一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法。其中加載裝置包括加載框架、液壓千斤頂、精密測(cè)力傳感器、試驗(yàn)力分配橫梁、支座、試驗(yàn)臨時(shí)墩和反力槽道；在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨徑三分之一處對(duì)稱設(shè)置兩對(duì)加載框架；大量程應(yīng)變測(cè)量裝置包括銅管套筒、頂桿、千分表、頂塊、鎖緊螺帽、底座螺桿和塑料底座；塑料底座粘貼在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的表面；事先做好標(biāo)距，兩塑料底座中心間的距離在30cm以上；試驗(yàn)加載測(cè)試分線性和非線性兩個(gè)階段，并分別采用不同的測(cè)試儀器和方法。本發(fā)明為跨徑在20m以上的預(yù)應(yīng)力混凝土板梁的破壞試驗(yàn)提供了一種有效的裝置和測(cè)試方法，能在有限的油缸行程下達(dá)到板梁的極限荷載，并準(zhǔn)確測(cè)量行為參數(shù)。
【專利說明】一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]通過混凝土板梁的破壞試驗(yàn)，能夠判定構(gòu)件的使用狀況和實(shí)際承載能力。目前已有的混凝土梁加載裝置及測(cè)試方法均適用于小變形構(gòu)件，使用一套油路加分配梁或兩套油路進(jìn)行三分點(diǎn)加載，其油缸最大行程一般只有20cm，撓度位移計(jì)(傳感器)測(cè)試量程只有5cm。對(duì)一些跨徑在20m以上的預(yù)應(yīng)力混凝土板梁，其破壞時(shí)的最大撓度可達(dá)50cm左右，三分點(diǎn)加載處撓度明顯超過油缸的最大行程，常規(guī)撓度位移計(jì)(傳感器)等參數(shù)測(cè)試方法也不再適用。
[0003]現(xiàn)有的試驗(yàn)裝置和測(cè)試方法無法滿足大撓度破壞試驗(yàn)的要求，無法對(duì)20m以上的預(yù)應(yīng)力混凝土板梁的使用性能和極限承載能力進(jìn)行試驗(yàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法。本發(fā)明為跨徑在20m以上的預(yù)應(yīng)力混凝土板梁的破壞試驗(yàn)提供了一種有效的加載裝置和非線性參數(shù)的測(cè)試方法。
[0005]一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置，包括加載裝置、大量程應(yīng)變測(cè)量裝置；加載裝置包括加載框架、液壓千斤頂、精密測(cè)力傳感器、試驗(yàn)力分配橫梁、支座、試驗(yàn)臨時(shí)墩和反力槽道；大量程應(yīng)變測(cè)量裝置包括銅管套筒、頂桿、千分表、頂塊、鎖緊螺帽、底座螺桿和塑料底座；在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁下設(shè)置兩個(gè)試驗(yàn)臨時(shí)墩；預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁與試驗(yàn)臨時(shí)墩之間通過支座相連接；在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨徑的三分之一處對(duì)稱設(shè)置兩對(duì)加載框架，加載框架包括加載框架立柱、加載框架橫梁，加載框架橫梁設(shè)置在兩個(gè)加載框架立柱之間，使得加載框架呈H型；加載框架立柱的底部與反力槽道相固定；
預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上設(shè)置有試驗(yàn)力分配橫梁，試驗(yàn)力分配橫梁上設(shè)置有液壓千斤頂，在試驗(yàn)力分配橫梁和液壓千斤頂之間設(shè)置有精密測(cè)力傳感器；液壓千斤頂通過精密測(cè)力傳感器和試驗(yàn)力分配橫梁將力傳遞到預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上；液壓千斤頂固定在加載框架橫梁的下表面；
所述的大量程應(yīng)變測(cè)量裝置包括銅管套筒、頂桿、千分表、頂塊、鎖緊螺帽、底座螺桿和塑料底座；頂桿上的頂塊與千分表接觸；頂桿和千分表均穿過一個(gè)銅管套筒，用銅管套筒上方的鎖緊螺帽固定；塑料底座與銅管套筒通過底座螺桿相固定，塑料底座粘貼在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的表面；事先做好標(biāo)距，兩塑料底座中心間的距離應(yīng)在30cm以上。
[0006]一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)的測(cè)試方法，包括如下步驟:
步驟(I).根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的極限受力情況，配置兩個(gè)試驗(yàn)臨時(shí)墩的受力鋼筋和局部承壓鋼筋網(wǎng)，并在標(biāo)準(zhǔn)溫度和濕度下養(yǎng)護(hù)28天，保證試驗(yàn)臨時(shí)墩的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；然后預(yù)制好的試驗(yàn)臨時(shí)墩吊裝至試驗(yàn)場(chǎng)地指定位置；
步驟(2).在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁安裝之前清理試驗(yàn)臨時(shí)墩頂面雜物，測(cè)量放樣出支座的中心，將支座安裝在試驗(yàn)臨時(shí)墩上；通過支座的橫軸線，用墨線彈出預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的梁邊線，并檢查支座頂面，確保高程無誤；然后使用大型吊機(jī)將預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁移至試驗(yàn)臨時(shí)墩上，且確保預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的位置與彈出的梁邊線相對(duì)應(yīng)；
