1.一種用于荷載耦合作用下混凝土耐久性試驗的加載裝置,其特征在于,包括沿縱向設置于左、右兩側的兩個凹型拉桿,至少兩個混凝土棱柱體自下而上依次疊放并橫跨于兩個凹型拉桿的凹部上,上、下兩相鄰的混凝土棱柱體之間沿縱向設置有兩根第一鋼棒,每個凹型拉桿兩上端部分別自下而上依次套設有凹型壓緊墊圈、墊圈式壓力傳感器、壓簧和螺紋緊固件,所述凹型壓緊墊圈與最上部的混凝土棱柱體之間沿縱向設置有第二鋼棒,以在所述螺紋緊固件向下鎖緊時,壓簧經墊圈式壓力傳感器、凹型壓緊墊圈、第二鋼棒向混凝土棱柱體準確施加荷載。
2.根據權利要求1所述的用于荷載耦合作用下混凝土耐久性試驗的加載裝置,其特征在于,在所述壓簧的上下端均設有壓緊墊圈,以保證壓簧垂直均勻壓縮,傳力均勻;套設于凹型拉桿兩上端部的凹型壓緊墊圈連接為一體,以保證凹型拉桿兩個豎向桿件之間的間距及凹型拉桿的垂直性。
3.根據權利要求1所述的用于荷載耦合作用下混凝土耐久性試驗的加載裝置,其特征在于,自下而上,第(2n-1)個混凝土棱柱體與第2n個混凝土棱柱體之間的第一鋼棒設置于兩個凹型拉桿所在平面之間的三等分處,第2n個混凝土棱柱體與第(2n+1)個混凝土棱柱體之間的第一鋼棒設置于兩個凹型拉桿所在平面上,其中n為大于0的整數(shù);如果混凝土棱柱體共有偶數(shù)根,則所述第二鋼棒設置于所述凹型拉桿所在平面上,如果混凝土棱柱體共有奇數(shù)根,則所述第二鋼棒設置于兩個凹型拉桿所在平面之間的三等分處,且所述第二鋼棒和凹型壓緊墊圈之間設有剛性傳力橫梁,以向所述第二鋼棒傳遞所述凹型壓緊墊圈施加的壓力。
4.根據權利要求1所述的用于荷載耦合作用下混凝土耐久性試驗的加載裝置,其特征在于,所述墊圈式壓力傳感器與微機控制單元相連接,以檢測壓簧施加的荷載值,確?;炷晾庵w所受的荷載值滿足要求。
5.根據權利要求1所述的用于荷載耦合作用下混凝土耐久性試驗的加載裝置,其特征在于,所述混凝土棱柱體在與同一第一鋼棒或第二鋼棒接觸的表面上設置有至少兩個壓電式測力傳感器,且所述壓電式測力傳感器沿縱向均布于所述混凝土棱柱體與同一第一鋼棒或第二鋼棒接觸的表面上,所述壓電式測力傳感器與微機控制單元相連接,以檢測各接觸位置的受力大小是否一致,從而校正第一鋼棒和第二鋼棒的位置。
6.根據權利要求1所述的用于荷載耦合作用下混凝土耐久性試驗的加載裝置,其特征在于:所述凹型拉桿由圓柱形鋼棒彎折形成。
7.一種用于荷載耦合作用下混凝土耐久性試驗的加載方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)將養(yǎng)護到規(guī)定齡期的混凝土棱柱體進行劃線定位:確定凹型拉桿和第二鋼棒放置位置,在混凝土棱柱體上沿寬度方向畫出兩條第一直線;對兩條第一直線之間的混凝土棱柱體三等分,并沿三等分線畫出第二直線,從而確定第一鋼棒放置位置;
(2)沿縱向平行設置兩個凹型拉桿,并將畫完線的混凝土棱柱體橫跨于兩個凹型拉桿的凹部上,且使凹型拉桿與第一直線在同一平面上;
(3)在所述混凝土棱柱體上沿縱向設置第一鋼棒,然后在所述第一鋼棒上設置另一混凝土棱柱體;采用相同方法依次疊放第一鋼棒和混凝土棱柱體,直至所有混凝土棱柱體疊放完成;所述第一鋼棒的設置方法為:自下而上,第(2n-1)個混凝土棱柱體與第2n個混凝土棱柱體之間的第一鋼棒設置于所述第二直線處,第2n個混凝土棱柱體與第(2n+1)個混凝土棱柱體之間的第一鋼棒設置于所述第一直線處,其中n為大于0的整數(shù);
(4)在最上部的混凝土棱柱體上側沿縱向設置第二鋼棒,所述第二鋼棒的設置方法為:如果混凝土棱柱體共有偶數(shù)根,則所述第二鋼棒設置于所述第一直線處;如果混凝土棱柱體共有奇數(shù)根,則所述第二鋼棒設置于所述第二直線處,且在所述第二鋼棒和凹型壓緊墊圈之間設置剛性傳力橫梁,以向所述第二鋼棒傳遞所述凹型壓緊墊圈施加的壓力;然后在每個凹型拉桿兩上端部套入連接為一體的凹型壓緊墊圈,以通過所述第二鋼棒壓住最上部的混凝土棱柱體;
(5)在每個凹型拉桿兩上端部分別套入墊圈式壓力傳感器、壓緊墊圈、壓簧和壓緊墊圈,并旋入螺紋緊固件向下鎖緊;
(6)將所述墊圈式壓力傳感器連接至微機控制單元,以通過所述墊圈式壓力傳感器檢測壓簧施加的荷載值大小并調整鋼棒位置;旋轉螺紋緊固件,調節(jié)壓簧的壓縮量,以施加設定大小的荷載;
(7)將加載完畢的整個裝置放入特定的環(huán)境試驗箱中,進行耐久性測試。
8.根據權利要求7所述的用于荷載耦合作用下混凝土耐久性試驗的加載方法,其特征在于,在步驟(2)中,在疊放所述第一鋼棒和混凝土棱柱體前,在所述混凝土棱柱體與第一鋼棒接觸的表面上設置壓電式測力傳感器;在步驟(3)中,在設置第二鋼棒前,在所述混凝土棱柱體與第二鋼棒接觸的表面上也設置壓電式測力傳感器;所述壓電式測力傳感器與微機控制單元相連接,以檢測各接觸位置的受力大??;然后根據各接觸位置的受力大小,調節(jié)不同螺紋緊固件的旋緊程度及鋼棒位置,在混凝土棱柱體上施加均勻的荷載,使得可以測試到混凝土純壓或純拉狀態(tài)下的耐久性。
9.根據權利要求7所述的用于荷載耦合作用下混凝土耐久性試驗的加載方法,其特征在于,在步驟(7)中,通過所述微機控制單元監(jiān)測在耐久性測試過程中混凝土棱柱體受力的變化。
10.根據權利要求7所述的用于荷載耦合作用下混凝土耐久性試驗的加載方法,其特征在于,在步驟(6)中,根據公式F= K* l,其中F為所需施加的荷載值,K為壓簧的彈性系數(shù),l為壓簧的壓縮量,調節(jié)壓簧的壓縮量,從而通過調節(jié)壓簧的壓縮量在混凝土棱柱體上施加均勻的荷載。