一种测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置，包括：试验台；固定在试验台上的反力架，反力架侧壁对称设有两块固定块，固定块下方设有沿反力架上下移动的横向加载杆；拉伸系统，分为上拉伸件与下拉伸件，上拉伸件上端与反力架顶部固定，下拉伸件下端与横向加载杆固定，上拉伸件下端与下拉伸件上端与混凝土试件固定，固定块和横向加载杆之间对称设置千斤顶；固定于反力架侧壁上的往复弯曲系统；条件试验循环系统，用于提供混凝土试件试验环境；数据采集控制器。利用本实用新型专利技术的装置进行试验，具有真实准确、简单可操作，造价低廉等特点，最大限度的接近输电铁塔混凝土桩基在盐蚀或冻融环境下同时承受拉伸与往复风荷载作用的工况。

A device for testing durability of concrete with stretching and reciprocating bending

The utility model discloses a device for testing the durability of tension and reciprocating bending concrete, which comprises a test stand, a reaction frame fixed on the test stand, two fixed blocks symmetrically arranged on the side wall of the reaction frame, and a transverse loading rod moving up and down along the reaction frame under the fixed block; and a tension system, which is divided into an up-tension part and a down-tension part. Extensions, upper end of upper tension part and top of reaction frame are fixed, lower end of lower tension part and transverse loading bar are fixed, lower end of upper tension part and upper end of lower tension part and concrete specimen are fixed, jacks are symmetrically set between fixed block and transverse loading bar, reciprocating bending system fixed on side wall of reaction frame, conditional test cycle system It is used to provide concrete test environment and data acquisition controller. The device of the utility model has the characteristics of real, accurate, simple and operable, low cost and so on. It is close to the working condition of concrete pile foundation of transmission tower under both tension and reciprocating wind loads in the environment of salt erosion or freeze-thaw.

【技术实现步骤摘要】
一种测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置
本技术涉及混凝土强度与耐久性试验领域，尤其是涉及一种测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置。
技术介绍
