[实用新型]一种基于位移控制的高铁桥梁锈胀开裂试验模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种基于位移控制的高铁桥梁锈胀开裂试验模拟装置，它包括试验固定支架台（1）、千分尺（2）和环型混凝土试件（3），所述试验固定支架台（1）包括上层固定板（4）、下层固定板（5）、底座（6）和支杆（7），底座（6）的顶部固设有多个支杆（7），上层固定板（4）和下层固定板（5）固设于支杆（7）之间，上层固定板（4）和下层固定板（5）中均开设有通孔（9），所述环型混凝土试件（3）抵压于上层固定板（4）和下层固定板（5）之间。本实用新型的有益效果是：不仅可以定量模拟钢筋的锈胀过程，同时还可以精确的控制实验过程，对探究高铁桥梁钢筋混凝土锈胀开裂的一般规律和开展锈胀开裂试验模拟，具有较高的工程价值。

技术领域

本实用新型涉及桥梁工程高端装备技术领域，特别是一种基于位移控制的高速铁路桥梁锈胀开裂试验模拟装置。

背景技术

高速铁路桥梁作为高速铁路的重要组成部分，在高速铁路不断提速和负载不断增加的情况下，其在长期服役过程中的运营状态备受关注。在高铁桥梁正常运营过程中，很容易发生由多级变幅疲劳、钢筋锈蚀、混泥土碳化、盐离子侵蚀以及预应力筋应力腐蚀等原因引起的粱的刚度退化现象，这些因素虽不能显著地造成桥梁结构的强度破坏，但其对桥梁结构的长期性能，尤其是对高速列车的运营安全有着至关重要的影响。

大量的工程结构病害研究表明，钢筋锈蚀是影响桥梁结构的混凝土结构耐久性的最主要因素。第二届混凝土耐久性国际会议曾指出:“当今世界，混凝土结构损坏的主要原因，按重要性递减排列其顺序是:钢筋锈蚀，寒冷气候下的冻害，侵蚀环境的物理化学作用”。由此可见钢筋锈蚀问题的重要性。尤其对于水工及桥梁等建筑而言，由于长期与水接触或处于富氯离子环境下，更容易发生钢筋的锈蚀，且由于这类建筑的特殊性，一旦失事将带来巨大的生命财产损失。因此，由钢筋锈蚀引起的结构过早破坏现已成为世界各国普遍关注且日益突出的问题。

钢筋锈蚀对混凝土构件力学性能的主要影响之一就是钢筋锈胀引起的结构开裂破坏。在钢筋混凝土构件中，钢筋发生锈蚀化学反应后会生成锈蚀产物或，它们的体积更大，通常是原来钢筋体积的2至6倍。钢筋体积膨胀会对周围的混凝土产生挤压力，称其为钢筋锈蚀膨胀力。随着钢筋锈蚀程度的不断加深，膨胀力会持续增大，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土开裂。如任其发展，混凝土开裂后周围环境介质中的有害化学物将更容易侵入到混凝土内部与钢筋反应，加剧混凝土的开裂程度，形成恶性循环，最终导致裂缝贯通整个混凝土保护层，使混凝土结构破坏。

很多学者采用自然暴露法来观察钢筋锈蚀的影响。但由于自然暴露法试验周期较长，同时需要控制环境因素，使得该试验方法较为复杂。因此，部分学者开始转向钢筋锈蚀的模拟试验，模拟试验能在较短时间内模拟钢筋锈蚀引起的混凝土膨胀和开裂。目前，主要采用加速锈蚀方法。该方法通过将试件放置在电解溶液中进行电化学加速锈蚀的方法来模拟钢筋混凝土的锈蚀反应。但采用这种方法的实验其过程无法控制，随机性较大，因而无法进行定量分析，只能进行定性分析，无法得到精确的结果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于位移控制的高铁桥梁锈胀开裂试验模拟装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种基于位移控制的高铁桥梁锈胀开裂试验模拟装置，它包括试验固定支架台、环型混凝土试件和拆卸掉尺架的千分尺，所述试验固定支架台包括上层固定板、下层固定板、底座和支杆，底座的顶部固设有多个支杆，上层固定板和下层固定板固设于支杆之间，上层固定板和下层固定板中均开设有通孔，所述环型混凝土试件抵压于上层固定板和下层固定板之间，环型混凝土试件内开设有内环，内环中插装有膨胀套管，膨胀套管与两个通孔上下连通，在千分尺的尺架安装位置处焊接垫板，垫板宽度大于通孔的直径，千分尺的测试头的底部焊接有杆件，杆件由顺次固设于测试头底部的上部杆段、中间渐变段和下部杆段组成，中间渐变段为倒锥柱台。

所述支杆的柱面上设置有外螺纹，上层固定板和下层固定板上均开设有多个与支杆相对应的导向孔。