[发明专利]一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置及方法

说明书

本发明提供一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置及方法，属于桥梁工程混凝土梁结构室内动载试验的技术领域，该装置包括横向限位组件；横向限位组件包括刚性底座、刚性架、定位插板和限位梁；两组刚性架相对固定在刚性底座上；定位插板固定在两组刚性架之间，定位插板上设置有多组定位插孔，每组定位插孔均包括中间孔和侧向孔；限位梁包括两组相对设置的限位插板、连接两组限位插板的固定杆以及转动安装在两组限位插板端部的抗摩擦轮；限位插板穿过侧向孔；固定杆穿过中间孔，位于中间孔两侧的杆体上螺纹配合有自锁螺母；抗摩擦轮朝向受弯混凝土梁的纵截面。本发明能有效限制在疲劳试验循环加载过程中受弯混凝土主梁的侧向稳定性。

技术领域

本发明属于桥梁工程混凝土梁结构室内动载试验的技术领域，具体公开了一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置及方法。

背景技术

预应力混凝土梁及体外预应力混凝土梁被广泛应用于中小跨度桥梁等工程结构，该类工程结构在正常使用年限内容易受到车辆疲劳荷载的反复作用，从而产生累积疲劳损伤，严重影响结构的安全性。另外，由于目前尚未有成熟的理论模型研究体外预应力加固后钢筋混凝土梁的疲劳性能，一般通过在实验室开展混凝土梁的累积疲劳损伤试验研究。但现有疲劳试验对横截面尺寸较小、高宽比较大的梁，容易在多次重复荷载作用下出现侧偏等现象，严重影响结构的安全性。其次，在疲劳试验过程中，为有效保护位移计在往复循环加载过程中不发生破坏，需在疲劳试验加载过程中将位移计与梁体分离，而在相应疲劳加载次数结束后，再次静载过程中保持位移计原有位置不变，保证位移测试的一致性，现有装置不能达到上述效果。第三，现有体外预应力转向装置不能有效传递钢绞线左右两侧的受力，在循环往复疲劳荷载作用下，体外预应力钢索容易出现累积疲劳损伤破坏。

发明内容

针对上述在实际体外预应力加固混凝土梁疲劳试验过程中面临的难题，本发明提出一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置及方法，该装置构造简单，使用方便，适用各尺寸的体外预应力加固混凝土梁疲劳试验，既能有效避免疲劳试验梁发生侧翻，也能快速准确地测试跨中截面的竖向位移，不受疲劳作用次数对位移计初值变化的影响，还能减少疲劳试验加载过程对体外预应力钢索的疲劳损伤。

为实现上述目的，本发明提供一种体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置，包括对称安装在受弯混凝土梁横截面两侧的横向限位组件；横向限位组件包括刚性底座、刚性架、定位插板和限位梁；两组所述刚性架相对固定在刚性底座上；定位插板固定在两组刚性架之间，定位插板上由上到下设置有多组定位插孔，每组定位插孔均包括中间孔以及对称设置在中间孔两侧的侧向孔；限位梁包括两组相对设置的限位插板、连接两组限位插板的固定杆以及转动安装在两组限位插板端部的抗摩擦轮；限位插板穿过侧向孔；固定杆穿过中间孔，位于中间孔两侧的杆体上螺纹配合有自锁螺母；抗摩擦轮朝向受弯混凝土梁的纵截面。

进一步地，横向限位组件还包括定位杆和定位杆固定锁；刚性架朝向受弯混凝土梁的侧面设置有锯齿状卡槽；限位插板上设置有条形孔；定位杆穿过条形孔，位于限位梁两侧的杆体位于锯齿状卡槽中，端部螺纹配合有定位杆固定锁。

进一步地，上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置，还包括设置在试验场地基础上的滑轨，滑轨沿着受弯混凝土梁的纵向设置；刚性底座与滑轨滑动配合，刚性底座背离受弯混凝土梁的侧面设置有具有自锁功能的移动滚轮；抗摩擦轮为抗摩擦橡胶轮。

进一步地，上述体外预应力加固混凝土梁疲劳试验装置，还包括安装在受弯混凝土梁底部的位移计保护组件；位移计保护组件包括刚性保护盒、调节刻度尺、刚性平台、示数指针、自锁旋钮和弹簧；刚性保护盒包括顶板、底板以及连接顶板和底板的侧板，底板上设置有通孔，侧板上设置有滑槽；调节刻度尺设置在刚性保护盒的侧板上；示数指针固定在刚性平台上；自锁旋钮螺纹安装在刚性平台上；刚性平台的底面设置有接触柱，刚性平台放置在刚性保护盒内，示数指针朝向调节刻度尺，自锁旋钮穿过滑槽位于刚性保护盒外，接触柱对准刚性保护盒的通孔；弹簧位于刚性保护盒内，两端分别顶板和刚性平台连接。