CN219675702U - 现场足尺桥墩承载能力试验结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了现场足尺桥墩承载能力试验结构，包括反力墙，及两侧现浇足尺桥墩和预制足尺桥墩；反力墙顶部朝向现浇足尺桥墩和预制足尺桥墩的侧边均设有千斤顶挂架；千斤顶挂架通过多根加厚宽扁安全绳悬吊固定多个与压力传感器连接的千斤顶；压力传感器用于测量每一千斤顶对现浇足尺桥墩或者对预制足尺桥墩施加的水平力。施工时，先制作预制足尺桥墩，在浇筑完现浇足尺桥墩和反力墙后安装预制足尺桥墩，再在反力墙顶部安装千斤顶挂架和千斤顶；完成所有安装后，进行承载力试验加载。本实用新型针对性地改进已有试验的缺点，能够进行两种桥墩的全过程、完整的对比，消除现有技术不能完整地进行两种桥墩全过程的力学加载试验的缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥墩承载能力试验技术领域，特别涉及现场足尺桥墩承载能力试验结构。
背景技术
随着科学技术水平的进步和科研得到越来越多的重视，开始各种桥墩足尺试验的呼声越来越高。因为常用的缩尺模型试验只能是一种近似，误差有时无法准确把控。
现有技术中普遍采用的是两墩对顶的方式，两个试验墩固定在一个承台上，承台顶面与地面平齐。由于混凝土材料的离散性，两个桥墩的承载力不会相等，加载过程中，承载力稍小的桥墩能获得完整的荷载位移曲线，能加载到完全破坏；而承载力稍大的桥墩因缺乏支点，不会完全破坏，得不到准确的承载力数值。只能定性比较两桥墩的承载力大小。
由于试验对象，试验配筋，截面，配箍方式等不同，已有的模型试验的试验结论不能直接照搬到本文的特定桥墩中，之二就导致现有技术中进行或者正在进行的足尺桥墩试验，或多或少存在一些缺憾，不能完整地进行两种桥墩全过程的力学加载试验。
因此，如何针对性地改进已有试验的缺点，进行两种桥墩的全过程、完整的对比试验成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供现场足尺桥墩承载能力试验结构，实现的目的是针对性地改进已有试验的缺点，能够进行两种桥墩的全过程、完整的对比，消除现有技术不能完整地进行两种桥墩全过程的力学加载试验的缺陷。
为实现上述目的，本实用新型公开了现场足尺桥墩承载能力试验结构，包括反力墙，以及对称设置在所述反力墙两侧的现浇足尺桥墩和预制足尺桥墩；
所述反力墙与所述现浇足尺桥墩、所述预制足尺桥墩之间的刚度比均为8；在相同载荷下，处于弹性阶段的所述反力墙的水平位移占总位移的11％；
所述反力墙顶部朝向所述现浇足尺桥墩和/或所述预制足尺桥墩的侧边均设有千斤顶挂架及千斤顶；
所述千斤顶挂架通过多根加厚宽扁安全绳悬吊固定多个与溅射薄膜压力传感器连接的所述千斤顶；
所述压力传感器用于测量每一所述千斤顶对所述现浇足尺桥墩或者对所述预制足尺桥墩施加的水平力，用于判断对所述现浇足尺桥墩施加水平力的多个所述千斤顶，或者对所述预制足尺桥墩施加的水平力的多个所述千斤顶受到的反力是否均匀。
优选的，所述反力墙、所述现浇足尺桥墩和预制足尺桥墩内均设有多束上部钢绞线；
其中，所述现浇足尺桥墩和所述预制足尺桥墩内的所述上部钢绞线数量相同；
所述反力墙内的所述上部钢绞线数量比所述现浇足尺桥墩或者所述预制足尺桥墩内的所述上部钢绞线数量多1束。
更优选的，所述现浇足尺桥墩和所述预制足尺桥墩的高度均为10米、横截面尺寸均为2米×2米；
所述反力墙的尺寸为2米×4米；
所述现浇足尺桥墩和预制足尺桥墩内均设有5束所述上部钢绞线，所述反力墙内设有6束所述上部钢绞线；其中每束所述上部钢绞线均为15根。
