[发明专利]一种扭转试验台

说明书

本发明涉及一种扭转试验台，包括试验梁扭转端的扭转夹持梁一对、辊轴装置、扭转转盘、转轴定位装置、转盘支撑墩、钢绞线张拉反力架、钢绞线及锚具，固定端的固定夹持梁一对、固定支撑墩一对；该实验装置可通过采用辊轴装置的不同布置形式，实现对试验梁的自由扭转或约束扭转；可通过对称张拉缠绕在扭转转盘上的钢绞线，对试验梁施加扭转荷载；利用圆弧的几何特性及钢绞线的柔性，可实现在扭矩施加过程中，使力矩保持不变，扭矩与钢绞线张拉力成正比；可通过调节扭转夹持梁的铅锤向位置，实现不同梁高的试验梁扭转中心与扭转转盘的转动中心相重合；可通过在扭转夹持梁或固定夹持梁与梁体之间设置辊轴装置，使梁体扭转时在梁端自由翘曲。

技术领域

本发明涉及一种扭转试验台，属于土木工程技术领域。

背景技术

在土木工程中特别是结构工程中，梁在偏心荷载作用下，将不可避免地承受扭矩作用。当扭转与弯曲耦合作用于结构时，结构的响应将比弯曲荷载单独作用时更不利；因此，有必要对梁的抗扭性能进行研究。

根据薄壁杆件结构力学，等截面试验梁在梁体两端只承受等大反向的扭矩作用时(如图1中的1a)，试验梁的扭转才称之为自由扭转、纯扭转或圣维南扭转(试验梁的轴向翘曲位移未受到约束)，其他状况比如一端固定约束，另一端施加集中扭矩(如图1中的1b)、两端固定约束，跨中施加扭矩(如图1中的1c)、两端施加等大同向扭矩，跨中固定约束(如图1中的1d)、或者梁体沿轴向非等截面分布(如图1中的1d)等情况均称之为约束扭转。目前已发明的扭转试验台对这两个概念的界限不够明确(见对比文件CN 206362643 U)，并且有些试验台只能做约束扭转，不能做自由扭转(见对比文件CN 107179251 B)。

扭转试验台主要以普通液压千斤顶作为加载设备，在这种情况下，随着试验梁扭转端扭转角的增大，千斤顶会发生倾斜，千斤顶顶升力的力臂在逐渐减小，导致试验梁所承受的扭矩与千斤顶顶升力不成正比，而在理论上计算扭矩时认为力臂不变，这使得扭矩的理论值与试验梁的实际加载值不等，扭转角越大，则误差越大，虽然可以通过理论计算对实际加载力臂进行修正，但较为繁琐(见对比文件CN 206362643 U)。

要使得试验梁只承受扭转作用，需要使得试验梁的转动中心与其横截面的扭转中心相重合，而目前现有扭转试验台在使试验梁只承受扭转作用的处理上不够完善：有些试验台在扭转端的夹持梁下方采用圆弧面转动支座将试验梁的转动中心调整到试验梁的扭转中心(见对比文件CN 206362643 U)，这种处理方式只能实现特定梁高下试验梁绕其横截面扭转中心进行扭转，若要适应不同梁高的试验梁，需要在夹持梁和试验梁之间增加或减少垫块以调整高度，或是更换不同曲率半径的圆弧面转动支座，具体实施较为繁琐；有些试验台则忽略了使试验梁的转动中心与其横截面的扭转中心相重合的重要细节(见对比文件CN 107179251 B)。

目前扭转试验台在释放梁端轴向翘曲位移时多采用单排连续长辊轴(见对比文件CN206362643U)，单排辊轴不利于将扭转端夹持梁的夹持作用传递给试验梁，同时长辊轴也不利于释放梁端的轴向翘曲位移。

发明内容

本发明提供一种扭转试验台，不仅可以施加自由扭转或者约束扭转，还能使力臂在扭矩加载过程中保持不变；不仅可以保证不同梁高的试验梁绕其横截面扭转中心进行扭转，还可以更好地释放梁端的轴向翘曲位移。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种扭转试验台，包括试验梁，在试验梁扭转端的上表面、下表面分别布设扭转夹持梁，试验梁固定端的上表面、下表面分别布设固定夹持梁；

在扭转夹持梁或固定夹持梁与试验梁之间布设用于释放梁体扭转时轴向翘曲位移的辊轴装置；

扭转夹持梁与扭转转盘连接，扭转转盘通过转轴定位装置实现定位旋转，且扭转转盘架设于转盘支撑墩上，转轴定位装置与转盘支撑墩相连；