[发明专利]研究钢管砼轴压构件在荷载与腐蚀下性能的装置与方法

说明书

技术领域

本发明属结构工程领域，特别涉及一种研究钢管砼轴压构件在荷载与腐蚀下性能的装置与方法。

背景技术

钢管砼属于组合结构的一种，是指在钢管中填充砼且两种材料共同受力而形成的结构。按钢管的布置可分为实心钢管砼、中空夹层钢管砼和离心式钢管砼等；按截面形式可分为圆形、方/矩形、多边形和异形钢管砼等。钢管砼在实际工程中往往承受较大的荷载，同时还要受到周围环境中腐蚀性液体或气体等的腐蚀作用，上述问题在工程设计与应用中不容忽视，有必要进行研究。

已有用于钢管砼轴压构件在长期荷载下性能研究的试验装置与方法或用于钢管砼轴压构件耐电化学腐蚀性能研究的试验装置与方法，但上述试验装置与方法只能实现一种作用。

发明内容

为了研究钢管砼轴压构件在轴力和腐蚀共同作用下的受力性能，必然涉及到相应的试验装置与方法，本发明提出了一种用于钢管砼轴压构件在长期荷载下耐电化学腐蚀性能研究的试验装置与方法，能同时实现对钢管砼轴压构件的长期荷载作用和电化学腐蚀作用。

一种研究钢管砼轴压构件在荷载与腐蚀下性能的装置，主要由加载装置、腐蚀装置和测量装置三部分组成，其中加载装置主要包括承载板和拉杆(含螺母)；腐蚀装置主要包括钢制腐蚀槽、腐蚀液、绝缘层和外接电源；测量装置主要包括荷载传感器和机械式千分表；钢管砼轴压构件置于腐蚀装置的钢制腐蚀槽中，并同时在钢管砼轴压构件上放置加载装置，通过测量装置对砼轴压构件长期荷载作用和电化学腐蚀作用进行测量。

所述四根拉杆的一端通过螺母固定，四根拉杆的另一端穿过承载板上的四个预制的孔；在承载板上面放置钢制垫块，然后在钢制垫块上面放置钢制腐蚀槽；在钢制腐蚀槽底板上放置绝缘层，然后在绝缘层上面放置钢管砼轴压构件，试件端板的暴露面也应绝缘处理；

在钢管砼轴压构件的试件端板上面放置绝缘层，然后在绝缘层上面放置钢制垫块，四根拉杆穿过另一块刚度足够大的承载板上的四个预制的孔；每根拉杆穿一个荷载传感器，再通过螺母固定；预置机械式千分表安装在两块承载板之间；测量两块承载板之间的相对位移，旋紧螺母加载直至达到设计荷载，同时记录每级荷载及其对应的压缩量；

钢制腐蚀槽内注入腐蚀液，液面高度应与试件端板的下表面平齐，以钢制腐蚀槽为阴极，钢管砼轴压构件的钢管为阳极，外接直流电源开始腐蚀，在此期间定期记录荷载及其对应的压缩量直至达到腐蚀/长期加载期限。

一种研究钢管砼轴压构件在荷载与腐蚀下性能的装方法，采用上述研究钢管砼轴压构件在荷载与腐蚀下性能的装置，按照以下步骤进行：

(1)初始加载，记录荷载及其对应的压缩量；

(2)保持初始加载值不变，向钢制腐蚀槽内注入腐蚀液，外接直流电源开始腐蚀，记录荷载及其对应的压缩量；

(3)拆除钢制腐蚀槽，保持长期加载值不变，一次性破坏加载，记录荷载及其对应的压缩量。

本发明采用特定的加载装置和方法，通过初始加载阶段、电化学腐蚀/长期加载阶段和破坏加载阶段，所得试验数据可以绘制出钢管砼轴压构件的轴压力-压缩量受力全过程曲线。既适用于实心钢管砼、中空夹层钢管砼和离心式钢管砼等，也适用于圆形、方/矩形、多边形和异形钢管砼等。

本发明的优点与效果是：

1.本发明能同时实现对钢管砼轴压构件的长期荷载作用和电化学腐蚀作用。

2.本发明采用电化学腐蚀，腐蚀速度高于自然环境腐蚀，可以加快试验进度。

3.本发明所得试验数据可以绘制出钢管砼轴压构件的轴压力-压缩量受力全过程曲线。

附图说明

图1为实心钢管砼轴压构件在长期荷载下耐电化学腐蚀性能研究的试验装置示意图；

图2为初始加载阶段所使用的试验装置示意图；

图3为破坏加载阶段所使用的试验装置示意图；

上述图中1拉杆，2螺母，3承载板，4钢制垫块，5钢制腐蚀槽，6绝缘层，7钢管砼轴压构件，8试件端板，9荷载传感器，10机械式千分表，11腐蚀液，12外接直流电源，13压力机；

图4为初始加载阶段所使用的试验装置实物图；

图5为某一方截面实心钢管砼轴压构件轴压力(N)-压缩量(Δ)受力全过程曲线。

具体实施方式