步驟(3).吊運(yùn)和安裝加載框架，將兩對(duì)加載框架安裝在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨徑的三分之一處；加載框架包括加載框架立柱、加載框架橫梁，加載框架橫梁設(shè)置在兩個(gè)加載框架立柱之間，使得加載框架呈H型；加載框架立柱的底部與反力槽道相固定；預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上設(shè)置有試驗(yàn)力分配橫梁，試驗(yàn)力分配橫梁上設(shè)置有液壓千斤頂，在試驗(yàn)力分配橫梁和液壓千斤頂之間設(shè)置有精密測(cè)力傳感器；液壓千斤頂通過精密測(cè)力傳感器和試驗(yàn)力分配橫梁將力傳遞到預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上；液壓千斤頂固定在加載框架橫梁的下表面；所述的液壓千斤頂與加載控制模塊相連接，加載控制模塊用于控制液壓千斤頂?shù)募虞d和升降，并保證同步加載；
步驟(4).在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上布置混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)、鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)和撓度測(cè)點(diǎn)，并在各個(gè)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置傳感器，傳感器將各個(gè)測(cè)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)測(cè)試分析系統(tǒng)上；
所述的混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上有30個(gè)采集點(diǎn)；鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上有2個(gè)采集點(diǎn)；撓度測(cè)點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上有10個(gè)采集點(diǎn)；步驟(5).試驗(yàn)加載分為線性階段和非線性階段；
5-1.線性階段:加載至預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁開裂荷載；線性階段的撓度較小，用5cm量程的數(shù)碼位移傳感器記錄，在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的跨中截面、四分點(diǎn)截面和梁端截面分別布置數(shù)碼位移傳感器，且每個(gè)截面兩側(cè)同時(shí)布置有數(shù)碼位移傳感器，梁端截面的數(shù)碼位移傳感器用于記錄支座沉降位移；混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)采用數(shù)碼應(yīng)變傳感器，布置在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的跨中截面、四分點(diǎn)截面和梁端截面的混凝土表面；
5-2.非線性階段:加載至預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁從開始出現(xiàn)開裂到預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁破壞；預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的應(yīng)變?yōu)槠骄鶓?yīng)變，撓度呈大撓度和幾何非線性趨勢(shì)；在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨中底板縱向鋼筋處鑿開，并將鋼筋應(yīng)變片粘貼在鋼筋表面；將預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨中截面的數(shù)碼應(yīng)變傳感器用大量程應(yīng)變測(cè)量裝置替代；使用裂縫觀測(cè)儀觀測(cè)裂縫寬度，若裂縫寬度超過裂縫觀測(cè)儀量程，則先用薄鋁片在裂縫兩側(cè)做好標(biāo)距，并使用游標(biāo)卡尺量測(cè)；使用拉線式位移計(jì)測(cè)量預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I跨中和四分點(diǎn)的撓度；
步驟￠).當(dāng)液壓千斤頂?shù)挠透走_(dá)到最大行程時(shí)，同時(shí)只保持兩個(gè)內(nèi)側(cè)液壓千斤頂受力而使預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁撓度保持不變，然后使兩個(gè)外側(cè)液壓千斤頂、油缸上升，在試驗(yàn)力分配橫梁上墊上平整鋼板，以增加油缸行程；同理，再僅保持兩個(gè)外側(cè)液壓千斤頂受力而維持預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁撓度不變，使兩個(gè)內(nèi)側(cè)液壓千斤頂油缸上升，在試驗(yàn)力分配橫梁上墊上平整鋼板；慢慢將各液壓千斤頂荷載調(diào)整到原油缸最大行程時(shí)荷載，并繼續(xù)加載直至結(jié)構(gòu)破壞。
[0007]步驟(3)所述的加載控制模塊包括油泵、管路和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制油泵供油，油泵通過管路與液壓千斤頂相連接。
[0008]步驟(3)所述的加載框架中的加載框架立柱、加載框架橫梁通過加固三角支架連接，具體的采用Q235B鋼板焊接而成。
