CN220912842U - 一种模拟四边简支约束的加劲板轴压试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟四边简支约束的加劲板轴压试验装置，包括下部加载端铰支座、上部支撑端铰支座、侧边V形卡槽约束装置和试件。所述试件放置在加载端铰支座上，所述支撑端铰支座抵住试件上表面，同时所述上下铰支座两边布置了一系列螺杆可以限制试件端部面外移动，所述侧边V形卡槽约束装置固定在加载端铰支座上，沿待测试件的两侧边固定一对1/4圆弧形夹头，使得待测加劲板的两侧边夹持于其两侧夹头的中间。本实用新型结构简单，方便拆卸和重组，适用范围广，对加劲板简支边界条件模拟准确。

Description

一种模拟四边简支约束的加劲板轴压试验装置

技术领域

本实用新型涉及结构工程试验领域，具体指一种模拟四边简支约束的加劲板轴压试验装置。

背景技术

大力发展钢桥符合我国交通强国建设的需求，现如今桥梁领域出现了更加复杂的桥梁结构体系，如自锚式悬索-斜拉协作桥等，这些桥型将导致钢箱梁承受远超常规桥梁的轴向荷载，进而导致钢箱梁稳定问题突出。钢箱梁结构稳定问题始终是科研院所所研究的热门问题。钢箱梁构造复杂，一般将钢箱梁的稳定问题简化为加劲板的稳定问题进行研究。加劲板的屈曲及极限强度是桥梁强度设计的重要内容，加劲板轴压屈曲失效又是桥梁整体屈曲失效最主要的诱因之一，因此对轴压载荷下加劲板的失效模式和极限强度的评估非常重要。

钢箱梁是由若干加劲板组成的薄壁箱型梁结构，针对钢箱梁的屈曲和极限强度，科研人员通常是将钢箱梁中的加劲板提取出来对加劲板进行单独研究。目前对加劲板的稳定性能和屈曲破坏模式的研究几乎都是要通过对加劲板模型进行轴压试验来实现的。加劲板通常按四边简支板边界条件考虑，但目前文献中描述的加劲板轴压试验，对非加载边基本都不施加任何约束，这对于实际边界条件的模拟是非常不准确的，并且工装也相对单一，适用性不高，更为准确的方法是对加劲板四边都做简支约束。加劲板轴压屈曲的失效过程，包含着柱式屈曲和板式屈曲的耦合问题，我们对两种屈曲方式的耦合影响尚未做到十分清晰，所以还需要通过试验验证某些理论或者猜想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种模拟四边简支约束的加劲板轴压试验装置，有效解决了轴压加劲板试验中边界条件模拟不准确、试验装置通用性不高、试验效率低下等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种模拟四边简支约束的加劲板轴压试验装置，包括下部加载端铰支座、上部支撑端铰支座、侧边V形卡槽约束装置和试件。所述试件放置在加载端铰支座上，所述支撑端铰支座抵住试件上表面，所述侧边V形卡槽约束装置固定在加载端铰支座上，沿待测试件的两侧边固定一对1/4圆弧形夹头，使得待测加劲板的两侧边夹持于其两侧夹头的中间。

根据以上方案，加载端铰支座和支撑端铰支座由厚钢板、圆钢柱通过连接件和螺栓连接而成，厚钢板与圆钢柱的接触面设置了弧形凹槽，该凹槽的半径大于圆钢柱的半径，并且凹槽的深度小于所述圆钢柱的半径，以达到顺利转动的目的。

根据以上方案，与试件接触的厚钢板外部两边设置了一系列圆形螺栓孔，该螺栓孔可以通过连接件固定螺杆，使得待测加劲板被螺杆夹于中间，限制了试件两端面外方向移动；同时，该螺栓孔还可以通过螺栓固定侧边V形卡槽约束装置的底座。

根据以上方案，侧边V形卡槽约束装置由底座、L形立柱和一对夹头通过螺栓和螺母连接而成。所述底座呈半“口”形，两侧边设置了长条形圆孔，以适应加劲板的宽度更好的与厚钢板连接，同时上面设置了多对螺栓孔，以固定L形立柱；所述L形立柱下平面开有螺栓孔与底座螺栓孔对应，通过螺栓连接固定在底座上，同时L形立柱设有加强肋，使结构更可靠，L形立柱垂直面上开有若干对长条形圆孔以固定夹头，并且使夹头的间距可调节；所述夹头固定部为矩形且夹持部为1/4圆弧形，开有与L形立柱垂直面上长条形圆孔对应的圆孔，通过螺栓和螺母与L形立柱固定。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型对加劲板简支边界条件模拟准确：装置两端铰支座实现了试件两端的转动，两边的螺杆限制试件两端面外方向移动，同时L形立柱限制了试件的横向位移，夹头限制试件侧边的面外方向位移，试件与L形立柱及夹头之间的线接触使试件侧边可绕夹持处转动。

2.本实用新型的侧边V形卡槽约束装置的底座呈半“口”形，可以更好的抵抗面外弯矩，并且底座与下面厚钢板连接处的长条圆孔设计使底座对圆孔的位置可调节，可以适应试件宽度的变化更好地夹持试件。

3.本实用新型的L形立柱与夹头连接处的长条圆孔设计使夹头的间距可调节，可以适应试件厚度的变化更好地夹持试件，对于高度近似的试件，L形立柱和夹头可重复使用。

4.本实用新型通过调节加载端铰支座与支撑端铰支座的间距、侧边V形卡槽约束装置的间距，可以实现对不同长度及宽度试件的夹持。

5.本实用新型整体构造简单，方便拆卸和重组，适用范围广，降低了试验成本，提高试验精度和效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是是本实用新型的加载端铰支座放大结构示意图；

