CN217484026U - 用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，包括定位框架、支撑平台和连接板，支撑平台长度方向的一端与定位框架对应的端板连接，端板上设有用于供延伸桥面板一端的外延钢筋连接的第一连接部；连接板可活动的设置在支撑平台长度方向的另一端，连接板上设有用于供延伸桥面板另一端的外延钢筋连接的第二连接部；还包括能够显示驱动力值的驱动机构，用于驱使连接板朝着远离或者靠近支撑平台的方向运动，以实现延伸桥面板的拉伸或者压缩。本实用新型提供的用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，结构简单，操作方便，能够准确且有效地评定延伸桥面工作性能。

Description

用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置

技术领域

本实用新型涉及桥梁设备技术领域，具体而言，涉及一种用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置。

背景技术

多跨连续布置的简支桥梁，由于其结构简单、施工方便、造价低廉，被广泛应用于中、小跨径的桥梁中。但是该类桥梁伸缩缝数量较多，容易造成车辆行驶频繁跳车的问题，因此行驶舒适度差；此外，还容易造成伸缩缝损坏普遍，以及因伸缩缝损坏而带来的桥梁结构的次生问题，而需要频繁对伸缩缝进行维护、更换以及对桥梁进行维护，会影响桥梁的正常使用寿命、维护成本增加。

为了减少上述伸缩缝带来的不利影响，延伸桥面板无缝桥已成为近年来的研究热点。针对延伸桥面板无缝桥，有人提出了一种采用全无缝桥梁新体系，利用延伸桥面板自带的微裂缝吸纳桥梁变形。但是延伸桥面板在温度作用时会受到一定的变形，使得裂缝宽度增大，影响延伸桥面的工作性能。当前，对于延伸桥面板受力性能进行模拟试验时，通常需要制作反力墩来给千斤顶提供水平支撑，但并不是所有实验都有制作反力墩的条件，因此，在不设置反力墩的情况下，如何有效方便地评定延伸桥面的工作性能需要人们去解决。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是：克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，结构简单，操作方便，能够准确且有效地评定延伸桥面工作性能。

为解决上述问题，本实用新型提供一种用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，包括定位框架，所述定位框架内部设有支撑平台和连接板，所述支撑平台用于支撑放置待试验的延伸桥面板，且所述支撑平台长度方向的一端与所述定位框架对应的端板连接，所述端板上设有用于供延伸桥面板一端的外延钢筋连接的第一连接部；所述连接板可活动的设置在所述支撑平台长度方向的另一端，所述连接板上设有用于供延伸桥面板另一端的外延钢筋连接的第二连接部；还包括可活动的设置在所述定位框架与所述连接板之间且能够显示驱动力值的驱动机构，用于驱使所述连接板朝着远离或者靠近所述支撑平台的方向运动，以实现所述延伸桥面板的拉伸或者压缩。

本实用新型与现有技术相比，有益之处在于：

本实用新型的实验装置通过专用的定位框架以及支撑平台、连接板的结构实现了延伸桥面板的快速定位放置，并且在定位框架与连接板直接设置了可活动的驱动机构，用于对延伸桥面板提供拉伸或者压缩的作用力，实现延伸桥面板在环境温差变化作用下的受力情况的模拟，并且通过专用的检测仪进行延伸桥面板内部结构裂缝的测量，最终实现延伸桥面板工作性能的评估，结构简单，操作方便，并且能够快速、方便的获得实验结果，工作效率高；另外的上述结构中，定位框架以及连接板结构能够为驱动机构的驱动力提供反向支撑力，即实现整体实验装置的一个自平衡效果。

进一步的，所述驱动机构包括千斤顶和用于测量千斤顶作用力的压力环，所述定位框架内部位于所述支撑平台宽度方向的两侧且位于连接板与端板之间的位置连接有固定座；所述千斤顶设置在所述连接板与所述固定座之间或所述连接板与所述定位框架上和端板相对的端梁之间。上述结构中，采用千斤顶以及能够显示压力的压力环作为驱动机构，结构简单，安装操作方便，提高工作效率。

作为改进的，所述端板以及所述连接板上均连接有千分表，用于显示所述延伸桥面板在受拉或受压后两端的位移变化。上述改进结构中，通过千分表可以直观的反映出延伸桥面板在受拉或受压作用下内部发生裂缝的情况。

