畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置及其加载方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置及其加载方法。所述实验加载装置包括：液压伺服加载组、力分解组件、刚性梁、载荷板、实验钢箱梁、千斤顶、支架、支座等。液压伺服加载组水平放置，两侧并行同时加载。刚性梁位于液压伺服加载组和力分解组件间。加载过程中，合力需通过实验钢箱梁的畸变中心。力分解组件包括：正交分解板、滚轴和滚筒等，其可将水平加载力正交分解为沿箱梁各板元的切向分力。载荷板承受滚筒垂直挤压力，通过与实验钢箱梁间角焊缝传递畸变荷载分量。此加载方案设计有效消除偏心载荷中弯曲和扭转载荷分量，直接得到箱梁截面畸变变形及应力分量。

【技术实现步骤摘要】
畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置及其加载方法
本专利技术属于钢结构设计领域，特别涉及一种畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置。
技术介绍
随着国家工业化进程不断加快，钢箱梁结构广泛应用于桥梁、公路等民生基础设施建设。偏心载荷作用下，箱梁除发生弯曲、扭转变形外，因几何结构可变性，梁截面还存在横向挠曲变形，即畸变变形。已有文献表明：针对跨度为30m的箱梁，当壁厚与梁高比为0.1时，由畸变和扭转产生的纵向翘曲应力可达弯曲正应力的23～27％，而畸变横向挠曲应力可达与弯曲正应力同一数量级水平，因此必须对箱梁截面畸变效应给予一定重视。实际工程中，常采用一放大折算系数来计及偏心载荷中畸变分量引起的变形及应力。此折算系数法属经验设计法，计算误差较大，未系统考虑外载荷、约束及箱梁内部结构等因素对畸变荷载分量造成的影响。因此，本
迫切需要一种可直接提取偏心载荷下钢箱梁截面畸变变形及应力的实验方法。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置及其加载方法，从而直接精确得到偏心载荷下钢箱梁截面畸变变形及应力，以克服折算系数法在实际工程应用中的不足。在一方面，本专利技术提供了一种畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置，其特征在于：包括液压伺服加载组、力分解组件、刚性梁、载荷板、实验钢箱梁、千斤顶、支架、支座等。所述液压伺服加载组水平放置，两侧并行同时加载。所述刚性梁位于所述液压伺服加载组和所述力分解组件间。加载过程中，合力需通过所述实验钢箱梁的畸变中心。所述力分解组件包括：正交分解板、滚轴和滚筒等，其可将水平加载力正交分解为沿箱梁各板元的切向分力。所述载荷板承受所述滚筒垂直挤压力，通过与所述实验钢箱梁间角焊缝传递畸变荷载分量。在另一方面，本专利技术还提供了一种畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载方法，其包括下述步骤：(1)预备权利要求1-5任一项所述的畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置，其中液压伺服加载组(110)水平放置；(2)在所述液压伺服加载组(110)的两侧并行同时加载，包括：在加载过程中,合力通过实验钢箱梁(150)的畸变中心；通过调整千斤顶(160)，使得液压伺服加载组(110)、力分解组件(120)、刚性梁(130)及实验钢箱梁(150)的截面中心处于同一高度，以避免由高差产生的扭转变形；四块载荷板(140)呈中心对称，加载时两侧滚筒(253)应与四块载荷板(140)同时接触，以提高实验测量精度、减小误差；使载荷板(140)承受滚筒(253)垂直挤压力，通过与所述实验钢箱梁(150)间角焊缝(341)传递畸变荷载分量；加载过程中，应实时监测实验钢箱梁(150)的畸变中心侧移量，从而有效控制两侧液压伺服加载组(110)的推进速度与加载力。上述加载方法，还可包括：通过增加板厚或隔板数量，使刚性梁(130)、力分解组件(120)及载荷板(140)等具备较大刚度。本专利技术的有益效果包括：(1)通过采用上述实验加载方案，可有效提取偏心载荷中的畸变荷载部分，直接得到箱梁截面畸变变形及应力分量。(2)通过采用上述实验加载方案，可精确预测箱梁截面畸变应力应变分量与箱梁高度、板元厚度、隔板厚度及位置等参量的关系，从而为实际工程中箱梁尺寸设计提供可靠数据。(3)通过采用上述实验加载方案，可精确测量箱梁危险板元的畸变屈曲临界力，从而为隔板及纵向加劲肋的合理布局提供参考。