[发明专利]研究桥墩在轴向荷载和爆炸作用下性能的装置和方法

权利要求书

1.一种研究桥墩在轴向荷载和爆炸作用下性能的装置，其特征在于，包括桥墩试件、加载装置、混凝土基础以及测量装置；所述加载装置包括竖向布置的立柱、斜向连接在所述立柱一侧的斜撑、铰接在立柱另一侧的上加载梁、水平设置在上加载梁下方并连接所述立柱的下加载梁、竖向连接所述上加载梁和下加载梁用以施加拉力的一根或者多根拉杆；所述桥墩试件竖向设置在所述上加载梁和下加载梁之间；所述拉杆位于桥墩试件和立柱之间；所述混凝土基础设置有预留杯口和连接板，所述立柱下端设置在所述预留杯口内，所述斜撑的下端与所述连接板相连；

所述测量装置包括若干拉杆荷载传感器，所述拉杆荷载传感器一一对应设置在所述拉杆上用以测量拉杆施加的拉力；

所述加载装置还设置有轴力单向铰，所述轴力单向铰的上端连接所述上加载梁，所述桥墩试件设置在所述轴力单向铰的下端；

所述测量装置还包括试件荷载传感器，所述试件荷载传感器可拆卸的设置在所述桥墩试件与所述轴力单向铰之间。

2.根据权利要求1所述的研究桥墩在轴向荷载和爆炸作用下性能的装置，其特征在于，所述测量装置还包括动态数据采集系统，所述拉杆荷载传感器和所述试件荷载传感器连接在所述动态数据采集系统上。

3.根据权利要求1所述的研究桥墩在轴向荷载和爆炸作用下性能的装置，其特征在于，所述上加载梁和下加载梁上均设置有与所述拉杆一一对应的预制孔，所述拉杆的下端穿过下加载梁上的预制孔并通过下部螺母固定，拉杆的上端穿过上加载梁的预制孔并通过上部螺母固定。

4.根据权利要求3所述的研究桥墩在轴向荷载和爆炸作用下性能的装置，其特征在于，所述上加载梁和下加载梁的预制孔均设置在所述桥墩试件和立柱之间，并且上加载梁和下加载梁的预制孔均位于距离所述立柱1/2~3/4个下加载梁的长度的位置。

5.根据权利要求4所述的研究桥墩在轴向荷载和爆炸作用下性能的装置，其特征在于，所述拉杆荷载传感器为穿心式荷载传感器，所述拉杆的上端穿过所述穿心式荷载传感器，并通过所述上部螺母将穿心式荷载传感器压在所述上加载梁上。

6.根据权利要求1所述的研究桥墩在轴向荷载和爆炸作用下性能的装置，其特征在于，所述桥墩试件的上下两端还设置有钢套箍，桥墩试件通过所述钢套箍加载在所述上加载梁和下加载梁之间。

7.一种利用权利要求1~6任一项所述的装置研究桥墩在轴向荷载和爆炸作用下性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）标定拉杆张拉力与桥墩试件所受轴向压力之间的关系：先将试件荷载传感器安装在桥墩试件与轴力单向铰之间；接着向上张拉任意一根拉杆，同时拧紧该拉杆的上部螺母，使该拉杆对所述上加载梁施加拉力使其对桥墩试件施加轴向压力，待张拉力稳定时，记录该拉杆的拉杆荷载传感器和试件荷载传感器的对应读数；然后改变对该拉杆施加的张拉力，并相应拧紧上部螺母，记录不同张拉力下拉杆荷载传感器和试件荷载传感器的对应读数，将记录的数据通过线性拟合得出该拉杆的张拉力与桥墩试件所受轴向压力之间的关系；并且重复上述方法标定出所有拉杆的张拉力与桥墩试件所受轴向压力之间的关系；

（2）对桥墩试件施加试验预定的轴向压力：拆下试件荷载传感器，固定桥墩试件；然后根据步骤（1）得出的各根拉杆张拉力与桥墩试件所受轴向压力之间的关系，通过依次张拉各拉杆，同时拧紧各根拉杆的上部螺母，对桥墩试件施加预定的轴向压力；

（3）加装炸药并引爆：在桥墩试件上远离立柱与拉杆的一侧加装炸药并引爆，以完成试验。