再改进的，所述端板、连接板上分别设有用于供对应的外延钢筋穿出的连通孔，且所述外延钢筋穿出于所述连接孔的部分通过第一紧固螺母锁紧，以实现所述延伸桥面板两端与端板、连接板的固定。上述改进结构中，直接利用延伸桥面板端板预设的外延钢筋结合紧固螺母实现与端板或连接板的固定，结构简单，连接方便。

再改进的，所述支撑平台包括混凝土基板，所述混凝土基板近所述延伸桥面板一侧的表面设有乳化沥青层。上述改进结构中，混凝土基板以及乳化沥青层的设置是为了更加真实的还原延伸桥面板的真实应用环境，使得实验结构更加的准确。

作为优选的，所述定位框架为由两根长工字钢、一根端梁和一块端板拼装而成的矩形框架，且所述端梁为端工字钢，所述端板为水平钢板。上述结构中矩形结构的定位框架使得延伸桥面板以及驱动机构的安装定位更加的稳定，方便实验；另外的，正是由于该定位框架结构的设置使得驱动机构的运行过程中不需要设置专用的反力墩结构，使得该装置的实验对于场地的要求降低。

附图说明

图1为本实用新型的用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置的结构示意图。

图2为本实用新型的用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置的另一角度结构示意图。

图3为本实用新型的延伸桥面板在受拉状态的实验状态图。

图4为本实用新型的延伸桥面板在受压状态的实验状态图。

附图标记说明：

1、定位框架；1.1、端板；1.2、端梁；2、连接板；3、延伸桥面板； 4、混凝土基板；5、千斤顶；6、压力环；7、固定座；8、千分表；9、第一紧固螺母；10、第二紧固螺母。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

如图1、2所示，本实用新型提供的用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，包括定位框架1，具体的，本实施例中的定位框架1 为矩形框，并且它由两根对称设置的长工字钢、一根短工字钢以及一块水平钢板拼装而成，其中水平钢板为端板1.1，短工字钢为端梁1.2。

另外的，在定位框架1内部设有一水平设置的支撑平台和一竖向设置的连接板2，其中支撑平台用于支撑放置待试验的延伸桥面板3，且支撑平台长度方向的一端与定位框架1对应的端板1.1连接，端板1.1上设有用于供延伸桥面板3一端的外延钢筋连接的第一连接部；具体的，在延伸桥面板3预制时在其两端均设有往外突出延伸的外延钢筋，并且在外延钢筋的外端部预设有外螺纹段；相应的，在端板1.1上开设有连通孔，连接时外延钢筋穿过端板1.1上的连接通孔，然后通过相应的第一紧固螺母9配合在外螺纹段上进行锁紧定位，从而实现延伸桥面板3的一端与端板1.1 的固定，形成第一连接部。

再一方面的，上述的连接板2可活动的设置在所述支撑平台长度方向的另一端，连接板2上设有用于供延伸桥面板3另一端的外延钢筋连接的第二连接部；具体的，同端板1.1结构一样，在连接板2上开设有相应的连接通孔，连接时外延钢筋穿过端板1.1上的连接通孔，然后通过相应的第一紧固螺母9配合在外螺纹段上进行锁紧定位，从而实现延伸桥面板3 另一端与连接板2的固定，即形成第二连接部。

上述的实验装置中还包括可活动的设置在定位框架1与连接板2之间且能够显示驱动力值的驱动机构，用于驱使连接板2朝着远离或者靠近支撑平台的方向运动，以实现延伸桥面板3的拉伸或者压缩，多次拉伸或者压缩实验后，然后通过专用的探伤仪对延伸桥面板3内部的裂缝宽度进行测量，从而对该延伸桥面板3的抗拉、抗压性能进行评估，进而反应延伸桥面板3在环境温度变化作用下的膨胀或收缩性能。

本实施例中，如图1所示，驱动机构包括千斤顶5和用于测量千斤顶5 作用力的压力环6，定位框架1内部位于所述支撑平台宽度方向的两侧且位于连接板2与端板1.1之间的位置连接有固定座7；千斤顶5设置在连接板2与固定座7之间或连接板2与定位框架1上和端板1.1相对的端梁1.2之间。具体的，如图3所示，当千斤顶5设置在连接板2与固定座7之间时，通过千斤顶5是伸出运动驱动连接板2朝着远离支撑平台的一侧运动，即实现了对于延伸桥面板3的拉伸的作用力，此结构中固定座7为千斤顶5 的作用力提供反向支撑力，实现驱动机构的作用力的自平衡。