附图说明图1A为根据本专利技术的一种实施方式的畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置立体图。图1B为根据本专利技术的一种实施方式的畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置平面图。图2.力分解组件局部图。图3.载荷板与实验箱梁间角焊缝示意图。图中，110--液压伺服加载组，120--力分解组件，130--刚性梁，140--载荷板，150--实验钢箱梁，160--千斤顶，170--支架，180--支座，251--正交分解板，252--滚轴，253--滚筒，341--角焊缝。具体实施方式除非另行定义,本实施例中所使用的专业术语与本领域人员所熟悉的意义相同。下面结合实施例和附图,对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。根据一种实施方式，图1和图2为畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载方案，包括：液压伺服加载组110、力分解组件120、刚性梁130、载荷板140、实验钢箱梁150、千斤顶160、支架170、支座180等。所述液压伺服加载组110水平放置，两侧并行同时加载。所述刚性梁130位于所述液压伺服加载组110和所述力分解组件120间。加载过程中，合力需通过所述实验钢箱梁150的畸变中心。所述力分解组件120包括：正交分解板251、滚轴252和滚筒253等，其可将水平加载力正交分解为沿箱梁各板元的切向分力。所述载荷板140承受所述滚筒253垂直挤压力，通过与所述实验钢箱梁150间角焊缝341传递畸变荷载分量。优选地，所述载荷板140为四块，并且所述四块载荷板140呈中心对称，加载时两侧滚筒应253与四块载荷板140同时接触，以提高实验测量精度、减小误差。加载过程中，通过调整千斤顶160，使得液压伺服加载组110、力分解组件120、刚性梁130及实验钢箱梁150等截面中心应处于同一高度，以避免由高差产生的扭转变形。为减小实验钢箱梁150畸变变形的测量误差，可通过增加板厚或隔板数量等，使刚性梁130、力分解组件120及载荷板140等具备较大刚度。为保证液压伺服加载组110的并行加载，加载速度不宜过快。同时，应实时监测管路内部液压油的油压及油温，保证安全。以上所述,仅是本专利技术的实施方式或实施例,并非对本专利技术作任何限制,凡是根据本专利技术技术实质对以上实施方式或实施例所作的任何合理的修改、变更以及等效结构变换,均仍属于本专利技术技术方案的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置，其特征在于，包括：液压伺服加载组(110)、力分解组件(120)、刚性梁(130)、载荷板(140)、实验钢箱梁(150)、千斤顶(160)、支架(170)、支座(180)；其中，所述液压伺服加载组(110)水平放置，两侧并行同时加载；所述刚性梁(130)位于所述液压伺服加载组(110)和所述力分解组件(120)之间，加载过程中，合力需通过所述实验钢箱梁(150)的畸变中心。

【技术特征摘要】
1.一种畸变荷载下钢箱梁结构的实验加载装置，其特征在于，包括：液压伺服加载组(110)、力分解组件(120)、刚性梁(130)、载荷板(140)、实验钢箱梁(150)、千斤顶(160)、支架(170)、支座(180)；其中，所述液压伺服加载组(110)水平放置，两侧并行同时加载；所述刚性梁(130)位于所述液压伺服加载组(110)和所述力分解组件(120)之间，加载过程中，合力需通过所述实验钢箱梁(150)的畸变中心。2.根据权利要求1所述的加载装置，其中具有四块所述载荷板(140)。3.根据权利要求1所述的加载装置，所述力分解组件(120)包括：正交分解板(251)、滚轴(252)和滚筒(253)，其可将水平加载力正交分解为沿箱梁各板元的切向分力。4.根据权利要求1所述的加载装置，所述载荷板(140)承受所述滚筒(253)垂直挤压力，通过与所述实验钢箱梁(150)间角焊缝(341)传递畸变荷载分量。5.根据权利要求1所述的加载装置，四块所述载荷板(140)呈中心对称，加载时两侧所述滚筒应(253)与四块所述载荷板(140)同时接触，以提高实验测量精度、减小误差。6.根据权利要求1所述的加载装置，加载过程中，通过调整所述千斤顶(160)，使得所述液压伺服加载组(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：任扬志，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11