CN220154171U - 一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，包括试验试件、加载装置和水平约束装置，加载装置包括试验台座、滑动铰支座、固定铰支座、千斤顶和反力架，两个试验台座左右对称设置并分别设置固定铰支座、滑动铰支座，试验试件放置在固定铰支座和滑动铰支座上，所述试验试件上方设置反力架，所述千斤顶下端顶住试验试件，千斤顶上端顶住反力架，所述试验试件下部设有水平约束装置。本实用新型在试验试件下方设置水平约束装置，在加载过程中被动提供拉力，从而抵消试验加载过程中浅铰缝部位的弯矩，达到使浅铰缝处于纯剪受力状态的试验目的。

Description

一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置

技术领域

本实用新型涉及一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置。

背景技术

空心板桥铰缝构造在运营中承担了传递横向荷载的作用，其良好的抗剪性能是空心板桥横向联结刚度的重要保证。

针对铰缝结构开展的抗剪试验加载方式主要有Z型直剪法、推出法和全尺试验法三种。Z型直剪加载法可有效测得铰缝结构抗剪承载力，但由于试块体积笨重、精度要求高等特点，使试验成本较高，同时难以反映空心板桥铰缝结构与铺装层结构间的相互作用；推出法可以较真实反映铰缝受剪状态，但是往往更适合深铰缝，不适合浅铰缝结构；全尺寸空心板试验法可完全模拟铰缝结构受力状况，但全尺寸试件造价高昂，大大增加了试验成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，包括试验试件、加载装置和水平约束装置，所述加载装置包括试验台座、滑动铰支座、固定铰支座、千斤顶和反力架，两个试验台座左右对称设置，其中一个试验台座上固定设置固定铰支座，另一个试验台座上可滑动设置滑动铰支座，所述试验试件底部两侧分别放置在固定铰支座和滑动铰支座上，所述试验试件上方设置反力架，所述千斤顶下端顶住试验试件，千斤顶上端顶住反力架，所述试验试件下部设有水平约束装置。

上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述试验试件采用三个预制混凝土块依次拼接而成，位于两侧的两个预制混凝土块分别放置在固定铰支座和滑动铰支座上，相邻两个预制混凝土块之间形成浅铰缝，试验试件顶部和浅铰缝内铺设混凝土铺装层。

上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述千斤顶底部通过钢垫板顶在混凝土铺装层上，千斤顶顶部连接球铰，球铰的球铰头顶在反力架上。

上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述球铰的球铰头与反力架之间设有第一压力传感器。

上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述水平约束装置包括螺纹拉杆、固定螺母、挡板，所述试验试件下部前后两侧对称设置两根螺纹拉杆，试验试件下部左右两侧对称设置两块挡板，两根螺纹拉杆两端分别穿过两块挡板并用固定螺母锁紧，螺纹拉杆的轴力通过挡板传递至试验试件。

上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述挡板外侧与固定螺母之间设有第二压力传感器，用来实时测量水平约束装置所提供的水平力。

上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述混凝土铺装层上表面、位于中间的预制混凝土块底部均设置若干位移传感器。

本实用新型的有益效果在于：

1、试件设计：本实用新型的试验试件设计可与空心板实桥构造保持一致，同时可评估铺装层结构在传递横向荷载时发挥的作用，较真实地模拟了空心板桥铰缝受力状态。

2、受力方面：荷载在铰缝处产生正弯矩的同时，水平约束装置产生的拉力在铰缝处产生负弯矩，二者相互抵消，铰缝处于纯剪受力状态，达到测试铰缝结构抗剪性能的试验目的。

3、内力测算方面：螺纹拉杆两端的挡板外侧与固定螺母之间设有第二压力传感器，调整固定螺母松紧程度可使螺纹拉杆轴力可控，从而精确消除试验前由于自重和设备重力等因素引起的铰缝初始弯矩；同时，根据试验荷载值，可测算铰缝结构的实时内力（弯矩和剪力）。

4、装置复杂程度：水平约束装置可实现自平衡，试验过程中无需提供水平反力的结构，如水平反力架或反力墙等，构造简单，节约成本，使用方便。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为本实用新型的正面视图。

实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1、图2所示，一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，包括试验试件、加载装置和水平约束装置，所述加载装置包括试验台座1、滑动铰支座2、固定铰支座3、千斤顶4和反力架5，两个试验台座1左右对称设置，其中一个试验台座1上固定设置固定铰支座3，另一个试验台座1上可滑动设置滑动铰支座2，所述试验试件底部两侧分别放置在固定铰支座3和滑动铰支座2上，所述试验试件上方设置反力架5，所述千斤顶4下端顶住试验试件，千斤顶4上端顶住反力架5。

