[发明专利]一种模拟构件受长期轴向荷载和冲击耦合灾害的试验装置、系统及方法

说明书

本发明属于试验器材技术领域，具体涉及一种模拟构件受长期轴向荷载和冲击耦合灾害的试验装置、系统及方法。本发明包括冲击试验装置、轴力加载试验装置和长期轴向荷载加载装置。冲击试验装置包括落锤试验机、试件支座、试件、反力架、刚性板、刚性板支座、普通螺母和地栓螺杆。其中落锤试验机主要由外围钢架、电葫芦吊机、脱钩器、锤体、锤头、落锤防护架组成。轴力加载装置包括轴力传感器、弹簧组、液压千斤顶以及弹簧支座组成。通过该实验装置可以模拟构件在长期的轴力和冲击力耦合下的实际情况。即先施加长期的水平轴向荷载，持荷达到一定预定时间后，直接将长期加载装置安装在冲击试验装置上，进行长期轴向荷载和冲击荷载下的耦合下的试验。

技术领域

本发明属于构件灾害模拟装置技术领域，具体涉及一种模拟构件受长期轴向荷载和冲击耦合灾害的试验装置、系统及方法。

背景技术

近十几年来，为了满足交通出行，促进人们生活质量的提高，我国大力发展桥梁工程和高层建筑。越来越多的高架桥出现在城市中，随之产生的高架桥墩受汽车撞击事件也不断发生，据统计北京的百分之五十以上的高架桥桥墩都遭受过超高车辆的撞击，同时轮船撞击大桥桥墩，飞机撞击建筑物的情况也时有发生。然而在实际工程中，建筑结构构件不仅要承受地震 、撞击、冲击荷载，还需要考虑它会承受结构自重等长期荷载作用下的情况。因此在这种情况下，需考虑建筑结构构件在轴向的长期荷载和冲击荷载共同作用下的设计，以提高结构的整体性和抗倒塌能力。

目前，有见到给构件施加长期的轴向荷载的装置，但是尚未见到有可实现构件在长期轴向荷载和冲击荷载共同作用下的试验加载装置。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种适用性强，方便组装，构件更换方便且能够保证构件受各种情况长期轴向荷载和冲击耦合灾害试验的试验装置、试验系统及方法。为了实现模拟建筑结构构件的实际受力情况，即先施加长期轴向荷载，持荷至预定时间后直接将长期加载装置安置在冲击试验装置上，进行长期轴向荷载和冲击荷载下的耦合下的试验。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种模拟构件受长期轴向荷载和冲击耦合灾害的试验装置、系统及方法所采用的技术方案如下：包括长期轴向荷载加载装置；所述长期轴向荷载加载装置包括一对试件支座，每个试件支座均包括用于夹持构件的上下支座且上下支座之间通过地栓螺栓固定；位于左侧的试件支座的左侧固定有一个刚性板支座，右侧的试件支座的右侧也固定有一个刚性板支座，左右两个刚性板支座上均放置有一个刚性板，所述刚性板均呈前后走向；左右两个刚性板之间连接有一对呈左右走向并与刚性板垂直且分别穿过一对刚性板的对拉螺栓杆，两个对拉螺栓杆以两个刚性板中心连线为轴前后对称设置；对拉螺栓杆的左端固定在左侧的刚性板上，对拉螺栓杆的右端在伸出右侧刚性板右端的部分自左向右分别套装有压力传感器、薄性垫片和加力螺母。

该装置属于试验器材技术领域，用于对构件进行长期轴向荷载加载装置。构件定位在支座上且夹在一对刚性板之间，通过拧动对拉螺栓杆上的加力螺母调节构件两端受到的长期荷载力，压力传感器用于采集构件受到的压力数据。

进一步的，还包括位于试件支座上方的落锤防护架；所述落锤防护架包括上下贯通的筒体以及固定在筒体两侧的一对连接架；一对连接架分别固定在左右两个试件支座位于对角的地栓螺栓杆上。落锤防护架用于确保冲击试验装置通过防护架落至构件上，防止冲击试验装置落到其它部件上造成部件损伤。

本发明所述的一种试验系统所采用的技术方案如下：包括轴力加载装置和冲击试验装置；所述轴力加载装置包括轴力传感器、弹簧组片、液压千斤顶、左右两个反力架以及顺次安装在右侧刚性板的右侧的弹簧支座和液压千斤顶支架；水平放置的弹簧组片和液压千斤顶分别安装在弹簧支座和液压千斤顶支架上，右侧的刚性板右侧面设有浅圆形凹槽，轴力传感器的一端顶在浅圆形凹槽内，另一端位于弹簧支座上且与弹簧组实现压紧；液压千斤顶的左侧活动杆与弹簧组实现压紧； 左侧的反力架顶住左侧刚性板，右侧的反力架顶住液压千斤顶右侧；