[发明专利]一种地铁钢筋腐蚀与拉伸疲劳耦合试验装置

摘要

一种地铁钢筋腐蚀与拉伸疲劳耦合试验装置，包括钢架、拉伸疲劳加载系统、钢筋腐蚀系统、控制系统。拉伸疲劳加载系统位于钢筋腐蚀系统正上方，拉伸疲劳加载系统、钢筋腐蚀系统分别与控制系统相连接。本发明既可模拟钢筋锈蚀和拉伸疲劳耦合加载，又可模拟钢筋腐蚀或拉伸疲劳单独加载，可有效模拟实际工程真实服役状态；可在任一腐蚀介质中进行拉伸疲劳与腐蚀的耦合试验，可广泛用于地铁工程混凝土结构金属材料耐久性的研究。本发明各控制操作均在控制系统上进行，具有智能化控制程度高、操作简单等优点。

主权项

一种地铁钢筋腐蚀与拉伸疲劳耦合试验装置，其特征是包括钢架、拉伸疲劳加载系统、钢筋腐蚀系统、控制系统；拉伸疲劳加载系统位于钢筋腐蚀系统正上方，拉伸疲劳加载系统、钢筋腐蚀系统分别与控制系统相连接；所述的钢架包括四根立柱(5)、钢板一(4)、钢模块一(8)、钢板二(9)、钢模块二(14)、钢板三(13)、钢立架组(17)、底座(21)；四根立柱(5)呈正方形排列，各立柱(5)用地脚螺栓与底座(21)固接，底座(21)固定在地面上，钢板一(4)的四个角固接在四根立柱(5)顶端上，钢板二(9)位于钢板一(4)正下方，其四个角固接在四根立柱(5)上，钢板二(9)中心开圆孔，圆孔四周设有四个钢模块一(8)，四个钢模块一(8)组成内径与钢板一(4)中心圆孔等径的圆形孔，钢板三(13)位于钢板二(9)正下方，其中心开有与钢板二(9)等径的圆形孔，并安装有四个钢模块二(14)，钢模块二(14)中心开有圆孔；钢板一(4)、钢模块一(8)、钢模块二(14)的圆孔中心在同一竖直直线上；钢立架组(17)位于钢模块二(14)正下方，其有四个钢立架组成，钢立架成正方形排列，顶端安装有不锈钢板，不锈钢板上开有螺栓孔，不锈钢板由钢立架顶端固接，底部通过地脚螺栓与底座(21)固接；所述的拉伸疲劳加载系统包括调速电动机(1)、传输轴(22)、变速器(2)、传输轴(23)、曲柄连杆机构(3)、滑块(7)、套筒(6)、荷载传感器(10)、拉杆压头(11)、夹头(12)、弹性元件(1201)；调速电动机(1)、变速器(2)水平固接在钢板一(4)上表面上，调速电动机(1)通过传输轴(22)与变速器(2)左端相连接，曲柄连杆机构(3)穿过钢板一(4)中心圆孔，其左端通过传输轴(23)与变速器(2)右端相连接，其下端与滑块(7)上端相连接，滑块(7)安装在套筒(6)内，套筒(6)垂直固接在钢模块一(8)上表面上，且其中心轴与钢模块一(8)中心圆孔的圆心在同一轴线上，套筒(6)内径与钢模块一(8)中心圆孔等径；荷载传感器(10)垂直固接在滑块(7)顶杆底部中心，其下端并设有拉杆压头(11)，拉杆压头(11)下端与夹头(12)固接，且夹头(12)位于钢模块二(14)中心圆孔内，夹头(12)上侧面设有八个弹性元件(1201)，弹性元件(1201)的顶端与钢模块二(14)下侧面固接；荷载传感器(10)通过数据线与计算机(19)连接；所述的钢筋腐蚀系统包括腐蚀箱(16)、杂散电流仪(18)、不锈钢块(1601)；腐蚀箱(16)水平固定在钢立架组(17)上的不锈钢板上，腐蚀箱(16)中盛有腐蚀介质(24)，杂散电流仪(18)置在上述钢架外部，不锈钢块(1601)水平固定在腐蚀箱(16)底部上表面上，且不锈钢块(1601)通过其上表面所引出的电源导线与杂散电流仪(18)负极相连接，杂散电流仪(18)通过导线与中央控制器(20)连接；所述的腐蚀箱(16)为一侧开密封门，并其上下底面中心开圆孔且中心圆孔与密封门之间设有一对平行的矩形槽，顶端中心圆孔设有导线引出孔，其余通过圆形孔盖(1602)密封，底部中心圆孔处通过防漏活塞(25)密封，顶端矩形槽通过密封片一(1603)密封，底部矩形槽通过矩形密封片二(1604)密封；腐蚀箱(16)内表面刷有耐腐蚀材料保护涂层；所述的防漏活塞(25)为中心可滑移密封的组合结构件，内部设有三组滑动钢圈(2501)、弹性橡胶(2502)和弹簧(2503)结构，滑动钢圈(2501)内侧与弹性橡胶(2502)紧密固接，并其外侧与弹簧(2503)相连接，防漏活塞(25)表面涂有耐腐蚀涂层材料；所述的控制系统包括计算机(19)、中央控制器(20)；控制系统位于上述钢架外部；中央控制器(20)内设有三个智能接收器，其各自的接收端通过数据线分别与计算机(19)的接口(Ⅰ)、接口(Ⅱ)、接口(Ⅲ)插接，其各自的输出端通过数据线分别与调速电动机(1)、变速器(2)和杂散电流仪(18)的接收端插接，荷载传感器(10)输出端通过数据线与计算机(19)接口(Ⅳ)插接。