所述试验试件采用三个预制混凝土块6依次拼接而成，位于两侧的两个预制混凝土块6分别放置在固定铰支座3和滑动铰支座2上，相邻两个预制混凝土块6之间形成浅铰缝7，试验试件顶部和浅铰缝7内铺设混凝土铺装层8。

预制混凝土块6和混凝土铺装层8内预埋钢筋，浅铰缝7和预埋钢筋的尺寸参考现役浅铰缝空心板桥实际构造1：1进行制作。

所述千斤顶4底部通过钢垫板9顶在混凝土铺装层8上，千斤顶4顶部连接球铰10，球铰10的球铰头顶在反力架5上，球铰10能够确保在混凝土铺装层8上表面不平稳或者没有保持水平的情况下使试验荷载方向保持竖直；所述球铰10的球铰头与反力架5之间设有第一压力传感器11，用来实时监测试验过程中所加的荷载值。其中反力架5和千斤顶4提供试验所需荷载，这些荷载模拟空心板横向荷载的传递，由预制混凝土块6通过浅铰缝7传递至两侧预制混凝土块6。

所述试验试件下部设有水平约束装置，所述水平约束装置包括螺纹拉杆12、固定螺母13、挡板14，所述试验试件下部前后两侧对称设置两根螺纹拉杆12，试验试件下部左右两侧对称设置两块挡板14，两根螺纹拉杆12两端分别穿过两块挡板14并用固定螺母13锁紧，螺纹拉杆12的轴力通过挡板14传递至试验试件。所述挡板14外侧与固定螺母13之间设有第二压力传感器15，用来实时测量水平约束装置所提供的水平力。

所述混凝土铺装层8上表面、位于中间的预制混凝土块6底部均设置若干位移传感器16，位移传感器16的目的是用来实时测量试验过程中试件的变形和位移。

本实用新型的工作过程为：

(1)首先将反力架5、试验台座1、固定铰支座3和滑动铰支座2按图1所示进行布置，接着使用起吊设备将试验试件吊装至固定铰支座3和滑动铰支座2上，固定铰支座3和滑动铰支座2分别靠近浅铰缝7灌浆缝的外侧边缘。

(2)通过固定螺母13将螺纹拉杆12、挡板14和标定好的第二压力传感器15固定在试验试件的底部，挡板14与试验试件下边缘平齐。

(3)安装千斤顶4、标定并安装加载第一压力传感器11，操作液压控制器降低千斤顶4行程，确保第一压力传感器11与反力架5之间存在一定距离(5cm)。

(4)为平衡试件自重和千斤顶4、传感器重力在浅铰缝7处引起的初始正弯矩，计算螺纹拉杆12所需的初始轴力；通过调整固定螺母13松紧程度，使第二压力传感器15读数达到目标值并稳定。

(5)若试验加载装置无异常情况，可操作液压控制器控制千斤顶4进行抗剪试验加载。完成3次预加载后，方可让试验试件正式进入加载阶段，试验过程中实时记录相关数据。

(6)加载结束后，利用起吊设备将试验试件与各试验装置吊离，试验结束。

Claims (7)

1.一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，包括试验试件、加载装置和水平约束装置，其特征在于：所述加载装置包括试验台座、滑动铰支座、固定铰支座、千斤顶和反力架，两个试验台座左右对称设置，其中一个试验台座上固定设置固定铰支座，另一个试验台座上可滑动设置滑动铰支座，所述试验试件底部两侧分别放置在固定铰支座和滑动铰支座上，所述试验试件上方设置反力架，所述千斤顶下端顶住试验试件，千斤顶上端顶住反力架，所述试验试件下部设有水平约束装置。

2.根据权利要求1所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述试验试件采用三个预制混凝土块依次拼接而成，位于两侧的两个预制混凝土块分别放置在固定铰支座和滑动铰支座上，相邻两个预制混凝土块之间形成浅铰缝，试验试件顶部和浅铰缝内铺设混凝土铺装层。

3.根据权利要求2所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述千斤顶底部通过钢垫板顶在混凝土铺装层上，千斤顶顶部连接球铰，球铰的球铰头顶在反力架上。

4.根据权利要求3所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述球铰的球铰头与反力架之间设有第一压力传感器。

5.根据权利要求1所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述水平约束装置包括螺纹拉杆、固定螺母、挡板，所述试验试件下部前后两侧对称设置两根螺纹拉杆，试验试件下部左右两侧对称设置两块挡板，两根螺纹拉杆两端分别穿过两块挡板并用固定螺母锁紧，螺纹拉杆的轴力通过挡板传递至试验试件。

6.根据权利要求5所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述挡板外侧与固定螺母之间设有第二压力传感器，用来实时测量水平约束装置所提供的水平力。

7.根据权利要求2所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述混凝土铺装层上表面、位于中间的预制混凝土块底部均设置若干位移传感器。