优选的，所述反力墙、所述现浇足尺桥墩和预制足尺桥墩设置在承台上；
所述承台靠近底部的部分埋入地下，下面设有多根钻孔灌注桩，且内部设有多束承台钢绞线；
所述承台的上表面对应所述现浇足尺桥墩和所述反力墙之间的位置，以及所述预制足尺桥墩和所述反力墙之间的位置均设有多根钢棒。
更优选的，所述承台的平面尺寸为6米×12.5米，高度为3米；
所述承台埋入地下的部分的高度为1米，下面设有6根所述钻孔灌注桩；
所述承台内部设有4束所述承台钢绞线；每束所述承台钢绞线均为15根；
每一所述钻孔灌注桩的长度均为40米；
所述承台的上表面对应所述现浇足尺桥墩和所述反力墙之间的位置，以及所述预制足尺桥墩和所述反力墙之间的位置均设有8根80mm直径的所述钢棒。
优选的，每一所述千斤顶挂架均通过多个高强螺栓和最少两块高强钢板与所述反力墙的顶部预留钢筋固定；
每一所述千斤顶挂架的两块所述高强钢板分别设置在所述顶部预留钢筋面向和背向相应的所述现浇足尺桥墩的两面，或者分别设置在所述顶部预留钢筋面向和背向相应的所述预制足尺桥墩的两面；
每一所述高强螺栓均穿透两块所述高强钢板后设置匹配的螺母进行紧固；
两块所述高强钢板中面向所述现浇足尺桥墩的一面或者面向所述预制足尺桥墩的一面固定连接相应的所述千斤顶挂架。
更优选的，每一所述千斤顶挂架均包括设置所述加厚宽扁安全绳的水平杆，以及与相应的所述水平杆和相应的所述高强钢板连接呈三角形结构的倾斜杆。
优选的，所述现浇足尺桥墩、所述反力墙和所述预制足尺桥墩在靠近顶部位置均设有施工平台；
所述现浇足尺桥墩、所述反力墙和所述预制足尺桥墩在对应相应的所述施工平台下方均设有多根与水平面平行的预留钢管；
每一所述预留钢管均埋设在相应的所述现浇足尺桥墩、相应的所述反力墙或者相应的所述预制足尺桥墩内，两端均从相应的所述现浇足尺桥墩、相应的所述反力墙或者相应的所述预制足尺桥墩的外侧壁齐平或者伸出，内部均穿设有用于支撑相应的所述施工平台的支撑钢筋；
每一所述施工平台的四个角落位置均通过高强钢绞线与相应的所述支撑钢筋绑扎固定；
每一所述支撑钢筋的直径均在50毫米以上。
本实用新型的有益效果：
本实用新型针对性地改进已有试验的缺点，能够进行两种桥墩的全过程、完整的对比，消除现有技术不能完整地进行两种桥墩全过程的力学加载试验的缺陷。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出本实用新型一实施例中现浇足尺桥墩和反力墙设有施工平台的结构示意图。
图2示出本实用新型一实施例的平面结构示意图。
图3示出本实用新型一实施例中反力墙顶部设置千斤顶挂架和千斤顶的结构示意图。
图4示出本实用新型一实施例中现浇足尺桥墩和反力墙之间千斤顶未顶升状态的示意图。
图5示出本实用新型一实施例中现浇足尺桥墩和反力墙之间千斤顶顶升时的现浇足尺桥墩发生倾斜的示意图。
图6示出本实用新型一实施例中承台的预应力结构示意图。
图7示出本实用新型一实施例中现浇足尺桥墩和反力墙之间设置千斤顶的状态示意图。
图8示出本实用新型一实施例中预制足尺桥墩和反力墙之间设置千斤顶的状态示意图。
具体实施方式
实施例
如图1至图8所示，现场足尺桥墩承载能力试验结构，包括反力墙2，以及对称设置在反力墙2两侧的现浇足尺桥墩1和预制足尺桥墩3；
反力墙2与现浇足尺桥墩1、预制足尺桥墩3之间的刚度比均为8；在相同载荷下，处于弹性阶段的反力墙2的水平位移占总位移的11％；
反力墙2顶部朝向现浇足尺桥墩1和/或预制足尺桥墩3的侧边均设有千斤顶挂架6及千斤顶7；
