[发明专利]研究钢管砼轴拉构件在荷载与腐蚀下性能的装置及方法

说明书

研究钢管砼轴拉构件在荷载与腐蚀下性能的装置及方法，属于结构工程技术领域。装置，由加载机构、腐蚀机构和测量机构组成；加载机构包括两块承载板，在两块承载板之间设置有拉杆，在拉杆上设置有拉紧螺母；腐蚀机构包括腐蚀槽、阴极板及外接直流电源，腐蚀槽设置在下部承载板上，在腐蚀槽与下部承载板之间设置有第一绝缘层，在腐蚀槽底部设置有预制孔；阴极板设置在腐蚀槽内，在腐蚀槽与阴极板之间设置有第二绝缘层；外接直流电源的负极与阴极板相连，正极与钢管砼轴拉构件的钢管相连；测量机构包括荷载传感器和机械式千分表。方法：步骤一：进行初始加载阶段试验；步骤二：进行电化学腐蚀与长期加载阶段试验；步骤三：进行破坏加载阶段试验。

技术领域

本发明属于结构工程技术领域，特别是涉及一种用于研究钢管砼轴拉构件在长期荷载及电化学腐蚀环境下性能的试验装置及方法。

背景技术

钢管砼属于组合结构的一种，是指在钢管中填充混凝土且两种材料共同受力而形成的结构。按钢管的布置可分为实心钢管砼、中空夹层钢管砼和离心式钢管砼等；按截面形状可分为圆形、方/矩形、多边形和异形钢管砼等。钢管砼在实际工程中往往承受较大的荷载，同时还要受到周围环境中腐蚀性液体或气体等的腐蚀作用，上述问题在工程设计与应用中不容忽视，有必要进行研究。

为了研究钢管砼轴拉构件在轴拉力和腐蚀共同作用下的受力性能，必然涉及到相应的试验装置及方法。目前，现有的试验装置及方法只能单独对钢管砼轴拉构件的长期荷载作用或者电化学腐蚀作用进行试验，不能同时对钢管砼轴拉构件的长期荷载作用和电化学腐蚀作用进行试验。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种研究钢管砼轴拉构件在荷载与腐蚀下性能的装置及方法，本发明可同时实现对钢管砼轴拉构件的长期荷载作用和电化学腐蚀作用的试验。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种研究钢管砼轴拉构件在荷载与腐蚀下性能的装置，由加载机构、腐蚀机构和测量机构三部分组成；

所述加载机构包括两块承载板，在两块承载板之间设置有若干根拉杆，在所述拉杆上设置有拉紧螺母；

所述腐蚀机构包括腐蚀槽、阴极板及外接直流电源，所述腐蚀槽设置在下部的承载板上，在腐蚀槽与下部的承载板之间设置有第一绝缘层，在腐蚀槽的底部设置有预制孔；所述阴极板为环形结构，其套装在腐蚀槽内的钢管砼轴拉构件外面，阴极板与钢管砼轴拉构件之间留有间隙，在腐蚀槽与阴极板之间设置有第二绝缘层；所述外接直流电源的负极与阴极板相连接，正极与钢管砼轴拉构件的钢管相连接；

所述测量机构包括荷载传感器和机械式千分表，所述荷载传感器套装在拉紧螺母与承载板之间的拉杆外面，机械式千分表设置在两块承载板之间。

采用所述的研究钢管砼轴拉构件在荷载与腐蚀下性能的装置的方法，包括如下步骤：

步骤一：进行初始加载阶段试验，

步骤A：将钢管砼轴拉构件的下端与下部的承载板焊接在一起；

步骤B：通过预制孔将钢管砼轴拉构件的上端穿过腐蚀槽，并将腐蚀槽放置在下部的承载板上，在腐蚀槽与下部的承载板之间设置第一绝缘层；

步骤C：将钢管砼轴拉构件的上端与上部的承载板焊接在一起；

步骤D：将具有拉紧螺母的若干根拉杆分别安装在两块承载板之间，在拉紧螺母与承载板之间的拉杆外面套装有荷载传感器；

步骤E：在两块承载板之间设置机械式千分表；

步骤F：分别旋紧各拉紧螺母进行加载，直至达到设定荷载，同时记录每级荷载及其对应的拉伸量；

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，首先在钢管砼轴拉构件与腐蚀槽之间进行密封和绝缘处理；