新疆具有广袤的土地及丰富的风力资源，输电线路穿越戈壁、绿洲，将能源输送到本地千家万户，也输送到内地大城小镇。电力能源的输送离不开输电铁塔，支撑输电铁塔的混凝土桩的长久安全直接关系到输电铁塔以及整个输电线路的安全。支撑铁塔的混凝土桩承受风的往复作用(往复弯曲)，同时迎风侧的桩由于铁塔的倾倒趋势承受拉伸作用，即支撑铁塔的混凝土桩同时轴向拉伸及往复弯曲的耦合作用，而且，新疆地表盐渍化严重，每年盐蚀导致大量基础设施损坏。除此之外，新疆属于季冻区，冬季地表温度低于冰点，混凝土空隙中的水变成冰晶体积膨胀，同时混凝土外的未冻结水向混凝土内冰结晶迁移，导致混凝土中空隙中的冰晶体积急剧增大，冰晶体积急剧增大在混凝土内部产生巨大的劈裂力，表现在宏观上质量损失，完整性下降，强度降低，夏季温度变暖，冰晶消失，周而复始，研究表明水分补充是冻胀的主要原因，每年由于冻融导致大量基础设施损坏。目前国内外可用于测试混凝土耐久性仪器设备很多，测试混凝土强度的设备也有报道。但是针对新疆特殊地域条件和塔基的受力特点，即测试盐蚀或冻融环境下承受拉伸与往复弯曲耦合作用混凝土耐久性的试验装置及方法却鲜有人研究。
技术实现思路
本技术提供一种测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置，具有真实准确、简单可操作，造价低廉等特点，最大限度的接近输电铁塔混凝土桩基在盐蚀或冻融环境下同时承受拉伸与往复风荷载作用的工况，为承受较大风荷载且盐渍土或冻土广布地区的输电铁塔混凝土桩基的研究提供技术支持和理论指导。一种测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置，包括：试验台；反力架，固定在试验台上，反力架侧壁对称设有两块固定块，所述固定块下方设有沿反力架上下移动的横向加载杆；拉伸系统，分为上拉伸件与下拉伸件，所述上拉伸件上端与反力架顶部固定，所述下拉伸件下端与横向加载杆固定，所述上拉伸件下端与下拉伸件上端均设有黏贴板，所述固定块和横向加载杆之间对称设置千斤顶；往复弯曲系统，固定于反力架侧壁上，用于对混凝土试件提供往复弯曲载荷；条件试验循环系统，用于提供混凝土试件的试验环境；数据采集控制器，与拉伸系统和往复弯曲系统电连接。本技术通过拉伸系统、往复弯曲系统协同作用，使其可以同时作用于混凝土试件上以达到模拟混凝土同时承受拉伸、往复弯曲的工况。作为优选，所述上拉伸件上端通过球铰与反力架顶部固定，所述下拉伸件下端通过球铰与横向加载杆固定。作为优选，所述黏贴板可以为铜板，试验时用高强树脂胶将黏贴铜板固定于混凝土试件上下端面。通过设置黏贴铜板，使轴向拉伸的作用力更加均匀的作用在混凝土表面。作为优选，所述上拉伸件下端、下拉伸件上端均通过8根对称布置螺栓与黏贴铜板固定。作为优选，所述千斤顶与横向加载杆之间设有第一压力传感器，所述第一压力传感器与数据采集控制器电连接。通过调节千斤顶，使可上下移动的横向加载杆向下移动，对混凝土试件产生轴向拉伸作用，混凝土试件的轴向拉伸作用强度通过第一压力传感器测得。本技术装置中，所述往复弯曲系统包括：电动缸；固定在电动缸底部与反力架侧壁之间的第二压力传感器；与电动缸顶部的伸缩杆连接，用于固定混凝土试件的试件固定环；所述电动缸、第二压力传感器与数据采集控制器电连接。本技术利用电动缸的往复直线运动为混凝土试件往复弯曲提供动力，电动缸作用于试件固定环，既可保证力的有效传递又可防止电动缸直接作用于混凝土试件造成应力集中引起的混凝土试件破坏。作为优选，所述电动缸顶部的伸缩杆与试件固定环之间设有荷载调节垫片。由于电动缸的位移是固定的，通过荷载调节垫片来调节电动缸对混凝土的弯曲作用，垫片越多，荷载越大。作用大小通过位于电动缸与反力架之间的第二压力传感器值计算得到。本技术装置中，所述条件试验循环系统可以为盐蚀系统，所述的盐蚀系统包括：橡胶套，包裹在混凝土试件外侧，并用沙土填充之间的空隙；密封橡胶圈，位于混凝土试件端部将混凝土试件与橡胶套密封；马氏瓶，装有盐水，与橡胶套相连，通过进气管调节盐水在混凝土试件的浸没高度。混凝土试件上下两端利用橡胶圈密封防止盐水漏出，马氏瓶灌满待用盐水与橡胶套相连，对混凝土试件提供恒定盐蚀水位，混凝土试件盐蚀水位以上部分利用沙土的毛细作用进行盐蚀，以此最大限度的模拟真实环境。作为优选，所述条件试验循环系统还可以为冻融系统，所述冻融系统包括：橡胶套，包裹在混凝土试件外侧，并用沙土填充之间的空隙；密封橡胶圈，位于混凝土试件端部将混凝土试件与橡胶套密封；马氏瓶，装有纯水，与橡胶套相连，通过进气管调节纯水在混凝土试件的浸没高度；冻融环境试验箱，包裹所述试验台、反力架、拉伸系统和往复弯曲系统以提供冻融环境。