[发明专利]斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋冲击防护试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋冲击防护试验装置及方法，属于斜拉桥冲击防护试验技术领域，包括加载装置、混凝土模型、张拉机构、张拉台座、高速摄像机和采集仪，所述张拉台座以半包围形式分布于混凝土模型侧壁上，且张拉台座上安装有多个张拉机构和加载装置，多个所述张拉机构的延长线呈纵横分布并与混凝土模型相连接，所述混凝土模型的斜上方设置有高速摄像机，所述高速摄像机、张拉机构和加载装置均电性连接有采集仪。从防护效果、耐久性、施工难度、经济成本和构造外观改变程度等五个方面，对防护类型的方案进行综合比选，得出预应力筋的防护选型，确保桥梁工程设计精准和施工安全。

技术领域

本发明涉及斜拉桥冲击防护试验技术领域，特别涉及一种斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋冲击防护试验装置及方法。

背景技术

预应力混凝土用螺纹钢筋，也称精轧螺纹钢筋，广泛应用于预应力混凝土桥梁结构中，如斜拉桥索塔锚固区、混凝土箱梁等部位，为了使混凝土结构达到设计抗裂要求，施工时需要预先给精轧螺纹钢筋施加高水平的弹性势能，而其材料为脆性较强的低合金钢，容易发生延迟断裂，一些桥梁甚至在建成15年后出现预应力钢筋突发性延时断裂，给桥梁运营造成安全隐患和不良的社会影响，实桥混凝土结构中的预应力钢筋断裂后，在原位恢复十分困难。而且，高度弹出的钢筋或撞碎掉落的混凝土块会给通行车辆和行人造成很大的安全威胁，容易导致次生事故，因此，有必要对预应力钢筋的断裂现象和预防护措施进行试验。

专利号为CN201010524880.4公开了一种对桥梁支撑架进行加载试验的方法。电动门形吊移动预制构件对桥梁支撑架进行加载试验的方法，其特征在于它包括如下步骤：先在桥梁支撑架上的箱梁模板上安放加载专用模板；在加载专用模板上沿桥梁支撑架的纵向安装多个轨道；在轨道上安放门形吊，控制门形吊电动行走，进行预制构件的水平运输，进行第一层预制构件的吊放，对桥梁支撑架进行加载试验检测，满足要求后，然后进行第二层预制构件的吊放；全部加载完毕后，再次进行检测；待试验检测满足要求后，进行卸载，先卸载第二层预制构件，待第二层预制构件全部卸载完毕再卸载第一层预制构件。

但是上述专利中并未考虑对于从预应力钢筋的断裂现象和预防护效果进行试验，目前也并没有针对预应力钢筋的断裂现象和预防护效果进行试验的试验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋冲击防护试验装置及方法，采用张拉预应力钢筋前，在目标弹射长度三米的截面位置对称设置一定构造深度的初始缺陷，使其破断力等于或略大于设计张力，然后将预应力钢筋张拉至破断，模拟其在实桥上的不利冲击力，依次对各种防护方案的防护效果进行抗冲击模拟试验；从防护效果、耐久性、施工难度、经济成本和构造外观改变程度等五个方面，对防护类型的方案进行综合比选，得出预应力筋的防护选型；确保桥梁工程设计精准和施工安全，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋冲击防护试验装置，包括加载装置、混凝土模型、张拉机构、张拉台座、高速摄像机和采集仪，所述张拉台座以半包围形式分布于混凝土模型侧壁上，且张拉台座上安装有多个张拉机构和加载装置，所述加载装置向混凝土模型所在处延伸并从上至下抵接于混凝土模型的上表面上，多个所述张拉机构的延长线呈纵横分布并与混凝土模型相连接，所述混凝土模型的斜上方设置有高速摄像机，所述高速摄像机、张拉机构和加载装置均电性连接有采集仪；

所述混凝土模型包括预防护构造和预应力钢筋，所述预防护构造呈半包围状粘贴安装于混凝土模型侧壁上，所述张拉机构上连接有穿透其中部的预应力钢筋，所述预应力钢筋向预防护构造所在端延伸，且预应力钢筋的端部位于预防护构造的内壁上。

进一步地，所述预防护构造由横向板块、斜向板块和纵向板块，斜向板块设置于横向板块和纵向板块之间，横向板块呈横向延伸，纵向板块呈纵向延伸。