CN212586160U - 用于混凝土梁结构的试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种用于混凝土梁结构的试验装置，试验装置包括：喷淋机构，包括第一支架以及固定于第一支架上的喷淋管，喷淋管用于喷淋混凝土梁结构；伺服加载装置，设置于混凝土梁结构的上方，用于向混凝土梁结构施加往复荷载。本申请实施例通过喷淋机构和伺服加载装置的协同作用实现对钢筋混凝土梁长期性能的等效模拟。而第一支架的设置可以对喷淋过程中的喷淋管提供可靠的夹持，避免其在喷淋的过程中产生不规则的移动，从而提高喷淋效果。

Description

用于混凝土梁结构的试验装置

技术领域

本申请涉及喷淋设备技术领域，尤其涉及一种用于混凝土梁结构的试验装置。

背景技术

有试验表明在建设高峰后20～30年桥梁病害会进入高发期。未来20年内，我国50％以上桥梁服役龄期将超过30年。一般情况下，混凝土桥梁在使用过程中会出现诸多病害和老化问题(钢筋锈蚀、混凝土开裂、混凝土腐蚀)，而在环境因素和车辆反复活载耦合作用下，将进一步加剧桥梁结构的性能退化，严重威胁桥梁的安全性和耐久性。

区别于一般混凝土结构，公路桥梁结构承受的活/恒载比高和经受的环境侵蚀作用复杂，并且长期处于两种因素的共同作用下，进一步加剧混凝土桥梁结构疲劳损伤和耐久性劣化。因此，开展环境因素和疲劳荷载耦合作用下混凝土桥梁结构性能退化规律的试验，对提高公路混凝土桥梁设计水平和确保使用寿命具有重要的意义和工程应用价值，但现有技术中还没有相应的试验装置。

实用新型内容

本申请实施例提供一种用于混凝土梁结构的试验装置，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。

本申请实施例提供一种用于混凝土梁结构的试验装置，包括：喷淋机构，包括第一支架以及固定于第一支架上的喷淋管，喷淋管用于喷淋混凝土梁结构；伺服加载装置，设置于混凝土梁结构的上方，用于向混凝土梁结构施加往复荷载。

在一种实施方式中，伺服加载装置包括：第二支架；千斤顶，千斤顶的一端固定于第二支架上；分配器，分配器的上表面与千斤顶的另一端贴合；刚性支座，刚性支座的两端分别抵接于分配器的下表面以及混凝土梁结构的上表面；刚性底座，设于混凝土梁结构的下方。

在一种实施方式中，伺服加载装置包括：导向滑道，导向滑道的上表面设有传感器，传感器用于接收往复荷载信号；分配器，分配器的上表面与导向滑道的下表面抵接；刚性支座，分别抵接于分配器的下表面以及混凝土梁结构的上表面；刚性底座，设于混凝土梁结构的下方。

在一种实施方式中，喷淋机构还包括：水箱，设于混凝土梁结构的下方；水泵，水泵的进水口通过抽水管与水箱导通，水泵的出水口通过出水管与喷淋管导通；

其中，抽水管上设有槽体，槽体内设置有过滤网，水箱包覆槽体。

在一种实施方式中，喷淋管包括：喷淋主管，两根喷淋主管对称设置于混凝土梁结构的两侧，且与第一支架的上表面连接；喷淋副管，多组喷淋副管设于喷淋主管与混凝土梁结构之间，喷淋副管与喷淋主管垂直，喷淋副管的端部设有朝向混凝土梁结构的喷头；其中，两根喷淋主管通过三通接头与出水管导通。

在一种实施方式中，水泵上设有时间继变器。

在一种实施方式中，第一支架的表面涂有防锈材料。

在一种实施方式中，试验装置还包括：第三支架，设置于喷淋机构、伺服加载装置的外围；位移计，设置于混凝土梁结构的上方，位移计的一端与第三支架固定，另一端与混凝土梁结构的上表面连接；混凝土应变片，混凝土应变片贴合设置于混凝土梁结构的侧表面，混凝土应变片被胶包裹；防水保护盒，设置在混凝土应变片外，混凝土梁结构与防水保护盒之间的缝隙通过遇水膨胀胶密封；信号集成器，与位移计的信号采集仪、混凝土应变片的信号采集仪以及伺服加载装置串联；摄像机，用于记录试验装置的试验过程。

在一种实施方式中，还包括电源设备，电源设备包括直流电源机和导线，直流电源机的正极通过导线与混凝土梁结构电连接，直流电源机的负极通过导线与混凝土梁结构电连接。

在一种实施方式中，试验装置还包括：控制开关，控制开关的输入端与外部电源电连接，控制开关的输出端分别与直流电源机和水泵电连接。

本申请实施例采用上述技术方案可通过喷淋机构和伺服加载装置的协同作用实现对混凝土梁结构长期性能的等效模拟。而第一支架的设置可以对喷淋过程中的喷淋管提供可靠的夹持，避免其在喷淋的过程中产生不规则的移动，从而提高喷淋效果。进一步地，喷淋机构形成了循环使用的回路，从而有效减少水资源(如氯化钠溶液)的不必要浪费。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本申请进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1示出根据本申请实施例一的试验装置的立体图；

