[发明专利]超低温环境下钢筋力学性能测试试验装置

说明书

技术领域

本发明属于材料测试领域，具体地，涉及一种超低温环境下钢筋力学性能试验装置，特别是涉及一种用于超低温下钢筋静力拉伸试验、超低温下钢筋接头的抗拉性能试验以及超低温下预应力钢筋的应力松弛而产生的应力损失试验的试验装置。 

背景技术

超低温储罐(如液化天然气储罐)是近年来我国开始建造的特种结构。储罐的外罐壁一般采用预应力混凝土结构，液化天然气存储的温度在-165℃左右，当内灌泄漏时，外罐会遭受到压力荷载和-165℃的温度荷载，而且低温下钢筋的性能也会发生变化，进而影响钢筋混凝土的整体性能。 

目前，大型超低温储罐的设计只掌握在英美日等少数国家手中，我国还处于起步和探索阶段，相关的标准规范尚没有跟上建设的步伐，有待在消化吸收国外先进技术规范和国内发展建设实践及研究的基础上逐步建立和完善一套我们国家自己的相关规范和标准。 

国内对于超低温(-100℃以下)钢筋性能的研究较少，清华大学王元清等在20℃、-20℃、-60℃三个温度点分别对BCT3c∏(相当于我国Q235)、O9Γ2C(相当于我国Q345)和热调质钢BCT3c∏-T2三种钢材做过系列试验，同济大学和天津大学做过超低温下钢筋的静力拉伸试验，但限于试验条件，试验存在误差且结论不够完整。因此，对于完善我国在该领域的相关规范和标准还需做大量试验而且要求试验更加精确。 

对于超低温下钢筋的性能，国外的试验研究有了一定的基础，对我们有借鉴意义，但国外的试验结果不能简单地在我国直接应用。因此，钢筋在超低温环境下的性能有待进一步深入研究，以期建立一套比较完整的我国独立的标准体系。 

国内对于超低温下预应力钢筋的应力损失试验还没有做过相关研究，而超低温下预应力钢筋的应力损失对于超低温储罐的设计至关重要。 

发明内容

为克服现有设备不足，本发明提供一种操作方便且能够准确快捷地完成超低温下钢筋静力拉伸试验、超低温下钢筋接头的抗拉性能试验以及超低温下预应力钢筋由于应力松弛而产生的应力损失试验的试验装置。 

为实现上述目的，本发明采用如下方案： 

超低温环境下钢筋力学性能测试试验装置，包括万能拉力试验机、悬挂轨道式小车、超低温试验箱、液氮罐、电控箱和外部测量设备；悬挂轨道式小车悬挂于万能拉力试验机上端，超低温试验箱放置于悬挂轨道式小车上，液氮罐通过液氮管与超低温试验箱上的控制器相连，电控箱通过电控线与超低温试验箱上的控制器相连，外部测量设备通过连接线与超低温试验箱上的外接线头相连进而读取内部测量设备测得的数据。 

优选的，上述悬挂轨道式小车包括小车和两条悬挂轨道，两条悬挂轨道平行；每条悬挂轨道包括横梁、锚具、可伸缩式悬吊杆、纵向斜拉杆、横向斜拉杆和轨道；横梁通过两端的锚具固定在万能拉力试验机上端，通过连接螺栓将锚具与横梁锚固紧形成一个整体，锚具上的固定螺栓进而将形成的整体与万能拉力试验机上端固定。 

优选的，横梁两端分别悬挂有可伸缩式悬吊杆，横梁与可伸缩式悬吊杆可采用螺栓连接固定；四根可伸缩式悬吊杆在两个方向上分别设有交叉横向斜拉杆和纵向斜拉杆以增强结构整体性，横向斜拉杆和纵向斜拉杆与可伸缩式悬吊杆采用螺栓连接固定。 

优选的，可伸缩式悬吊杆由两根直径不同的钢管嵌套构成，小直径钢管伸入大直径钢管内，大直径钢管管壁嵌有紧固螺栓，当小直径钢管于大直径钢管内伸缩达到所需高度时将紧固螺栓拧紧挤压小直径钢管。 

优选的，小车包括小车底板、四个车轮和四根刚性杆件，每条轨道中有两 个车轮，每个车轮通过一根刚性杆与小车底板的四个角连接，车轮可自由进出轨道并于轨道内滑行，刚性杆件与小车底板采用螺栓连接固定。小车底板具有一定的刚度与强度且中间留孔。 

优选的，小车底板选用钢板或者胶合板。