[发明专利]钢桥面板试件的疲劳试验装置

说明书

本发明公开了一种钢桥面板试件的疲劳试验装置，所述试件包括顶板以及与顶板相连的半U肋，所述试验装置包括试件支承锚固结构、施力结构以及供试件支承锚固结构和施力结构固定的底座，所述试件支承锚固结构包括分别锚固支承顶板两端的支承件、连接半U肋自由端与支承件的弹性连接件，所述施力结构包括对试件施加荷载的加载装置以及对顶板两端施加约束力的弹性约束结构。在本发明中采用的试件结构与现有技术中采用的多U肋形式的顶板与U肋局部试件相比尺寸小、耗材少，由此大幅度减小了疲劳试验规模，方便装置的运输以及架设，从而提高试验效率，通过上述结构能够很好地模拟实际中钢桥面板的受力情况，由此更加准确的研究钢桥面板的疲劳性。

技术领域

本发明涉及钢桥面板技术领域，具体而言，涉及一种钢桥面板疲劳试验装置。

背景技术

钢桥作为国家交通主干线的重要组成部分，大部分扼守公路和铁路交通运输的咽喉，其重要地位将直接影响到交通干线的通畅运行。正交异性钢桥面板作为钢桥的首选桥面板结构，具有轻质高强等突出优点，在我国得到了广泛应用。

钢桥面板纵向和横向刚度差异大、构造细节复杂、焊缝众多、应力集中问题突出，导致钢桥面板疲劳开裂问题频发。疲劳开裂显著降低桥梁结构的服役质量，严重危害结构的耐久性和安全性。正交异性钢桥面板的疲劳问题一直都是桥梁工程界的研究热点，而疲劳试验作为研究钢桥面板疲劳性能最直接、最有效的方法，一直是各高校和科研院所的关注重点，目前疲劳试验主要采用受力模式与实桥最为接近的多U肋、多横隔板的足尺节段试件模型。但是足尺节段模型尺寸大、耗材多、能耗高、对试验设备和场地要求高、试验费用昂贵等因素制约了足尺节段试件疲劳试验研究的开展。

由于受到足尺节段试件模型各种条件的制约，有研究人员选取单U肋或多U肋形式的顶板与U肋局部试件开展模型试验研究，但是此类局部试件模型中的U肋没有受到约束，与实际桥梁中U肋的受力模式不同，不能反映出钢桥面板的实际受力情况。因此，目前亟需一种既能模拟钢桥面板实际受力模式，又能大幅缩减试件模型尺寸的疲劳试验装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种钢桥面板试件的疲劳试验装置，以解决现有技术中钢桥面板疲劳试验装置无法模拟实际受力且成本较高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明钢桥面板试件的疲劳试验装置，包括试件、试件支承锚固结构、施力结构以及供试件支承锚固结构和施力结构固定的底座，所述试件包括顶板以及与顶板相连的半U肋，所述试件支承锚固结构包括分别锚固支承顶板两端的支承件、连接半U肋自由端与支承件的弹性连接件，所述施力结构包括对试件施加荷载的加载装置以及对顶板两端施加约束力的弹性约束结构。在本发明中采用的试件结构与现有技术中采用的U肋相比尺寸小、耗材少，由此大幅度减小了疲劳试验规模，方便装置的运输以及架设，从而提高试验效率。加载装置向在试验过程中向试件施加加载力，弹性连接件在加载装置加载的荷载作用下能够发生采用现有技术无法模拟出的扭转位移和下挠位移，由此模拟钢桥面板的实际受力模式；当加载装置加载时，弹性约束结构向顶板两端施加约束力约束顶板两端的位置，由此模拟钢桥面板中相邻顶板对试件的约束作用，通过上述结构能够很好地模拟实际中钢桥面板的受力情况，由此更加准确的研究钢桥面板的疲劳性能。

进一步地，所述支承件包括支承板以及锚固夹片，所述锚固夹片将顶板端部锚固夹持于支承板顶部。由此为顶板两端提供锚定支承，结构简单易实现。

进一步地，所述支承板通过螺栓结构锚固于底座上，所述底座上设有供支承板安装的螺栓孔列。由此可以调节支承板在底座上的安装位置，由此适应不同长度尺寸的半U肋结构，这里的长度是指顶板两端之间的长度。

进一步地，所述弹性连接件一端与半U肋自由端夹持相连，另一端与支承件通过螺栓结构固定。由此方便弹性连接件的拆卸与安装。

进一步地，所述弹性连接件一端包括夹持半U肋自由端的一对角钢，另一端包括分别与角钢通过螺栓结构相连的工字钢。上述弹性连接件结构简单且易获得，模拟钢桥面板的扭转位移和下挠位移效果最佳。