图3是是本实用新型的支撑端铰支座放大结构示意图；

图4是是本实用新型的侧边V形卡槽约束装置放大结构示意图。

图中：1第I厚钢板、2第II厚钢板、3第I圆钢柱、4螺杆、5第I连接件、6第II连接件、7第III连接件、8第I螺栓、9第II螺栓、10第III厚钢板、11第IV厚钢板、12第II圆钢柱、13第IV连接件、14第V连接件、15第III螺栓、16第IV螺栓、17第V螺栓、18第I螺栓孔、20底座、21 L形立柱、22夹头、23第II螺栓孔、24第VI螺栓、25第VII螺栓、26螺母、27第III螺栓孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，一种模拟四边简支约束的加劲板轴压试验装置，包括下部加载端铰支座、上部支撑端铰支座、侧边V形卡槽约束装置和试件。试件放置在上下部铰支座和侧边V形卡槽约束装置中间；所述下部加载端铰支座由两个设置了弧形凹槽的第I厚钢板1和第II厚钢板2、第I圆钢柱3和一系列侧边螺杆4组成，第I圆钢柱3放置在两个厚钢板凹槽之中，与第I厚钢板1和第II厚钢板2通过第I连接件5和第II连接件6由第I螺栓8连接成一个整体，侧边螺杆4通过第III连接件7布置在第II厚钢板2两侧，可以旋转螺杆4控制它穿过螺纹通孔的长度，达到限制试件端部面外位移的目的。待下部加载端铰支座组装完成后，将该整体固定在加载端分配梁上。

所述上部支撑端铰支座由带有凹槽的第III厚钢板10和第IV厚钢板11、第II圆钢柱12和一系列侧边螺杆4组成，第II圆钢柱放置在两厚钢板凹槽之中，第II圆钢柱12与第III厚钢板10和第IV厚钢板11通过第III螺栓15、第IV螺栓16和第V螺栓17由第III螺栓15、第IV螺栓16连接成一个整体。侧边螺杆4通过第III连接件7布置在第IV厚钢板11两侧。待上部加载端铰支座组装完成后，调节加载端铰支座与支撑端铰支座的间距，放置试件19，然后支撑端抵住试件19顶部。

第II厚钢板2和第IV厚钢板11两边设置了一系列螺杆4，使得待测加劲板被螺杆夹于中间，限制了试件两端面外方向移动。

所述侧边V形卡槽约束装置由底座20、L形立柱21和一对夹头22通过螺栓和螺母连接而成。所述底座20通过第II螺栓9穿过长条形第II螺栓孔23固定在第II厚钢板2上；，该底座呈半“口”字形，并且该底座上设置的第II螺栓孔23为长条形圆孔形；所述L形立柱21通过第IV螺栓24固定在底座20上；所述夹头22固定部为矩形且夹持部为1/4圆弧形凸出，将夹头22装在L形立柱21上通过螺栓25和螺母26固定，待测试件19就位后，移动底座20和L形立柱21使其刚好与待测加劲板接触上，靠紧夹头22以夹持待测加劲板并固定。

试件19放置好后，旋转试件两侧螺杆4，使其夹持住试件，然后拆除下部加载端铰支座的第I连接件5，从而达到试件在加载工程中可以转动的目的。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种模拟四边简支约束的加劲板轴压试验装置，其特征在于，所述装置包括下部加载端铰支座、上部支撑端铰支座和侧边V形卡槽约束装置，侧边V形卡槽约束装置固定在第II厚钢板(2)上，试件放置在上下部铰支座和侧边V形卡槽约束装置中间；

所述下部加载端铰支座由两个设置了弧形凹槽的第I厚钢板(1)和第II厚钢板(2)、第I圆钢柱(3)和一系列侧边螺杆(4)组成，第I圆钢柱(3)放置在两个厚钢板凹槽之中，与第I厚钢板(1)和第II厚钢板(2)通过第I连接件(5)和第II连接件(6)由第I螺栓(8)连接成一个整体，侧边螺杆(4)通过第III连接件(7)布置在第II厚钢板(2)两侧。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述上下部铰支座厚钢板与圆钢柱的接触面设置了弧形凹槽，该凹槽半径大于圆钢柱的半径，并且该凹槽的深度小于所述圆钢柱的半径，以达到顺利转动的目的。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述上部支撑端铰支座由带有凹槽的第III厚钢板(10)和第IV厚钢板(11)、第II圆钢柱(12)和一系列侧边螺杆(4)组成；第II厚钢板(2)和第IV厚钢板(11)两边设置了一系列侧边螺杆(4)，使得待测加劲板被螺杆夹于中间，限制了试件两端面外方向移动。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述侧边V形卡槽约束装置由底座(20)、L形立柱(21)和一对夹头(22)通过螺栓和螺母连接而成；所述侧边V形卡槽约束装置通过底座(20)固定在第II厚钢板(2)上，该底座呈半“口”字形，并且该底座上设置的第II螺栓孔(23)为长条形圆孔形。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，夹头(22)固定部为矩形且夹持部为1/4圆弧形，通过第VII螺栓(25)和螺母(26)固定在所述L形立柱(21)垂直面上，L形立柱(21)上开的第III螺栓孔(27)为长条形圆孔。