[发明专利]码头结构抗疲劳试验系统及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于结构件的抗疲劳承载力试验的系统及试验方法，特别涉及一种码头结构件抗疲劳承载力试验的系统及试验方法。

背景技术

近年来水运事业得到了发展，特别是港口码头建设受到了广泛的关注，因此对码头修建的质量更需要有可靠的保障，由于船舶系缆力和对码头构件的撞击力以及船舶在停靠状态下由水流作用引起的挤靠力都会对码头结构会产生破坏，特别是在大水位差高桩框架码头的建设中，对码头整体结构的受力分析以及码头结构中桩、柱、梁、板、墙、框架、节点等常用构件的结构性能试验显得尤为重要，而在现实的技术中还没有可以模拟各种复杂工况作用下码头整体结构或构件疲劳性能的试验系统和试验方法，大型结构试验系统是一种用于测试结构力学性能的大型仪器，它的研制和发展，对国家现代化建设过程中必须建设的基础设施的设计检验、优化、验证具有重要意义。

大规模的工程设计的风险性和节约资源减少成本的总体要求对大型工程在设计阶段的试验验证变得更为重要和必不可少，在设计和使用过程中必须考虑的结构在复杂外界条件下(负荷、振动、高低温、腐蚀、风化)的变形和断裂强度等技术指标以及各种结构整体工作性能、钢筋混凝土结构非线性性能等问题的研究需要也日益突出。

现代结构试验由过去的单个构件试验向整体结构试验和足尺寸试验转化，为确保安全必须进行接近实际结构或全尺寸试验，同时，科学技术的发展特别是计算机技术、电子技术、自动控制技术和液压伺服技术的飞速发展为结构试验和监测技术的发展提供了坚实的基础，为各种复杂结构的设计、试验和监测提供了有力的保障，促进了结构设计理论的发展。因此，世界上各国都在致力于大型结构试验仪器的开发研究。

因此急需一种码头结构件疲劳承载力试验系统及试验方法。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出一种码头结构件抗疲劳承载力试验系统及试验方法。

本发明的目的之一是提出一种码头结构抗疲劳试验系统；本发明的目的之二是提出一种码头结构抗疲劳试验方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的码头结构抗疲劳试验系统，包括承载框架、用于模拟船舶对码头的撞击力挤靠力和系缆力的水平加载作动器、为水平加载作动器提供动力的电液伺服油源、控制器和数据采集系统，所述水平加载作动器设置于加载框架的水平调节梁上并作用于测试件，所述控制器与水平加载作动器连接，所述控制器用于控制水平加载作动器对测试件施加载荷，所述水平加载作动器与数据采集系统连接，所述数据采集系统用于采集水平加载作动器施加载荷到测试件上所产生的检测信号。

进一步，所述水平加载作动器包括电液伺服阀、作动器本体和传感器，所述电液伺服阀安装在作动器本体上，所述电液伺服阀与作动器本体连接并为作动器本体提供动力，所述传感器设置于作动器本体上，所述传感器用于检测测试件负荷和位移信号。

进一步，所述传感器包括水平负荷传感器和水平位移传感器，所述水平负荷传感器设置于水平加载作动器上，所述水平负荷传感器用于检测水平加载作动器对试件施加的载荷，所述水平位移传感器设置于水平加载作动器与试件接触的作用端。

进一步，所述水平加载作动器还设置有前球铰和后球铰，所述水平加载作动器通过前球铰与测试件连接，所述水平加载作动器通过后球铰与承载框架的垂向调节梁连接。

进一步，所述前球铰和后球铰为带有关节轴承的无间隙球铰。

进一步，所述承载框架包括承载横梁、立柱、斜支撑、试件底座、水平支撑装置、水平拉杆支撑板、用于移动试件的门式起重机，所述承载横梁、立柱、斜支撑通过螺栓以可拆卸的方式连接形成组合式框架结构，所述水平支撑装置设置于承载框架一侧用于加固承载框架，所述水平拉杆支撑板设置于试件底座与承载框架的立柱之间，所述水平拉杆支撑板用于调节试件底座的位置，所述门式起重机设置于承载框架顶部的承载横梁。

进一步，所述控制器为多通道工控PC控制器，所述控制器与数据采集系统通讯连接，用于实现控制器内部信号与外部数据信号的同步采集。

本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的码头结构抗疲劳试验方法，包括以下步骤：

S1：根据试验要求制作试件并预埋测试元件；

S2：数据采集系统参数设置初始化；

S3：放置待测试件；

S4: 预加静载；

S5：按规范分级驱动水平加载作动器作用于待测试件反复水平载荷，获取试件承载力信号及位移、变形信号；

S6：处理试件承载力信号及位移、变形信号；