图2示出根据本申请实施例一的试验装置的主视图；

图3示出根据本申请实施例一的试验装置的左视图；

图4示出根据本申请实施例一的试验装置的俯视图；

图5示出根据本申请实施例二的试验装置的立体图；

图6示出根据本申请实施例二的试验装置的主视图；

图7示出根据本申请实施例二的试验装置的左视图；

图8示出根据本申请实施例二的试验装置的俯视图。

附图标记说明：

101-水箱，102-水泵，103-第一支架，10-喷淋管，104-喷淋主管，105-基板，106-喷淋副管，107-垫片，108-喷头，109-三通接头，110-时间继变器，111-抽水管，112-槽体，113-出水管，201-第二支架，202-千斤顶，203-分配器，204-梁，205-刚性底座，206-刚性支座，301-位移计，302-混凝土应变片，303-摄像机，304-信号集成器，305-第三支架，401-钢筋，402-不锈钢管，403-直流电源机，404-导线，4-控制开关，501-传感器，502-导向滑道。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

实施例一

图1至图4示出根据本申请实施例的试验装置的结构示意图，该试验装置可用于试验混凝土梁结构在锈蚀环境和往复荷载耦合作用下的性能。

如图1至图4所示，本申请实施例的试验装置包括喷淋机构和伺服加载装置。喷淋机构包括第一支架103以及固定于第一支架103上的喷淋管10，喷淋管10用于喷淋混凝土梁结构，即向混凝土梁结构冲淋液体。冲淋的液体可以为氯化物溶液，如氯化钠(NaCl)溶液。伺服加载装置设置于混凝土梁结构的上方，用于向混凝土梁结构施加往复荷载。

本申请实施例中，喷淋机构喷淋混凝土梁结构可以形成混凝土梁结构的锈蚀环境，伺服加载装置可以向梁204施加往复荷载，进而在喷淋机构和伺服加载装置的协同作用下实现对钢筋混凝土梁结构长期性能的等效模拟。另外，通过第一支架103的设置可以对喷淋过程中的喷淋管10(如喷淋主管104)提供可靠的夹持，避免其在喷淋的过程中产生不规则的移动，从而提高喷淋效果。

在一个示例中，该混凝土梁结构包括梁204和设置在梁204上的钢筋401和不锈钢管402。钢筋401和不锈钢管402分别设于所述梁204的两端。喷淋管10设置于梁204的侧面，用于喷淋梁204。伺服加载装置设置于梁204的上方，用于向梁204施加往复荷载。

在一种实施方式中，第一支架103的表面涂有防锈材料。

本申请实施例的试验装置可以通过基板105固定在承载面(如底面)上，例如第一支架103可以与基板105固定连接。在一个示例中，基板105可以为地锚。

在一种实施方式中，伺服加载装置可以包括第二支架201、千斤顶202、分配器203、刚性底座205和刚性支座206。千斤顶202的一端固定于第二支架201上；分配器203的上表面与千斤顶202的另一端贴合；刚性支座206的两端分别抵接于分配器203的下表面以及混凝土梁结构(如梁204)的上表面；刚性底座205设于混凝土梁结构(如梁204)的下方。通过调节千斤顶向混凝土梁结构(如梁204)施加往复荷载。

在一个示例中，第二支架201可以为龙门架。刚性支座206可以为多个，如两个，两个刚性支座206间隔设置在混凝土梁结构(如梁204)的两端，且对称设置。刚性底座205也可以为两个或多个，且对称设置。刚性底座205与基板105固定连接。

在一种实施方式中，喷淋机构还可以包括水箱101和水泵102。其中，水箱101设于混凝土梁结构(如梁204)的下方；水泵102的进水口通过抽水管111与水箱101导通，水泵102的出水口通过出水管113与喷淋管10导通。由此，喷淋管10中的液体在喷淋混凝土梁结构(如梁204)之后可以经水箱101回到喷淋管10中，实现水资源的循环利用。

在一种实施方式中，水泵102上设有时间继变器110，可以对喷淋时间实现任意调控。

在一种实施方式中，抽水管111上设有槽体112，槽体112内设置有过滤网，水箱101包覆槽体112，从而水箱101中的液体可以由过滤网过滤后进入抽水管111，避免液体中的杂质堵塞后端管路(如抽水管111和喷淋管10)。