更加具体的，此结构中压力环6沿轴向设置在千斤顶5与连接板2之间，即千斤顶5作用时的驱动力值可以直接通过压力环6显示出来，便于观察。同样的，如图4所示，当千斤顶5和压力环6设置在端梁1.2与连接板2之间时，通过千斤顶5的驱动力作用实现的是对延伸桥面板3的压缩作用，并且作用力可以通过压力环6直接显示读取，直观且方便。

本实施例中，更加具体的，在端板1.1以及连接板2上均连接有千分表8，用于显示延伸桥面板3在受拉或受压后两端的位移变化。通过该千分表8能够判断出延伸桥面板3受力变性后的长度尺寸状况。

支撑平台包括混凝土基板4，混凝土基板4近延伸桥面板3一侧的表面设有乳化沥青层；具体的，延伸桥面板3直接与混凝土基板4上表面的乳化沥青层接触，通过在驱动机构的作用，可以试验得出延伸桥面板3与乳化沥青层的接触面之间破坏时的最大作用力和破坏后的最小作用力，进而通过专门的计算方法进行延伸桥面板3的黏结系数和摩阻系数的判定。此结构中，乳化沥青层的设置是为了对于延伸桥面板3的真实应用环境进行模拟，从而能够更加真实、准确的对于延伸桥面板3在环境温度变化情况下的性能进行评定。另外的，由于在千斤顶5作用下，延伸桥面板3与混凝土基板4直接存在相对摩擦作用力，所以此结构中需要对混凝土基板4 的一端进行固定，即在混凝土基板4靠近端板1.1的一侧同样设有外延连接筋，在端板1.1上开设有用于供外延连接筋穿出的通孔，并且该外延连接筋的外端部外壁设有外螺纹段，同样的，当外延连接筋的外端插装配合在通孔中时，在外延连接筋的外端部通过相应规格的第二紧固螺母10进行配合，实现混凝土基板4与端板1.1的固定。

具体地，上述的用于评定延伸桥面工作性能的实验装置，具体结构如图3所示，对于具体温降作用的模拟实验，包括以下步骤：

①将待实验的延伸桥面板3放置到支撑平台上，将延伸桥面板3靠近端梁1.2一侧的外延钢筋与端梁1.2通过第一紧固螺母9固定，延伸桥面板3的另一端不固定；该实验的延伸桥面板3的尺寸为 2.4mx0.3mx0.22m；实验时千斤顶5作用力根据延伸桥面板3的尺寸确定；

驱使两个千斤顶5同时作用，使压力环6读数增加10千牛；

②保持稳定状态十分钟，待应变计和千分表8数据稳定后记录数据；此处的应变计是预设在延伸桥面板3中的钢筋上的钢筋计；

③重复上述①、②，直至延伸桥面板3和混凝土基板4之间接触界面破坏，记录加载过程中压力环6最大读数和接触界面破坏后的最小读数；

④先将延伸桥面板3复位至初始位置，然后将延伸桥面板3靠近端板 1.1一侧的外延钢筋与端板1.1通过第一紧固螺母9固定，使得延伸桥面板 3的两端都固定；然后将两个压力环6读数清零，然后驱使两个千斤顶5继续工作，使压力环6读数增加25千牛，保持稳定状态一天，待应变计和千分表8数据稳定后记录数据，并用探伤仪测试延伸桥面板3上表面的最大裂缝宽度；

⑤重复上述④五次，即，通过千斤顶5对延伸桥面板3进行连续拉伸作用五天，并且保持每天增加25千牛的作用力；

⑥同时调整两个千斤顶5的工作状态，使压力环6读数减少25千牛，保持稳定状态一天，待应变计和千分表8数据稳定后记录数据，并用探伤仪测试延伸桥面板3上表面的最大裂缝宽度；