[0009]步驟(4)所述的計(jì)算機(jī)測(cè)試分析系統(tǒng)包括RS-QL06E系列橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)和DH3815N靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)；RS-QL06E系列橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)采集混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)和撓度測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，DH3815N靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)采集鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。
[0010]步驟(4 )所述的預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)、撓度測(cè)點(diǎn)和鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)具體設(shè)置如下:混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)在跨中截面和四分點(diǎn)的頂面、中性軸和底面對(duì)稱布置，在離支座半梁高距離的中性軸位置布置成應(yīng)變花；撓度測(cè)點(diǎn)在跨中截面、四分點(diǎn)截面和端點(diǎn)截面對(duì)稱布置；鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨中截面的最外側(cè)縱向受力鋼筋上對(duì)稱布置。
[0011]所述的大量程應(yīng)變測(cè)量裝置包括銅管套筒、頂桿、千分表、頂塊、鎖緊螺帽、底座螺桿和塑料底座；頂桿上的頂塊與千分表接觸；頂桿和千分表均穿過一個(gè)銅管套筒，用銅管套筒上方的鎖緊螺帽固定；塑料底座與銅管套筒通過底座螺桿相固定，塑料底座粘貼在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的表面；事先做好標(biāo)距，兩塑料底座中心間的距離應(yīng)在30cm以上。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)跨徑在20m以上混凝土板梁的大撓度破壞試驗(yàn)的加載和非線性行為參數(shù)的測(cè)試，在有限的油缸行程下達(dá)到板梁的極限荷載，保證試驗(yàn)的進(jìn)行，并準(zhǔn)確測(cè)量構(gòu)件非線性行為參數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的加載裝置立面圖；
圖2為本發(fā)明的加載裝置平面圖；
圖3為本發(fā)明的加載裝置側(cè)視圖；
圖4為自制大量程應(yīng)變量測(cè)裝置示意圖；
圖5為預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨中截面混凝土應(yīng)變和鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)示意圖。
[0014]圖中，預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1、加載框架2、液壓千斤頂3、精密測(cè)力傳感器4、試驗(yàn)力分配橫梁5、加載框架立柱6、加載框架橫梁7、支座8、試驗(yàn)臨時(shí)墩9、反力槽道10、銅管套筒11、頂桿12、千分表13、頂塊14、鎖緊螺帽15、底座螺桿16、塑料底座17、混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)
18、撓度測(cè)點(diǎn)19、鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)20。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置，包括加載單元、測(cè)試單元；加載單元包括加載框架2、液壓千斤頂3、精密測(cè)力傳感器4、試驗(yàn)力分配橫梁5、支座8、試驗(yàn)臨時(shí)墩9和反力槽道10 ;大量程應(yīng)變測(cè)量裝置包括銅管套筒11、頂桿12、千分表13、頂塊14、鎖緊螺帽15、底座螺桿16和塑料底座17 ;在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I下設(shè)置兩個(gè)試驗(yàn)臨時(shí)墩9 ;預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I與試驗(yàn)臨時(shí)墩9之間通過支座相連接；在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I跨徑的三分之一處對(duì)稱設(shè)置兩對(duì)加載框架2，加載框架2包括加載框架立柱6、加載框架橫梁7，加載框架橫梁7設(shè)置在兩個(gè)加載框架立柱6之間，使得加載框架2呈H型；加載框架立柱6的底部與反力槽道10相固定；
預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I上設(shè)置有試驗(yàn)力分配橫梁5，試驗(yàn)力分配橫梁5上設(shè)置有液壓千斤頂3，在試驗(yàn)力分配橫梁5和液壓千斤頂3之間設(shè)置有精密測(cè)力傳感器4 ;液壓千斤頂3通過精密測(cè)力傳感器4和試驗(yàn)力分配橫梁5將力傳遞到預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I上；
液壓千斤頂3固定在加載框架橫梁7的下表面。
[0017]所述的大量程應(yīng)變測(cè)量裝置包括銅管夾頭11、頂桿12和千分表13，頂桿12和千分表13均通過一個(gè)銅管夾頭11固定在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I跨中截面。
