[发明专利]一种杠杆持荷下的混凝土连续梁桥弯曲徐变应变测试装置与方法

说明书

一种杠杆持荷下的混凝土连续梁桥弯曲徐变应变测试装置与方法，装置包括下部支撑系统、传力系统、支点系统、杠杆系统等，杠杆系统将配重块的重力荷载按照既定倍数放大，通过传力系统将放大后的配重块重力荷载转化为集中荷载传递至待测的混凝土连续梁，实现了混凝土连续梁桥持荷状态，并采集受拉区域应变数据，进而推演混凝土连续梁桥弯曲徐变应变随时间维度的变化规律。本发明通过既定倍数放大配重块重力荷载的方法将重力转化为荷载传递至待测试验梁，显著地节约了大型桥梁构件加载的试验成本，有效地提升了试验加载效率。同时，本发明装置具有整体性高、安装便捷、适应于场地条件等优点。

技术领域

本发明属于桥梁工程性能鉴定与评价技术领域，适合于既生开裂病害的服役混凝土连续梁桥当前使用性能评估，特别涉及一种杠杆持荷下的混凝土连续梁桥弯曲徐变应变测试装置与方法。

背景技术

桥梁结构的长期应变主要由混凝土徐变和收缩共同引起，而徐变应变是长期应变的主要组成部分，因此，精确的徐变应变计算是准确预测长期应变的基础，掌握混凝土连续梁桥弯曲徐变应变在时间维度下的变化规律是准确评估桥梁结构使用状态的关键。混凝土连续梁桥在长期持荷状态下，由混凝土徐变引起梁内应力重分布问题，长期以来一直是桥梁工程领域中所关注的重点问题。混凝土徐变不仅影响结构的变形和内力，而且还直接影响结构的长期使用性能。随着结构分析和施工技术的不断提高，对复杂桥梁结构进行时效性分析提出了更高的要求。然而，在实际桥梁工程中，存在以下三方面制约瓶颈问题：(一)，由于影响混凝土徐变因素众多，变化规律复杂，仅基于结构分析软件的数值模拟方法、分析手段与实际工程状况存在差异，因此对于混凝土梁式桥弯曲徐变应变评估存在较大偏差，亟需通过现场试验来掌握桥梁徐变变化规律；(二)，传统的混凝土徐变应变测试均基于单轴拉、压持荷形式下开展试验，而忽略了以弯矩荷载为主的梁式桥弯曲徐变应变的特殊性；(三)，对于现场模拟连续梁桥实际弯曲持荷状态，受限于对混凝土连续梁桥进行应变时效测试的成本，缺乏实现大比例弯矩施加与均匀持荷的条件，因而对混凝土连续梁桥弯曲徐变应变测试与评估带来难以逾越的障碍。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种杠杆持荷下的混凝土连续梁桥弯曲徐变应变测试装置与方法，应用杠杆原理通过既定倍数放大荷载实现梁桥持荷状态下的弯曲徐变应变测试。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种杠杆持荷下的混凝土连续梁桥弯曲徐变应变测试装置，包括：

下部支撑系统，由下支跺1、大横梁2和铰接点支承一3组成，其中大横梁2的底面搭接在若干下支跺1上，三排铰接点支承一3置于大横梁2顶面，试验梁4由吊装设备置于大横梁2顶面三排铰接点支承一3之上，且试验梁4与大横梁2平行；

传力系统，由分布梁5、铰接点支承二17和铰接点支承三18组成，其中两排铰接点支承二17置于试验梁4顶面，并在每排铰接点支承二17位置处沿试验梁4高度方向分别布设五只应变传感器16，分布梁5置于所述两排铰接点支承二17顶面，并在其顶面跨中处放置一排铰接点支承三18，分布梁5与试验梁4平行；

杠杆系统，由吊重杠杆6、连接杠杆7和主杠杆8组成，其中吊重杠杆6首尾两端均预留螺栓孔，在其顶面距离首端螺栓孔距离3b处与连接杠杆7底端中心焊接，连接杠杆7顶端与主杠杆8端部底面焊接，主杠杆8置于铰接点支承三18之上；

两组支点系统，由上次梁9、下次梁10、主吊带11、钢桁梁12、连接吊带13组成，其中上次梁9置于主杠杆8顶面，其中心与主杠杆8焊接处中心水平距离为12b，与铰接点支承三18水平距离为b，下次梁10置于大横梁2底面，上次梁9与下次梁10对称设置且均与试验梁4垂直，上次梁9与下次梁10之间用主吊带11以螺栓连接，构成一组支点系统；钢桁梁12一端锚固于同侧下支跺1中且与主杠杆8平行，另一端以螺栓与连接吊带13栓接，连接吊带13顶端与吊重杠杆6以螺栓栓接，构成另一组支点系统；

配重块15，与吊重杠杆6以缆绳14连接。