千斤顶挂架6通过多根加厚宽扁安全绳61悬吊固定多个与溅射薄膜压力传感器连接的千斤顶7；
压力传感器用于测量每一千斤顶7对现浇足尺桥墩1或者对预制足尺桥墩3施加的水平力，用于判断对现浇足尺桥墩1施加水平力的多个千斤顶7，或者对预制足尺桥墩3施加的水平力的多个千斤顶7受到的反力是否均匀。
本实用新型通过在对称设置在反力墙2两侧的现浇足尺桥墩1和预制足尺桥墩3，并在反力墙2顶部朝向现浇足尺桥墩1和/或预制足尺桥墩3的侧边均设有千斤顶挂架6及千斤顶7，实现在承载力试验中对现浇足尺桥墩1和/或预制足尺桥墩3提供荷载。
本实用新型采用的是足尺模型，与现有技术中的实验模型相比应具有尺寸大，高度大，难度大等特点。
而且，足尺模型加载试验更能直观的观察实验现象和分析数据是否符合规范以及在工程中的可行性。为以后开展足尺试验提供实验参考依据。
本实用新型所采用的加载设备千斤顶7是常规液压控制同步千斤顶。
与现有技术中压力传感器的区别在于，在试验中桥墩会发生较大的转动，千斤顶7与现浇足尺桥墩1、预制足尺桥墩3或者与反力墙之间不会一直保持均匀受压，而是偏压状态。
而采用多顶同步加载控制设备自带力传感器，可以读出合力。
同时采用溅射薄膜压力传感器与三个千斤顶连接，测量每个千斤顶对桥墩施加的水平力，共计3个，判断三个千斤顶是否受力均匀。
在某些实施例中，反力墙2、现浇足尺桥墩1和预制足尺桥墩3内均设有多束上部钢绞线11；
其中，现浇足尺桥墩1和预制足尺桥墩3内的上部钢绞线11数量相同；
反力墙2内的上部钢绞线11数量比现浇足尺桥墩1或者预制足尺桥墩3内的上部钢绞线11数量多1束。
在某些实施例中，现浇足尺桥墩1和预制足尺桥墩3的高度均为10米、横截面尺寸均为2米×2米；
反力墙2的尺寸为2米×4米；
现浇足尺桥墩1和预制足尺桥墩3内均设有5束上部钢绞线11，反力墙2内设有6束上部钢绞线11；其中每束上部钢绞线11均为15根。
在某些实施例中，反力墙2、现浇足尺桥墩1和预制足尺桥墩3设置在承台4上；
承台4靠近底部的部分埋入地下，下面设有多根钻孔灌注桩5，且内部设有多束承台钢绞线41；
承台4的上表面对应现浇足尺桥墩1和反力墙2之间的位置，以及预制足尺桥墩3和反力墙2之间的位置均设有多根钢棒。
在实际应用中，多根钢棒的设置能够防止承台4的上表面在现浇足尺桥墩1和预制足尺桥墩3发生偏转时出现开裂。
在某些实施例中，承台4的平面尺寸为6米×12.5米，高度为3米；
承台4埋入地下的部分的高度为1米，下面设有6根钻孔灌注桩5；
承台4内部设有4束承台钢绞线41；每束承台钢绞线41均为15根；
每一钻孔灌注桩5的长度均为40米；
承台4的上表面对应现浇足尺桥墩1和反力墙2之间的位置，以及预制足尺桥墩3和反力墙2之间的位置均设有8根80mm直径的钢棒。
在某些实施例中，每一千斤顶挂架6均通过多个高强螺栓63和最少两块高强钢板64与反力墙2的顶部预留钢筋固定；
每一千斤顶挂架6的两块高强钢板64分别设置在顶部预留钢筋面向和背向相应的现浇足尺桥墩1的两面，或者分别设置在顶部预留钢筋面向和背向相应的预制足尺桥墩3的两面；
每一高强螺栓63均穿透两块高强钢板64后设置匹配的螺母进行紧固；
两块高强钢板64中面向现浇足尺桥墩1的一面或者面向预制足尺桥墩3的一面固定连接相应的千斤顶挂架6。
在某些实施例中，每一千斤顶挂架6均包括设置加厚宽扁安全绳61的水平杆，以及与相应的水平杆和相应的高强钢板64连接呈三角形结构的倾斜杆62。
在某些实施例中，现浇足尺桥墩1、反力墙2和预制足尺桥墩3在靠近顶部位置均设有施工平台12；