[0018]一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)的測(cè)試方法，包括步驟如下:
步驟(I).根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I的極限受力情況，配置兩個(gè)試驗(yàn)臨時(shí)墩9的受力鋼筋和局部承壓鋼筋網(wǎng)，并在標(biāo)準(zhǔn)溫度和濕度下養(yǎng)護(hù)28天，保證試驗(yàn)臨時(shí)墩的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；然后預(yù)制好的試驗(yàn)臨時(shí)墩9吊裝至試驗(yàn)場(chǎng)地指定位置。
[0019]步驟(2).在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I安裝之前清理試驗(yàn)臨時(shí)墩9頂面雜物，測(cè)量放樣出支座8的中心，將支座安裝在試驗(yàn)臨時(shí)墩9上；通過支座8的橫軸線，用墨線彈出預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I的梁邊線，并檢查支座8頂面，確保高程無誤；然后使用大型吊機(jī)將預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I移至試驗(yàn)臨時(shí)墩9上，且確保預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I的位置與彈出的梁邊線相對(duì)應(yīng)。
[0020]步驟(3).吊運(yùn)和安裝加載框架2，將兩對(duì)加載框架2安裝在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I跨徑的三分之一處；加載框架2包括加載框架立柱6、加載框架橫梁7，加載框架橫梁7設(shè)置在兩個(gè)加載框架立柱6之間，使得加載框架2呈H型；加載框架立柱6的底部與反力槽道10相固定；預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I上設(shè)置有試驗(yàn)力分配橫梁5，試驗(yàn)力分配橫梁5上設(shè)置有液壓千斤頂3，在試驗(yàn)力分配橫梁5和液壓千斤頂3之間設(shè)置有精密測(cè)力傳感器4 ;液壓千斤頂3通過精密測(cè)力傳感器4和試驗(yàn)力分配橫梁5將力傳遞到預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I上；液壓千斤頂3固定在加載框架橫梁7的下表面。
[0021]所述的液壓千斤頂3與加載控制模塊相連接，加載控制模塊用于控制液壓千斤頂3的加載和升降，并保證同步加載。所述的加載控制模塊包括油泵、管路和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制油泵供油，油泵通過管路與液壓千斤頂3相連接。
[0022]所述的加載框架2中的加載框架立柱6、加載框架橫梁7通過加固三角支架連接，具體的采用Q235B鋼板焊接而成；
步驟(4).在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I上布置混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)18、鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)20和撓度測(cè)點(diǎn)19，并在各個(gè)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置傳感器，傳感器將各個(gè)測(cè)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)測(cè)試分析系統(tǒng)上；
所述的混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)18在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I上有30個(gè)采集點(diǎn)；鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)20在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I上有2個(gè)采集點(diǎn)；撓度測(cè)點(diǎn)19在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I上有10個(gè)采集點(diǎn)；
所述的計(jì)算機(jī)測(cè)試分析系統(tǒng)包括RS-QL06E系列橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)和DH3815N靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)；RS-QL06E系列橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)采集混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)18和撓度測(cè)點(diǎn)19數(shù)據(jù)，DH3815N靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)采集鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)20數(shù)據(jù)。
