[发明专利]预应力钢绞线火灾试验测试装置及方法

说明书

本发明提出一种预应力钢绞线火灾试验测试装置及方法，包括：该方案由箱式加热炉内置加热电阻丝模拟火灾环境，由拉线位移计测量钢绞线高温下的变形伸长量，从而可以计算获得预应力损失曲线。由于箱式加热炉的保温厚度要求，在预应力钢绞线有限的测量标距内，无法于箱式加热炉内进行测量，故本发明提供的测量方案，使用增大空间水平杆和立柱杆以及测量夹具辅助拉线位移计进行伸长量的测量。本发明能够准确测量计算火灾高温环境下预应力钢绞线预应力的应力应变变化情况，可应用于预应力钢绞线高温下的性能研究。

技术领域

本发明涉及建筑材料测试领域，尤其涉及一种预应力钢绞线火灾试验测试装置及方法。

背景技术

预应力钢绞线具有自重轻、物理性能优越、经济实用等特点，是一种可持续发展的合理结构形式，广泛应用于斜拉桥等大跨空间结构中。工程实践表明，桥梁虽然发生火灾的频率较低，但是仍存在不可忽视的火灾风险来源，例如车辆火灾、船舶火灾等。2007年，墨西哥的Mezcala斜拉桥就由于交通事故引发火灾并导致一根拉索破断，相邻拉索也受到了不同程度的损伤。

火灾会导致桥梁中预应力钢绞线发生较大的预应力损失并直接影响预应力桥梁的承载力。因此，有必要对预应力钢绞线火灾高温环境下的物理性能进行研究。火灾环境下的预应力钢绞线产生预应力损失的主要因素是由于高温作用下，预应力钢绞线发生松弛蠕变，而由于预应力结构的复杂性以及试验技术等方面的原因,现有的火灾温度场模拟装置和测量方法有待验证和改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种预应力钢绞线火灾试验测试装置及方法，该方案由箱式加热炉内置加热电阻丝模拟火灾环境，由拉线位移计测量钢绞线高温下的变形伸长量，从而可以计算获得预应力损失曲线。由于箱式加热炉的保温厚度要求，在预应力钢绞线有限的测量标距内，无法于箱式加热炉内进行测量，故本发明提供的测量方案，使用增大空间水平杆和立柱杆以及测量夹具辅助拉线位移计进行伸长量的测量。本发明能够准确测量计算火灾高温环境下预应力钢绞线预应力的应力应变变化情况，可应用于预应力钢绞线高温下的性能研究。

一种预应力钢绞线火灾试验测试装置，其特征在于，包括：钢绞线、锚具、荷载传感器、千斤顶、反力架、支架、箱式加热炉、增大空间水平杆、增大空间立柱杆、拉线位移计和测量夹具；

所述钢绞线通过左右两个锚具锚固在反力架上，其中一侧锚具和反力架之间设置有千斤顶和荷载传感器，用于控制钢绞线的张拉预应力；所述箱式加热炉的两侧各设置有两个开孔，并固定在支架上；所述钢绞线通过其中一对开孔穿过箱式加热炉内的加热电阻丝构成的螺管状结构，钢绞线在螺管状结构的两侧由两个测量夹具夹紧；两个所述测量夹具分别从侧面引出穿出另一对开孔的两根增大空间水平杆；两根所述增大空间水平杆的末端分别固定有增大空间立柱杆；两根所述增大空间立柱杆之间设置有拉线位移计。

优选地，所述箱式加热炉为侧开式加热炉，其中一对开孔设置在侧开面上，另一对开孔设置在侧开面的上方；所述支架为高度可调式支架。

优选地，所述测量夹具包括上下两个开设有半圆槽道的夹具块，两个所述夹具块通过螺栓固定连接。

优选地，所述加热电阻丝加热的最高温度不低于800℃。

优选地，所述加热电阻丝构成的螺管状结构内还设置有热电偶。

一种预应力钢绞线火灾试验测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：安装试件和加热装置：将钢绞线锚固在反力架上，通过千斤顶及荷载传感器控制张拉预应力；并通过支架调整箱式加热炉的高度，使钢绞线穿过箱式加热炉内加热电阻丝构成的螺管状结构；

步骤S2：安装测量装置：将测量夹具通过螺栓固定在钢绞线加热段两侧，通过连接增大空间水平杆和增大空间立柱杆引出箱式加热炉，以拉线位移计进行连接，用于位移测量；并将测量温度的热电偶设置在钢绞线的加热段；