在一种实施方式中，喷淋管10包括喷淋主管104和喷淋副管106。其中，喷淋主管104可以为两根，并对称设置在混凝土梁结构(如梁204)的两侧。喷淋主管104可以通过三通接头109与出水管113导通。进一步地，喷淋主管104与第一支架103的上表面连接。每根喷淋主管104上间隔设置多个喷淋副管106，喷淋副管106与喷淋主管104垂直设置。并且，多组喷淋副管106设于喷淋主管104与混凝土梁结构(如梁204)之间。喷淋副管106的端部设有喷头108，喷头108朝向混凝土梁结构(如梁204)设置。

在一个示例中，从喷淋主管104向着混凝土梁结构(如梁204)的方向伸出有垫片107，喷淋副管106固定连接在垫片107的上表面。

在一种实施方式中，本申请实施例的试验装置还包括电源设备。电源设备位于喷淋机构的一侧(图中为左侧)。电源设备包括直流电源机403和导线404，直流电源机403的正极通过导线404与混凝土梁结构(如钢筋401)电连接，直流电源机403的负极通过导线404与混凝土梁结构(如不锈钢管402)电连接。

在一种实施方式中，本申请实施例的试验装置还包括控制开关4，控制开关4的输入端与外部电源电连接，控制开关4的输出端分别与直流电源机403和水泵102电连接。

在一种实施方式中，本申请实施例的试验装置还包括第三支架305、位移计301、混凝土应变片302、防水保护盒(图中未示出)和信号集成器304。

第三支架305设置于喷淋机构、伺服加载装置和电源设备的外围。进一步地，第三支架105可固定于承载面(如地面)。在一个示例中，第三支架305可以为钢构。

位移计301设置于梁204的上方，位移计301的一端与第三支架305固定，另一端与混凝土梁结构(如梁204)的上表面连接。在一个示例中，位移计304可以为拉线式位移计，即位移计304的另一端通过细线与混凝土梁结构(如梁204)的上表面连接。

混凝土应变片302贴合设置于混凝土梁结构(如梁204)的侧表面，优选为紧贴混凝土梁结构(如梁204)的侧表面。进一步地，混凝土应变片302被胶(如安特固胶)包裹。混凝土应变片302外可以设置防水保护盒，混凝土梁结构(如梁204)与防水保护盒之间的缝隙通过遇水膨胀胶密封。

信号集成器304与位移计301的信号采集仪、混凝土应变片302的信号采集仪以及伺服加载装置串联，从而形成同步体系。摄像机用于记录试验装置的试验过程。在一个示例中，摄像机为高清摄像机，且固定在承载面(如地面)上。

下面结合图1至图4介绍本申请实施例的试验装置的一个应用示例。

首先将支架103固定在基板105上，其次将喷淋主管104固定在支架103上，接着将待喷淋的梁204放置在装有刚性支座206的刚性底座205上，将直流电源机403通过导线404分别与钢筋401和不锈钢管402接通，最后将伺服加载装置放置在梁204上。

将第三支架305固定在基板105上，将位移计301一端固接在第三支架305上，另一端通过细线与梁204的上表面连接，将混凝土应变片302紧贴梁204的侧表面，在混凝土应变片302处用防水保护盒防止锈蚀混凝土应变片302，并在缝隙处涂遇水膨胀胶。将信号集成器304与位移计301的信号采集仪、混凝土应变片302的信号采集仪和伺服加载装置串联。当进行梁204的疲劳、静载等试验时，信号采集仪采集数据，而信号集成器304保证各个信号采集仪的同步采集。

通过控制开关4控制直流电源机403和水泵102工作。水泵102工作时，将水箱101中的液体抽取进入三通接头109，并经喷淋主管104进入各喷淋副管106，然后经喷头108喷出，对梁204进行喷淋。喷淋后的液体经水箱101进入槽体112，并经过滤网过滤再由水泵102回抽到喷淋主管104中，实现水资源(如氯化物溶液)的循环利用。

在此过程中，连接钢筋401的导线404与恒定直流电源机403的阳极相接,而直流电源机403的阴极则与喷淋出来的NaCl溶液中的不锈钢管402相连接,通过NaCl溶液形成回路，使阳极的钢筋401锈蚀。由此实现锈蚀环境和往复荷载的耦合作用下的混凝土梁结构的通电锈蚀试验。

实施例二

图5至图8示出根据本申请实施例的试验装置的结构示意图。与实施例一的不同之处在于伺服加载装置。本实施例中的伺服加载装置包括传感器501、导向滑道502、分配器203、刚性底座205和刚性支座206。传感器501设置在导向滑道502的上表面，用于接收往复荷载信号。在试验过程中，打开传感器201，往复荷载信号通过传感器201传送到导向滑道202，使荷载通过分配器203加载到混凝土梁结构(如梁204)上。