[0023]如圖1和圖5所示，預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I的混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)18、撓度測(cè)點(diǎn)19和鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)20如下:混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)18在跨中截面和四分點(diǎn)的頂面、中性軸和底面對(duì)稱布置，在離支座8半梁高距離的中性軸位置布置成應(yīng)變花；撓度測(cè)點(diǎn)19在跨中截面、四分點(diǎn)截面和端點(diǎn)截面對(duì)稱布置；鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)20在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I跨中截面的最外側(cè)縱向受力鋼筋上對(duì)稱布置。
[0024]步驟(5).試驗(yàn)加載分為線性階段和非線性階段。
[0025]5-1.線性階段:加載至預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I開裂荷載；線性階段的撓度較小，用5cm量程的數(shù)碼位移傳感器記錄，在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I的跨中截面、四分點(diǎn)截面和梁端截面分別布置數(shù)碼位移傳感器，且每個(gè)截面兩側(cè)同時(shí)布置有數(shù)碼位移傳感器，梁端截面的數(shù)碼位移傳感器用于記錄支座沉降位移；混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)18采用數(shù)碼應(yīng)變傳感器，布置在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I的跨中截面、四分點(diǎn)截面和梁端截面的混凝土表面。
[0026]5-2.非線性階段:加載至預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I從開始出現(xiàn)開裂到預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I破壞；預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I的應(yīng)變?yōu)槠骄鶓?yīng)變，撓度呈大撓度和幾何非線性趨勢(shì)；在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I跨中底板縱向鋼筋處鑿開，并將鋼筋應(yīng)變片粘貼在鋼筋表面。將預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I跨中截面的數(shù)碼應(yīng)變傳感器用大量程應(yīng)變測(cè)量裝置替代；大量程應(yīng)變測(cè)量裝置包括銅管套筒、頂桿、千分表、頂塊、鎖緊螺帽、底座螺桿和塑料底座；頂桿上的頂塊與千分表接觸；頂桿和千分表均穿過一個(gè)銅管套筒，用銅管套筒上方的鎖緊螺帽固定；塑料底座與銅管套筒通過底座螺桿相固定，塑料底座粘貼在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的表面；事先做好標(biāo)距，兩塑料底座中心間的距離應(yīng)在30cm以上。使用裂縫觀測(cè)儀觀測(cè)裂縫寬度，若裂縫寬度超過裂縫觀測(cè)儀量程，則先用薄鋁片在裂縫兩側(cè)做好標(biāo)距，并使用游標(biāo)卡尺量測(cè)；使用拉線式位移計(jì)測(cè)量預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I跨中和四分點(diǎn)的撓度。
[0027]步驟(6).當(dāng)液壓千斤頂3的油缸達(dá)到最大行程時(shí)，如圖2所示，同時(shí)只保持液壓千斤頂32和34受力而使預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I撓度保持不變，然后使液壓千斤頂31和33油缸上升，在試驗(yàn)力分配橫梁5上墊上平整鋼板，以增加油缸行程。同理，再僅保持液壓千斤頂31和33受力而維持預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I撓度不變，使液壓千斤頂32和34油缸上升，在試驗(yàn)力分配橫梁5上墊上平整鋼板；慢慢將各液壓千斤頂荷載調(diào)整到原油缸最大行程時(shí)荷載，并繼續(xù)加載直至結(jié)構(gòu)破壞。
[0028]所述的破壞試驗(yàn)儀器的具體型號(hào)和數(shù)量如表I所示:
表I破壞試驗(yàn)主要儀器匯總淳￥]名稱I型號(hào)I規(guī)格I數(shù)量
I_精密測(cè)力傳感器_JY-2000_200t，直徑150mm4_
2~橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)-QL06E系列I
3~靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)M815N—I —
4 數(shù)碼應(yīng)變傳感器HY-65B3000+1500 μ ε30
5~數(shù)碼位移傳感器_HY-65050F量程50mm10
6~裂縫觀測(cè)儀0jCK-2測(cè)量范圍:0-2mmI
7~拉線式位移計(jì)>LD-30-A/V/R 測(cè)量行程:1400mm 6
8~ I千分表I測(cè)量范圍:0-10mm |θ
