[发明专利]研究钢管砼压弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置及方法

权利要求书

1.一种研究钢管砼压弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置，其特征在于，由加载机构、腐蚀机构和测量机构三部分组成；

所述加载机构包括支座，在支座上分别设置有固定端铰支座和自由端铰支座，所述固定端铰支座与支座通过第一铰支座固定杆和第一铰支座固定杆螺帽固定连接，在自由端铰支座的上方设置有铰支座固定板，在自由端铰支座与铰支座固定板之间设置有上滚轴，在自由端铰支座与支座之间设置有下滚轴，铰支座固定板、自由端铰支座和支座通过第二铰支座固定杆和第二铰支座固定杆螺帽固定连接；钢管砼压弯构件的两端分别与固定端铰支座和自由端铰支座相铰接；在自由端铰支座的外侧设置有传力板，所述传力板的内侧与自由端铰支座的外侧相接触，拉杆穿过传力板和固定端铰支座后，其固定端铰支座侧与第一拉杆螺帽相连接，另一侧与第二拉杆螺帽相连接；在第二拉杆螺帽的外侧设置有反力板，拉杆的外端穿过反力板后与第三拉杆螺帽相连接，在传力板与反力板之间设置有千斤顶；

所述腐蚀机构包括腐蚀槽、阴极板及外接直流电源，所述腐蚀槽通过支架设置在固定端铰支座与自由端铰支座之间，在腐蚀槽两端的侧壁上设置有预制孔；所述阴极板为环形结构，其套装在腐蚀槽内的钢管砼压弯构件外，阴极板与钢管砼压弯构件之间留有间隙，所述腐蚀槽与阴极板绝缘设置；外接直流电源的负极与阴极板相连接，正极与钢管砼压弯构件的钢管相连接；

所述测量机构包括第一荷载传感器、第二荷载传感器、第一机械式千分表、第二机械式千分表和第三机械式千分表，所述第一荷载传感器套装在第二拉杆螺帽与传力板之间的拉杆外，第二荷载传感器设置在千斤顶与传力板之间；所述第一机械式千分表设置有三个，分别设置在钢管砼压弯构件的中点和两个三分点位置处，第二机械式千分表设置有两个，分别设置在钢管砼压弯构件与固定端铰支座和自由端铰支座的铰接处，第三机械式千分表设置有两个，分别设置在固定端铰支座和自由端铰支座的内侧。

2.采用权利要求1所述的研究钢管砼压弯构件在荷载与腐蚀下性能的装置进行测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：进行初始加载阶段试验，

步骤A：固定支座，在支座上分别放置固定端铰支座和自由端铰支座；

步骤B：将第一铰支座固定杆穿过固定端铰支座和支座，并旋紧第一铰支座固定杆螺帽；

步骤C：在自由端铰支座的上方放置铰支座固定板，在自由端铰支座与铰支座固定板之间放置上滚轴，在自由端铰支座与支座之间放置下滚轴，将第二铰支座固定杆穿过铰支座固定板、自由端铰支座和支座，并旋入第二铰支座固定杆螺帽；将钢管砼压弯构件的两端分别穿过腐蚀槽两端侧壁上的预制孔后，与固定端铰支座和自由端铰支座相铰接；

步骤D：调整使钢管砼压弯构件水平放置后，旋紧第二铰支座固定杆螺帽；

步骤E：在自由端铰支座的外侧放置传力板，传力板的内侧与自由端铰支座的外侧相接触，将拉杆依次穿过传力板和固定端铰支座后，从其固定端铰支座侧旋入第一拉杆螺帽，从另一侧穿入第一荷载传感器后，旋紧第二拉杆螺帽；

步骤F：通过第一机械式千分表测量钢管砼压弯构件的挠度，通过第二机械式千分表测量支座沉降量，通过第三机械式千分表测量固定端铰支座与传力板之间的压缩量；

步骤G：旋紧第二拉杆螺帽进行加载，直至达到设定荷载，同时记录每级荷载及其对应的挠度、压缩量和支座沉降量；

步骤二：进行电化学腐蚀与长期加载阶段试验，

步骤A：保持初始加载值不变，首先在钢管砼压弯构件与腐蚀槽之间进行密封和绝缘处理；

步骤B：将阴极板套装在腐蚀槽内的钢管砼压弯构件外，阴极板与钢管砼压弯构件之间留有间隙，所述腐蚀槽与阴极板绝缘设置；

步骤C：向腐蚀槽内注入腐蚀液，使液面高度高于阴极板的上表面；将外接直流电源的负极与阴极板相连接，其正极与钢管砼压弯构件的钢管相连接；接通外接直流电源开始腐蚀，在腐蚀期间定期记录荷载及其对应的挠度、压缩量和支座沉降量，直至达到腐蚀与长期加载期限；

步骤三：进行破坏加载阶段试验，

步骤A：抽出腐蚀液，拆除外接直流电源、腐蚀槽和阴极板；

步骤B：在第二拉杆螺帽外侧的拉杆上穿入反力板，并旋入第三拉杆螺帽，在传力板与反力板之间放入第二荷载传感器和千斤顶；

步骤C：通过千斤顶对钢管砼压弯构件做一次性破坏加载试验，同时记录荷载及其对应的挠度、压缩量和支座沉降量；

步骤四：根据以上三个阶段试验测得的数据，绘制钢管砼压弯构件的偏心压力-跨中挠度受力全过程曲线。