本申请各实施例的试验装置可通过喷淋机构和伺服加载装置的协同作用实现对钢筋混凝土梁结构长期性能的等效模拟。而第一支架的设置可以对喷淋过程中的喷淋管提供可靠的夹持，避免其在喷淋的过程中产生不规则的移动，从而提高喷淋效果。进一步地，喷淋混凝土梁结构之后的液体流入水箱中，经过槽体内过滤网过滤之后，由水泵抽入后再输送给喷淋管，可以循环使用，从而有效减少水资源(如氯化物溶液)的不必要浪费。时间继变器的设置可以对喷淋时间实现任意调控，伺服加载装置的设置可以实现试验混凝土梁结构的疲劳、静载试验。摄像机的设置，可以实现试验全程记录，避免试验现象记录的遗漏。信号集成器的设置，将各信号采集仪和伺服加载装置串联起来，形成同步时域，使试验数据清晰且准确。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请的限制。

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多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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申请中的具体含义。

在本申请中，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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于混凝土梁结构的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括：

喷淋机构，包括第一支架(103)以及固定于所述第一支架(103)上的喷淋管(10)，所述喷淋管(10)用于喷淋所述混凝土梁结构；

伺服加载装置，设置于所述混凝土梁结构的上方，用于向所述混凝土梁结构施加往复荷载。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述伺服加载装置包括：

第二支架(201)；

千斤顶(202)，所述千斤顶(202)的一端固定于所述第二支架(201)上；

分配器(203)，所述分配器(203)的上表面与所述千斤顶(202)的另一端贴合；

刚性支座(206)，刚性支座(206)的两端分别抵接于所述分配器(203)的下表面以及所述混凝土梁结构的上表面；

刚性底座(205)，设于所述混凝土梁结构的下方。

3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述伺服加载装置包括：

导向滑道(502)，所述导向滑道(502)的上表面设有传感器(501)，所述传感器(501)用于接收往复荷载信号；

分配器(203)，所述分配器(203)的上表面与所述导向滑道(502)的下表面抵接；

刚性支座(206)，分别抵接于所述分配器(203)的下表面以及所述混凝土梁结构的上表面；

刚性底座(205)，设于所述混凝土梁结构的下方。

4.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述喷淋机构还包括：

水箱(101)，设于所述混凝土梁结构的下方；

水泵(102)，所述水泵(102)的进水口通过抽水管(111)与所述水箱(101)导通，所述水泵(102)的出水口通过出水管(113)与所述喷淋管(10)导通；

其中，所述抽水管(111)上设有槽体(112)，所述槽体(112)内设置有过滤网，所述水箱(101)包覆所述槽体(112)。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述喷淋管包括：

喷淋主管(104)，两根所述喷淋主管(104)对称设置于所述混凝土梁结构的两侧，且与所述第一支架(103)的上表面连接；

喷淋副管(106)，多组所述喷淋副管(106)设于所述喷淋主管(104)与所述混凝土梁结构之间，所述喷淋副管(106)与所述喷淋主管(104)垂直，所述喷淋副管(106)的端部设有朝向所述混凝土梁结构的喷头(108)；

其中，两根所述喷淋主管(104)通过三通接头(109)与所述出水管(113)导通。

6.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述水泵(102)上设有时间继变器(110)。

7.根据权利要求1至6任一项所述的试验装置，其特征在于，所述第一支架(103)的表面涂有防锈材料。

8.根据权利要求1至6任一项所述的试验装置，其特征在于，还包括：

第三支架(305)，设置于所述喷淋机构和所述伺服加载装置的外围；

位移计(301)，设置于所述混凝土梁结构的上方，所述位移计(301)的一端与所述第三支架(305)固定，另一端与所述混凝土梁结构的上表面连接；

混凝土应变片(302)，所述混凝土应变片(302)贴合设置于所述混凝土梁结构的侧表面，所述混凝土应变片(302)被胶包裹；

防水保护盒，设置在所述混凝土应变片(302)外，所述混凝土梁结构与所述防水保护盒之间的缝隙通过遇水膨胀胶密封；

信号集成器(304)，与所述位移计的信号采集仪、所述混凝土应变片(302)的信号采集仪以及所述伺服加载装置串联；

摄像机，用于记录试验装置的试验过程。

9.根据权利要求1至6任一项所述的试验装置，其特征在于，还包括：

电源设备，所述电源设备包括直流电源机(403)和导线(404)，所述直流电源机(403)的正极通过所述导线(404)与所述混凝土梁结构电连接，所述直流电源机(403)的负极通过所述导线(404)与所述混凝土梁结构电连接。

10.根据权利要求9所述的试验装置，其特征在于，还包括：

控制开关(4)，所述控制开关(4)的输入端与外部电源电连接，所述控制开关(4)的输出端分别与所述直流电源机(403)和水泵(102)电连接。

Images