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置，其特征在于包括加載裝置、大量程應(yīng)變測(cè)量裝置；加載裝置包括加載框架、液壓千斤頂、精密測(cè)力傳感器、試驗(yàn)力分配橫梁、支座、試驗(yàn)臨時(shí)墩和反力槽道；大量程應(yīng)變測(cè)量裝置包括銅管套筒、頂桿、千分表、頂塊、鎖緊螺帽、底座螺桿和塑料底座；在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁下設(shè)置兩個(gè)試驗(yàn)臨時(shí)墩；預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁與試驗(yàn)臨時(shí)墩之間通過支座相連接；在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的跨徑三分之一處對(duì)稱設(shè)置兩對(duì)加載框架，加載框架包括加載框架立柱、加載框架橫梁，加載框架橫梁設(shè)置在兩個(gè)加載框架立柱之間，使得加載框架呈H型；加載框架立柱的底部與反力槽道相固定； 預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上設(shè)置有試驗(yàn)力分配橫梁，試驗(yàn)力分配橫梁上設(shè)置有液壓千斤頂，在試驗(yàn)力分配橫梁和液壓千斤頂之間設(shè)置有精密測(cè)力傳感器；液壓千斤頂通過精密測(cè)力傳感器和試驗(yàn)力分配橫梁將力傳遞到預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上；液壓千斤頂固定在加載框架橫梁的下表面； 所述的大量程應(yīng)變測(cè)量裝置包括銅管套筒、頂桿、千分表、頂塊、鎖緊螺帽、底座螺桿和塑料底座；頂桿上的頂塊與千分表接觸；頂桿和千分表均穿過一個(gè)銅管套筒，用銅管套筒上方的鎖緊螺帽固定；塑料底座與銅管套筒通過底座螺桿相固定，塑料底座粘貼在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的表面；事先做好標(biāo)距，兩塑料底座中心間的距離在30cm以上。
2.一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)的測(cè)試方法，其特征在于包括步驟如下: 步驟(I).根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的極限受力情況，配置兩個(gè)試驗(yàn)臨時(shí)墩的受力鋼筋和局部承壓鋼筋網(wǎng)，并在標(biāo)準(zhǔn)溫度和濕度下養(yǎng)護(hù)28天，保證試驗(yàn)臨時(shí)墩的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；然后預(yù)制好的試驗(yàn)臨時(shí)墩吊裝至試驗(yàn)場(chǎng)地指定位置； 步驟(2).在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁安裝之前清理試驗(yàn)臨時(shí)墩頂面雜物，測(cè)量放樣出支座的中心，將支座安裝在試驗(yàn)臨時(shí)墩上；通過支座的橫軸線，用墨線彈出預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的梁邊線，并檢查支座頂面，確保高程無誤；然后使用大型吊機(jī)將預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁移至試驗(yàn)臨時(shí)墩上，且確保預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的位置與彈出的梁邊線相對(duì)應(yīng)； 步驟(3).吊運(yùn)和安裝加載框架，將兩對(duì)加載框架安裝在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨徑的三分之一處；加載框架包括加載框架立柱、加載框架橫梁，加載框架橫梁設(shè)置在兩個(gè)加載框架立柱之間，使得加載框架呈H型；加載框架立柱的底部與反力槽道相固定；預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上設(shè)置有試驗(yàn)力分配橫梁，試驗(yàn)力分配橫梁上設(shè)置有液壓千斤頂，在試驗(yàn)力分配橫梁和液壓千斤頂之間設(shè)置有精密測(cè)力傳感器；液壓千斤頂通過精密測(cè)力傳感器和試驗(yàn)力分配橫梁將力傳遞到預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上；液壓千斤頂固定在加載框架橫梁的下表面；所述的液壓千斤頂與加載控制模塊相連接，加載控制模塊用于控制液壓千斤頂?shù)募虞d和升降，并保證同步加載； 步驟(4).在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上布置混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)、鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)和撓度測(cè)點(diǎn)，并在各個(gè)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置傳感器，傳感器將各個(gè)測(cè)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)測(cè)試分析系統(tǒng)上； 所述的混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上有30個(gè)采集點(diǎn)；鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上有2個(gè)采集點(diǎn)；撓度測(cè)點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上有10個(gè)采集點(diǎn)；步驟(5).試驗(yàn)加載分為線性階段和非線性階段； 5-1.線性階段:加載至預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁開裂荷載；線性階段的撓度較小，用5cm量程的數(shù)碼位移傳感器記錄，在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的跨中截面、四分點(diǎn)截面和梁端截面分別布置數(shù)碼位移傳感器，且每個(gè)截面兩側(cè)同時(shí)布置有數(shù)碼位移傳感器，梁端截面的數(shù)碼位移傳感器用于記錄支座沉降位移；混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)采用數(shù)碼應(yīng)變傳感器，布置在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的跨中截面、四分點(diǎn)截面和梁端截面的混凝土表面； 5-2.