土柱或桥墩。

3.根据权利要求1或2所述的海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置，其特征在于：所述的荷载为长期荷载或疲劳荷载或静载或动载。

4.根据权利要求1或2所述的海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置，其特征在于：所述的吹风装置(14)是吹风机。

5.根据权利要求1或2所述的海洋环境中钢筋混凝土构件的服役模拟装置，其特征在于：所述的照明装置(15)是日照灯。

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