一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置。其中加載裝置包括加載框架、液壓千斤頂、精密測力傳感器、試驗(yàn)力分配橫梁、支座、試驗(yàn)臨時(shí)墩和反力槽道；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；大量程應(yīng)變測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)加載測試分線性和非線性兩個(gè)階段，并分別采用不同的測試儀器和方法。本實(shí)用新型為跨徑在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，能在有限的油缸行程下達(dá)到板梁的極限荷載，并準(zhǔn)確測量各非線性行為參數(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

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于土木工程領(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) 裝直。

【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)測試方法也不再適用。
[0003] 現(xiàn)有的試驗(yàn)裝置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] 本實(shí)用新型的目的是針對(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。本實(shí)用新型為跨徑在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，并保證非線性參數(shù)的準(zhǔn)確測試。
[0005] -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)變測量裝 置；加載裝置包括加載框架、液壓千斤頂、精密測力傳感器、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Η型；加載框架立柱的底部與反力槽道相固定；
[0006] 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)置有精密測力傳感器；液壓千斤頂通過精密 測力傳感器和試驗(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；
[0007] 所述的大量程應(yīng)變測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。
[0008] 試驗(yàn)加載分為線性階段和非線性階段；
[0009] 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；
[0010] 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)變測量裝置替代；使用裂縫觀測儀觀測 裂縫寬度，若裂縫寬度超過裂縫觀測儀量程，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；使用拉線式位移計(jì)測量預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1跨中和四分點(diǎn)的撓度；
[0011] 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。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果如下：
[0013] 本實(shí)用新型能夠?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 測量構(gòu)件非線性行為參數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本實(shí)用新型的加載裝置立面圖；
[0015] 圖2為本實(shí)用新型的加載裝置平面圖；
[0016] 圖3為本實(shí)用新型的加載裝置側(cè)視圖；
[0017] 圖4為大量程應(yīng)變量測裝置示意圖；
[0018] 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)變測點(diǎn)示意圖。
[0019] 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)變測點(diǎn) 18、撓度測點(diǎn)19、鋼筋應(yīng)變測點(diǎn)20。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0021] 如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5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、測試單元；加載單元包括加載框架2、液壓千斤頂3、精密測力傳感器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1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1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1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Η型；加載框架立柱6的底部與反力槽道10相固定；
[0022] 預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1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)置有精密測力傳感器4 ;液壓千斤 頂3通過精密測力傳感器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1上；液 壓千斤頂3固定在加載框架橫梁7的下表面。
[0023] 所述的大量程應(yīng)變測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1跨中截面。
[0024] -種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置，具體實(shí)施步驟如下：
[0025] 步驟（1).預(yù)制試驗(yàn)臨時(shí)墩9,并將支座8安裝在試驗(yàn)臨時(shí)墩9上。
[0026] 步驟（2).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1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Η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1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)置有精密測力傳感器4 ;液壓千斤頂 3通過精密測力傳感器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1上；液壓 千斤頂3固定在加載框架橫梁7的下表面。
[0027] 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。
[0028] 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；
[0029] 步驟（3).在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1上布置混凝土應(yīng)變測點(diǎn)18、鋼筋應(yīng)變測點(diǎn)20 和撓度測點(diǎn)19,并在各個(gè)測點(diǎn)上設(shè)置傳感器，傳感器將各個(gè)測點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算 機(jī)測試分析系統(tǒng)上；
[0030] 所述的混凝土應(yīng)變測點(diǎn)18在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1上有30個(gè)采集點(diǎn)；鋼筋應(yīng)變 測點(diǎn)20在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1上有2個(gè)采集點(diǎn)；撓度測點(diǎn)19在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1 上有10個(gè)采集點(diǎn)；
[0031] 所述的計(jì)算機(jī)測試分析系統(tǒng)包括RS-QL06E系列橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測系統(tǒng)和 DH3815N靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測試分析系統(tǒng)；RS-QL06E系列橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測系統(tǒng)采集混凝土 應(yīng)變測點(diǎn)18和撓度測點(diǎn)19數(shù)據(jù)，DH3815N靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測試分析系統(tǒng)采集鋼筋應(yīng)變測點(diǎn) 20數(shù)據(jù)。
[0032] 步驟（4).試驗(yàn)加載分為線性階段和非線性階段。
[0033] 4-1.線性階段：加載至預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1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1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1的跨中截面、四分點(diǎn)截面和梁端截面的混凝土表面。
[0034] 4-2.非線性階段：加載至預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1從開始出現(xiàn)開裂到預(yù)應(yīng)力混凝土 試驗(yàn)梁1破壞；預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1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1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1跨中截面的數(shù)碼應(yīng)變傳感器用大量程應(yīng)變測量裝置替代；大量程 應(yīng)變測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。使用裂縫觀測儀觀測裂縫寬度， 若裂縫寬度超過裂縫觀測儀量程，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；使用拉線式位移計(jì)測量預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁1跨中和四分點(diǎn)的撓度。
[0035] 步驟（5).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1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1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。
[0036] 所述的破壞試驗(yàn)儀器的具體型號(hào)和數(shù)量如表1所示：
[0037] 表1破壞試驗(yàn)主要儀器匯總
[0038]

【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) 變測量裝置；加載裝置包括加載框架、液壓千斤頂、精密測力傳感器、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Η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)置有精密測力傳感器；液壓千斤頂通過精密測 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. 如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土板梁大撓度破壞試驗(yàn)裝置，其特征在于在預(yù) 應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上布置混凝土應(yīng)變測點(diǎn)、鋼筋應(yīng)變測點(diǎn)和撓度測點(diǎn)，并在各個(gè)測點(diǎn)上設(shè) 置傳感器，傳感器將各個(gè)測點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)測試分析系統(tǒng)上； 所述的混凝土應(yīng)變測點(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)；撓度測點(diǎn)在預(yù)應(yīng)力混凝土試驗(yàn)梁上有10個(gè)采集點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G01N3/00GK204101361SQ201420457397
【公開日】2015年1月14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)