非線性階段:加載至預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁從開始出現(xiàn)開裂到預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁破壞；預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的應(yīng)變?yōu)槠骄鶓?yīng)變，撓度呈大撓度和幾何非線性趨勢(shì)；在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨中底板縱向鋼筋處鑿開，并將鋼筋應(yīng)變片粘貼在鋼筋表面；將預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨中截面的數(shù)碼應(yīng)變傳感器用大量程應(yīng)變測(cè)量裝置替代；使用裂縫觀測(cè)儀觀測(cè)裂縫寬度，若裂縫寬度超過裂縫觀測(cè)儀量程，則先用薄鋁片在裂縫兩側(cè)做好標(biāo)距，并使用游標(biāo)卡尺量測(cè)；使用拉線式位移計(jì)測(cè)量預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁I跨中和四分點(diǎn)的撓度； 步驟￠).當(dāng)液壓千斤頂?shù)挠透走_(dá)到最大行程時(shí)，同時(shí)只保持兩個(gè)內(nèi)側(cè)液壓千斤頂(32、34)受力而使預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁撓度保持不變，然后使兩個(gè)外側(cè)液壓千斤頂(31、33)油缸上升，在試驗(yàn)力分配橫梁上墊上平整鋼板，以增加油缸行程；同理，再僅保持兩個(gè)外側(cè)液壓千斤頂(31、33)受力而維持預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁撓度不變，使兩個(gè)內(nèi)側(cè)液壓千斤頂(32、34)油缸上升，在試驗(yàn)力分配橫梁上墊上平整鋼板；慢慢將各液壓千斤頂荷載調(diào)整到原油缸最大行程時(shí)荷載，并繼續(xù)加載直至結(jié)構(gòu)破壞。
3.如權(quán)利要求2所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)的測(cè)試方法，其特征在于步驟(3)所述的加載控制模塊包括油泵、管路和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制油泵供油，油泵通過管路與液壓千斤頂相連接。
4.如權(quán)利要求2所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)的測(cè)試方法，其特征在于步驟(3)所述的加載框架中的加載框架立柱、加載框架橫梁通過加固三角支架連接，具體的采用Q235B鋼板焊接而成。
5.如權(quán)利要求2所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)的測(cè)試方法，其特征在于步驟(4)所述的計(jì)算機(jī)測(cè)試分析系統(tǒng)包括RS-QL06E系列橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)和DH3815N靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)；RS-QL06E系列橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)采集混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)和撓度測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，DH3815N靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)采集鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求2所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)的測(cè)試方法，其特征在于步驟(4)所述的預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁的混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)、撓度測(cè)點(diǎn)和鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)具體設(shè)置如下:混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)在跨中截面和四分點(diǎn)的頂面、中性軸和底面對(duì)稱布置，在離支座半梁高距離的中性軸位置布置成應(yīng)變花；撓度測(cè)點(diǎn)在跨中截面、四分點(diǎn)截面和端點(diǎn)截面對(duì)稱布置；鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁跨中截面的最外側(cè)縱向受力鋼筋上對(duì)稱布置。
【文檔編號(hào)】G01N3/20GK104165807SQ201410400979
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】項(xiàng)貽強(qiáng), 張翔, 廖小輝, 趙薦 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)