[发明专利]模拟立转式开启桥铺装粘结界面抗剪特性试验设备及方法

说明书

本发明涉及模拟立转式开启桥铺装粘结界面抗剪特性试验设备及方法，本发明属于道路工程和桥梁工程的交叉领域。半跨开启桥模型置于恒温恒湿箱内，LVDT传感装置置于半跨开启桥模型的桥面上，环境应力感应装置与半跨开启桥模型相连；LVDT传感装置将所接收的数据传输至处理控制系统；环境应力感应装置将接收的数据传输至处理控制系统；半跨开启桥模型在恒温恒湿箱内进行开启与闭合。本发明能够有效模拟桥面铺装在开启或闭合过程中的实际受力状况；有效模拟了开启桥实际工作环境的温度与湿度范围，将所得数据可以较为真实的反映开启桥在实际运营过程中铺装粘结层的使用状况与动态剪切行为，同时可用于目前较少的关于湿度对沥青混凝土的影响研究。

技术领域

本发明涉及模拟立转式开启桥铺装粘结界面抗剪特性试验设备及方法，本发明属于道路工程和桥梁工程的交叉领域。

背景技术

沥青混凝土铺装与钢桥面板紧密相连，共同承载和变形。在桥梁悬臂结构的不断开启和闭合过程中，在铺装重力荷载作用下，铺装层与钢桥面板之间的粘结薄弱部位将承受着不断变化的反复剪切作用。当钢桥面铺装的剪切疲劳强度不能满足受力要求时，就会发生铺装层剪切破坏，在开启状态下甚至会发生铺装层脱粘滑落。例如在1975年，美国Carling港印第安河大桥(The Indian River Bridge)首次开启时就有超过总面积50％的沥青混凝土铺装严重滑落。钢桥面的实测温度范围可达-20℃～70℃，且沥青混凝土是一种典型的时温敏感性材料，所以，沥青混凝土铺装力学性能会随着钢桥面温度的变化而发生明显的变化。再者，空气湿度对铺装材料的影响涵盖全年，并且由于其特殊的气态特征，能够长期吸附于铺装材料中，包括骨料和沥青粘结料。因此，为了检测开启桥钢桥面铺装复合结构的层间粘结界面的粘结状态，指导铺装复合结构设计和施工工艺，必须对其抗剪性能进行有效的测试。

目前国内外关于开启桥桥面粘结界面抗剪特性的测定还没有成熟的试验方法，尤其是没有统一的测试设备，国内基本上都是参照已有桥面复合结构的水平直剪或斜剪试验，无法模拟实际工程在开启或闭合工作状况下的动态剪切行为。

一般的测试抗剪特性的设备都是参照已有桥面复合结构的水平直剪或斜剪试验，无法模拟开启桥实际工程在开启或闭合工作状况下的动态剪切行为。

发明内容

本发明针对上述不足提供了模拟立转式开启桥铺装粘结界面抗剪特性试验设备及方法，本发明为开启桥桥面铺装复合结构力学性能检测设备，主要涉及复合结构粘结界面抗剪切疲劳特性，适用于开启桥铺面复合结构的设计与研究、室内试验及现场工程检测。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的模拟立转式开启桥铺装粘结界面抗剪特性试验设备，包括半跨开启桥模型；LVDT传感装置，恒温恒湿箱，环境应力感应装置、数据处理控制系统；所述的半跨开启桥模型置于恒温恒湿箱内，LVDT传感装置置于半跨开启桥模型的桥面上，环境应力感应装置与半跨开启桥模型相连；LVDT传感装置将所接收的数据传输至处理控制系统；环境应力感应装置将接收的数据传输至处理控制系统；半跨开启桥模型在恒温恒湿箱内进行开启与闭合。本发明所述的模拟立转式开启桥铺装粘结界面抗剪特性试验设备，所述的半跨开启桥模型包括桥墩、箱梁、枢轴、钢桥面板、铺装；所述的桥墩内通过链轮连接枢轴并带动箱梁向上升起或运动至水平位置，箱梁上设有钢桥面板，钢桥面板上设有铺装层。

本发明所述的模拟立转式开启桥铺装粘结界面抗剪特性试验设备，所述的LVDT传感装置置于铺装层中，LVDT传感装置用于测量铺装层位移数据，所述的环境应力感应装置包括温湿度传感器、扭矩传感器，剪应力传感器；环境应力感应装置用于监测半跨开启桥模型的开启角度、升降速度、恒温恒湿箱内的环境数据及复合结构的层间剪切变形数据，环境应力感应装置位于桥梁纵向中心线上并深入到开启桥内部。

本发明所述的模拟立转式开启桥铺装粘结界面抗剪特性试验设备，所述的恒温恒湿箱的温度控制范围为-30℃～100℃；湿度控制范围为30％～98％。