⑦重复上述⑥五次，即连续五天对千斤顶5进行泄压操作，保持每天减小25千牛的作用力。

上述对于温降的模拟实验过程中，将每一次通过探伤仪实际测定的延伸桥面板3上表面的最大裂缝宽度与通过相应的仿真模拟软件得出的最大裂缝模拟值进行比对，从而进行延伸桥面板3在环境温度降低作用下性能的评定。

另外的，在实际应用环境中，随着季节的变换，除了有温降还有温升作用，对于具体温升作用的模拟实验，包括以下步骤：

①将图3所示结构中的两个千斤顶5的作用位置进行变换，变换后如图4所示，驱使两个千斤顶5同时作用，此步骤中千斤顶5实现对于延伸桥面板3的压缩作用，使压力环6读数增加25千牛；此结构中千斤顶5对延伸桥面板3提供压缩作用力，并且端梁1.2为千斤顶5提供反向支撑力，保证驱动机构的力的平衡；

②保持稳定状态一天，待应变计和千分表8数据稳定后记录数据，并用探伤仪测试延伸桥面板3上表面的最大裂缝宽度；此处的应变计是预设在延伸桥面板3中的钢筋上的钢筋计；

③重复上述步骤①、②五次；即，通过千斤顶5对延伸桥面板3进行连续压缩作用五天，并且保持每天增加25千牛的作用力；

④同时调整两个千斤顶5的工作状态，使压力环6读数减少25千牛，保持稳定状态一天，待应变计和压力环6数据稳定后记录数据，并用探伤仪测试延伸桥面板3上表面的最大裂缝宽度；

⑤重复上述④五次，即连续五天对千斤顶5进行泄压操作，保持每天减小25千牛的作用力。

上述对于温升的模拟实验过程中，将每一次通过探伤仪实际测定的延伸桥面板3上表面的最大裂缝宽度与通过相应的仿真模拟软件得出的最大裂缝模拟值进行比对，从而进行延伸桥面板3在环境温度升高作用下性能的评定。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，其特征在于：包括定位框架(1)，所述定位框架(1)内部设有支撑平台和连接板(2)，所述支撑平台用于支撑放置待试验的延伸桥面板(3)，且所述支撑平台长度方向的一端与所述定位框架(1)对应的端板(1.1)连接，所述端板(1.1)上设有用于供延伸桥面板(3)一端的外延钢筋连接的第一连接部；所述连接板(2)可活动的设置在所述支撑平台长度方向的另一端，所述连接板(2)上设有用于供延伸桥面板(3)另一端的外延钢筋连接的第二连接部；还包括可活动的设置在所述定位框架(1)与所述连接板(2)之间且能够显示驱动力值的驱动机构，用于驱使所述连接板(2)朝着远离或者靠近所述支撑平台的方向运动，以实现所述延伸桥面板(3)的拉伸或者压缩。

2.根据权利要求1所述的用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，其特征在于：所述驱动机构包括千斤顶(5)和用于测量千斤顶(5)作用力的压力环(6)，所述定位框架(1)内部位于所述支撑平台宽度方向的两侧且位于连接板(2)与端板(1.1)之间的位置连接有固定座(7)；所述千斤顶(5)设置在所述连接板(2)与所述固定座(7)之间或所述连接板(2)与所述定位框架(1)上和端板(1.1)相对的端梁(1.2)之间。

3.根据权利要求1或2所述的用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，其特征在于：所述端板(1.1)以及所述连接板(2)上均连接有千分表(8)，用于显示所述延伸桥面板(3)在受拉或受压后两端的位移变化。

4.根据权利要求1或2所述的用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，其特征在于：所述端板(1.1)、连接板(2)上分别设有用于供对应的外延钢筋穿出的连通孔，且所述外延钢筋穿出于所述连通孔的部分通过第一紧固螺母(9)锁紧，以实现所述延伸桥面板(3)两端与端板(1.1)、连接板(2)的固定。

5.根据权利要求1所述的用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，其特征在于：所述支撑平台包括混凝土基板(4)，所述混凝土基板(4)近所述延伸桥面板(3)一侧的表面设有乳化沥青层。

6.根据权利要求1或5所述的用于评定无缝桥延伸桥面板工作性能的自平衡实验装置，其特征在于：所述定位框架(1)为由两根长工字钢、一根端梁(1.2)和一块端板(1.1)拼装而成的矩形框架，且所述端梁(1.2)为端工字钢，所述端板(1.1)为水平钢板。

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