一种利用上述任一技术方案所述测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置进行试验的方法，包括以下步骤：步骤1，拉伸系统、往复弯曲系统和条件试验循环系统相互配合，将混凝土试件固定在反力架内；步骤2，同时等量调节拉伸系统中千斤顶，推动横向加载杆向下移动迫使其拉伸混凝土试件，当数据采集控制器采集到拉力达到设定数值时停止加载，这时混凝土轴向拉应力为：其中，σ1为混凝土试件轴向拉应力，F1为数据采集控制器采集到拉伸系统的拉力，A为混凝土试件截面面积；步骤3，通过数据采集控制器控制往复弯曲系统的直线运动往复频率对混凝土试件施加往复弯曲荷载，并由数据采集控制器记录荷载F2，则往复弯曲系统对混凝土试件施加的弯矩值为：其中，M为混凝土试件承受的往复弯曲最大弯矩值，F2为数据采集控制器采集的往复弯曲系统的压力值，L为混凝土试件长度；步骤4，将试验完成混凝土试件取出，置于万能混凝土压缩试验机上得到混凝土试件轴心抗压强度标准值，然后计算立方体抗压强度标准值，计算公式为：其中，fcu,k为立方体抗压强度标准值，fck为轴心抗压强度标准值，αc1为棱柱体强度与立方体强度的比值，αc2为混凝土脆性系数。本技术通过拉伸系统、往复弯曲系统和条件试验循环系统的协同作用，使其可以同时作用于混凝土试件上，最大限度的接近输电铁塔混凝土桩基在盐蚀或冻融环境下同时承受拉伸与往复风荷载作用的工况；该装置结构简单，方便操作，通过调节千斤顶及荷载调节垫片，可以较大范围的调节拉伸力以及往复弯曲作用力的大小，采集大量数据用于研究分析，为承受较大风荷载且盐渍土或冻土广布地区的输电铁塔混凝土桩基的研究提供技术支持和理论指导。附图说明图1为本技术装置带盐蚀系统的结构示意图；图2为上拉伸件与下拉伸件的结构示意图；图3为往复弯曲系统的结构示意图；图4为盐蚀系统的结构示意图；图5为本技术装置带冻融系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步的描述：如图1所示，一种测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置，包括试验台1、反力架2、拉伸系统、往复弯曲系统3、条件试验循环系统和数据采集控制器5。本实施例中，条件试验循环系统采用盐蚀系统4。反力架2安装在试验台1上，反力架2侧壁对称设有两块固定块6，固定块6下方设有可以沿反力架2上下移动的横向加载杆7。拉伸系统包括上拉伸件、下拉伸件、千斤顶8以及第一压力传感器9。上拉伸件上端通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置，其特征在于，包括：试验台；反力架，固定在试验台上，反力架侧壁对称设有两块固定块，所述固定块下方设有沿反力架侧壁上下移动的横向加载杆；拉伸系统，分为上拉伸件与下拉伸件，所述上拉伸件上端与反力架顶部固定，所述下拉伸件下端与横向加载杆固定，所述上拉伸件下端与下拉伸件上端均设有黏贴板，所述固定块和横向加载杆之间对称设置千斤顶；往复弯曲系统，固定于反力架侧壁上，用于对混凝土试件提供往复弯曲载荷；条件试验循环系统，用于提供混凝土试件的试验环境；数据采集控制器，与拉伸系统和往复弯曲系统电连接。

【技术特征摘要】
1.一种测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置，其特征在于，包括：试验台；反力架，固定在试验台上，反力架侧壁对称设有两块固定块，所述固定块下方设有沿反力架侧壁上下移动的横向加载杆；拉伸系统，分为上拉伸件与下拉伸件，所述上拉伸件上端与反力架顶部固定，所述下拉伸件下端与横向加载杆固定，所述上拉伸件下端与下拉伸件上端均设有黏贴板，所述固定块和横向加载杆之间对称设置千斤顶；往复弯曲系统，固定于反力架侧壁上，用于对混凝土试件提供往复弯曲载荷；条件试验循环系统，用于提供混凝土试件的试验环境；数据采集控制器，与拉伸系统和往复弯曲系统电连接。2.根据权利要求1所述的测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置，其特征在于，所述上拉伸件上端通过球铰与反力架顶部固定，所述下拉伸件下端通过球铰与横向加载杆固定。3.根据权利要求1所述的测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置，其特征在于，所述黏贴板为铜板。4.根据权利要求1所述的测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置，其特征在于，所述上拉伸件下端、下拉伸件上端均通过8根对称布置螺栓与黏贴板固定。5.根据权利要求1所述的测试拉伸与往复弯曲混凝土耐久性的装置，其特征在于，所述千斤顶与横向加载杆之间设有第一压力传感器，所述第一压力传感器与数据采集控制器电连接。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，朱连勇，杨保存，葛广华，黎亮，王荣，
申请(专利权)人：塔里木大学，
类型：新型
国别省市：新疆,65