现浇足尺桥墩1、反力墙2和预制足尺桥墩3在对应相应的施工平台12下方均设有多根与水平面平行的预留钢管31；
每一预留钢管31均埋设在相应的现浇足尺桥墩1、相应的反力墙2或者相应的预制足尺桥墩3内，两端均从相应的现浇足尺桥墩1、相应的反力墙2或者相应的预制足尺桥墩3的外侧壁齐平或者伸出，内部均穿设有用于支撑相应的施工平台12的支撑钢筋；
每一施工平台12的四个角落位置均通过高强钢绞线与相应的支撑钢筋绑扎固定；
每一支撑钢筋的直径均在50毫米以上。
在试验需要在高空顶推千斤顶7时，现浇足尺桥墩1或预制足尺桥墩3下方需要进行破坏现象观测，而现浇足尺桥墩1或预制足尺桥墩3发生破坏前位移较大，安全风险较高。
本实用新型采用在墩顶设置施工平台的方式作为临时防护措施，还具有防止高空坠物的功能。
本实用新型还提供现场足尺桥墩承载能力试验结构的施工方法，包括如下步骤：
步骤1、预制预制足尺桥墩3，并在进行养护后运输到试验现场；
步骤2、在试验现场浇筑承台4，以及设置在承台4上的反力墙2和现浇足尺桥墩1，并进行养护；
步骤3、将预制足尺桥墩3装配到承台4上；
步骤4、在承台4内以极限抗拉强度的80％张拉承台钢绞线41；
步骤5、在现浇足尺桥墩1、反力墙2和预制足尺桥墩3在靠近顶部位置搭建施工平台12；
步骤6、通过反力墙2的施工平台12，在反力墙2上端安装千斤顶挂架6；
步骤7、通过在千斤顶挂架6设置加厚宽扁安全绳61，在千斤顶挂架6下方设置需要的千斤顶7；
步骤8、通过葫芦装置对每一千斤顶7的两端均进行球铰盖帽71与球铰底座72的安装，并通过葫芦对每一千斤顶7均进行微调，使反力墙2与现浇足尺桥墩1之间的多个千斤顶7，以及反力墙2与预制足尺桥墩3之间的多个千斤顶7均与水平线平行；
步骤9、完成所有安装后，进行承载力试验加载。
如图4和图5所示，由于在实际加载过程中现浇足尺桥墩1或预制足尺桥墩3回复发生倾斜，千斤顶7与相应的现浇足尺桥墩1或相应预制足尺桥墩3之间将会发生转动，所以在两侧设置了球铰盖帽71与球铰底座72。
在某些实施例中，在施工中在每一千斤顶7的下方均设置木方对相应的千斤顶7进行支撑保护。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.现场足尺桥墩承载能力试验结构；其特征在于，包括反力墙(2)，以及对称设置在所述反力墙(2)两侧的现浇足尺桥墩(1)和预制足尺桥墩(3)；
所述反力墙(2)与所述现浇足尺桥墩(1)、所述预制足尺桥墩(3)之间的刚度比均为8；在相同载荷下，处于弹性阶段的所述反力墙(2)的水平位移占总位移的11％；
所述反力墙(2)顶部朝向所述现浇足尺桥墩(1)和/或所述预制足尺桥墩(3)的侧边均设有千斤顶挂架(6)及千斤顶(7)；
所述千斤顶挂架(6)通过多根加厚宽扁安全绳(61)悬吊固定多个与溅射薄膜压力传感器连接的所述千斤顶(7)；
所述压力传感器用于测量每一所述千斤顶(7)对所述现浇足尺桥墩(1)或者对所述预制足尺桥墩(3)施加的水平力，用于判断对所述现浇足尺桥墩(1)施加水平力的多个所述千斤顶(7)，或者对所述预制足尺桥墩(3)施加的水平力的多个所述千斤顶(7)受到的反力是否均匀。
2.根据权利要求1所述的现场足尺桥墩承载能力试验结构，其特征在于，所述反力墙(2)、所述现浇足尺桥墩(1)和预制足尺桥墩(3)内均设有多束上部钢绞线(11)；
其中，所述现浇足尺桥墩(1)和所述预制足尺桥墩(3)内的所述上部钢绞线(11)数量相同；
所述反力墙(2)内的所述上部钢绞线(11)数量比所述现浇足尺桥墩(1)或者所述预制足尺桥墩(3)内的所述上部钢绞线(11)数量多1束。
