[实用新型]一种研究钢管砼拱徐变性能的自平衡恒定加载装置

说明书

一种研究钢管砼拱徐变性能的自平衡恒定加载装置，属桥梁工程领域。为研究钢管砼拱的徐变力学性能，需要对钢管砼拱进行长期恒定荷载试验，本实用新型是一种操作简单，方便易行的自平衡恒定加载装置，无需长期占用试验室的大型反力架及千斤顶等设备，其工作原理是：由钢索与螺杆式持荷装置、工字钢梁构成自平衡加载体系施加试验荷载，通过螺杆式持荷装置的螺母紧固施加试验荷载值，随后再定期地由拧紧加载螺母补偿因砼徐变松动需要补充的荷载值，由此达到模拟钢管砼拱结构承受长期恒定荷载之目的；本实用新型装置同时配置以拉力传感器、全站式激光仪、弦式应变计等，可采集数据进行钢管砼拱的徐变力学行为进行分析研究。

技术领域

本实用新型涉及桥梁结构工程领域,具体来说,就是一种研究钢管砼拱徐变性能的自平衡恒定加载装置

背景技术

钢管砼拱由钢管内浇筑砼而成，是一种钢与砼组合构件，荷载作用由钢管和砼材料二者共同承担，因钢管对砼的约束，砼抗压强度有很大提高，因砼对钢管的约束，钢管的局部屈曲强度有很大提高，因此这种组合构件有极好的力学性能，被广泛应用于建筑结构中。但在长期压力荷载作用下，钢管中的砼会有徐变收缩效应，使得钢管构件的力学性能发生显著变化，故需要研究钢管砼拱在长期荷载作用下的徐变性能，以解决建筑结构设计的准确计算问题。

钢管砼拱的实验研究很少，针对钢管砼拱在长期荷载作用下管内砼徐变引起钢管砼拱的力学性能变化实验研究更是少有，通常结构实验方法是采用反力架加载方式，研究建筑结构徐变问题需要长时期的稳定加载,因此需要长期占用实验室的反力架和加载压力机或千斤顶，实验室难于承受加载设备被一项实验长期占用。为解决此问题，本实用新型采用一种自平衡加载体系的方法，可避免使用反力架和压力机或千斤顶等设备，该方法是利用高强度螺栓的紧固力施加荷载作用，针对钢管内砼徐变后引起的荷载松动降低，仅需再度微调紧固螺母即可完成补偿荷载的功能，操作简单方便，可批量进行实验,极大地节省人力、物力、财力、时间。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一套与钢管砼拱试件形成内力自锁的自平衡恒定加载装置，设计刚度足够大的联系钢梁与钢管拱试件通过螺栓杆连接在一起，利用高强度螺栓的紧固作用对试件钢管砼拱和钢梁施加一对相向的自平衡力系，达到加载之目的，针对钢管砼拱内砼徐变引起的荷载松动，仅需适当再度拧紧螺母即可达到补偿荷载保持荷载恒定不变的目的。

为使试件钢管砼拱安装方便，在与联系钢梁的连接处设计螺栓连接的拱座，拱座与联系钢梁焊接，见图1所示。

在施加螺母紧固时，螺栓杆除了得到很大的拉力外，还伴有剪切力作用，必须考虑避免剪切力影响钢管砼拱试件的受力状况，因此，另外加设一套串联的钢索体系，将螺栓杆产生的拉力通过钢索体系加载到钢管砼拱上，钢索只能传递轴向力作用，不能传递剪切力作用。

为化解施加螺母时的剪切力，应当使螺栓紧密贴靠联系钢梁，由联系钢梁提供反向力平衡该剪切力的作用。

在钢索当中设置拉力传感器，免除剪切力的影响，直接测量出纯粹的轴向拉力值。

在4根螺栓杆上分别粘贴应变片可测出各螺栓杆的拉力，由此监控各螺栓杆同步施加螺母紧固力；在试件钢管砼拱上对称地粘贴反射片，辅助全站式激光仪测量各控制点的位移变形情况；在靠近拱脚处对称地设置弦式应变计，测量钢管砼拱的应力。最后可得到实验的荷载值、试件的变形及应力值，据此绘制出徐变量-时间曲线、荷载- 压缩量曲线和钢管砼拱的应力-应变曲线。

本项目的实施具有非常显著的优势，操作简单方便，可在一个标准试验期内完成多组系列构件的徐变性能试验研究，能节省大量的人力、物力、财力、时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显然，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。