3.根据权利要求2所述的现场足尺桥墩承载能力试验结构，其特征在于，所述现浇足尺桥墩(1)和所述预制足尺桥墩(3)的高度均为10米、横截面尺寸均为2米×2米；
所述反力墙(2)的尺寸为2米×4米；
所述现浇足尺桥墩(1)和预制足尺桥墩(3)内均设有5束所述上部钢绞线(11)，所述反力墙(2)内设有6束所述上部钢绞线(11)；其中每束所述上部钢绞线(11)均为15根。
4.根据权利要求1所述的现场足尺桥墩承载能力试验结构，其特征在于，所述反力墙(2)、所述现浇足尺桥墩(1)和预制足尺桥墩(3)设置在承台(4)上；
所述承台(4)靠近底部的部分埋入地下，下面设有多根钻孔灌注桩(5)，且内部设有多束承台钢绞线(41)；
所述承台(4)的上表面对应所述现浇足尺桥墩(1)和所述反力墙(2)之间的位置，以及所述预制足尺桥墩(3)和所述反力墙(2)之间的位置均设有多根钢棒。
5.根据权利要求4所述的现场足尺桥墩承载能力试验结构，其特征在于，所述承台(4)的平面尺寸为6米×12.5米，高度为3米；
所述承台(4)埋入地下的部分的高度为1米，下面设有6根所述钻孔灌注桩(5)；
所述承台(4)内部设有4束所述承台钢绞线(41)；每束所述承台钢绞线(41)均为15根；
每一所述钻孔灌注桩(5)的长度均为40米；
所述承台(4)的上表面对应所述现浇足尺桥墩(1)和所述反力墙(2)之间的位置，以及所述预制足尺桥墩(3)和所述反力墙(2)之间的位置均设有8根80mm直径的所述钢棒。
6.根据权利要求1所述的现场足尺桥墩承载能力试验结构，其特征在于，每一所述千斤顶挂架(6)均通过多个高强螺栓(63)和最少两块高强钢板(64)与所述反力墙(2)的顶部预留钢筋固定；
每一所述千斤顶挂架(6)的两块所述高强钢板(64)分别设置在所述顶部预留钢筋面向和背向相应的所述现浇足尺桥墩(1)的两面，或者分别设置在所述顶部预留钢筋面向和背向相应的所述预制足尺桥墩(3)的两面；
每一所述高强螺栓(63)均穿透两块所述高强钢板(64)后设置匹配的螺母进行紧固；
两块所述高强钢板(64)中面向所述现浇足尺桥墩(1)的一面或者面向所述预制足尺桥墩(3)的一面固定连接相应的所述千斤顶挂架(6)。
7.根据权利要求6所述的现场足尺桥墩承载能力试验结构，其特征在于，每一所述千斤顶挂架(6)均包括设置所述加厚宽扁安全绳(61)的水平杆，以及与相应的所述水平杆和相应的所述高强钢板(64)连接呈三角形结构的倾斜杆(62)。
8.根据权利要求1所述的现场足尺桥墩承载能力试验结构，其特征在于，所述现浇足尺桥墩(1)、所述反力墙(2)和所述预制足尺桥墩(3)在靠近顶部位置均设有施工平台(12)；
所述现浇足尺桥墩(1)、所述反力墙(2)和所述预制足尺桥墩(3)在对应相应的所述施工平台(12)下方均设有多根与水平面平行的预留钢管(31)；
每一所述预留钢管(31)均埋设在相应的所述现浇足尺桥墩(1)、相应的所述反力墙(2)或者相应的所述预制足尺桥墩(3)内，两端均从相应的所述现浇足尺桥墩(1)、相应的所述反力墙(2)或者相应的所述预制足尺桥墩(3)的外侧壁齐平或者伸出，内部均穿设有用于支撑相应的所述施工平台(12)的支撑钢筋；
每一所述施工平台(12)的四个角落位置均通过高强钢绞线与相应的所述支撑钢筋绑扎固定；
每一所述支撑钢筋的直径均在50毫米以上。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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