一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置及方法，包括可调节刚度钢梁、连接件、简支支座及加载垫板，可调节刚度钢梁包括第一可调节刚度钢梁和第二可调节刚度钢梁，连接件包括第一连接件和第二连接件，第一连接件与第一可调节刚度钢梁的一端连接，第二连接件与第二可调节刚度钢梁的一端连接。试件固定连接在第一连接件与第二连接件之间，简支支座包括固定铰支座和滑动铰支座，分别设置在两个可调节刚度钢梁的下部且相对试件对称设置。通过设计的可调节刚度钢梁与连接件形成的接头连接质量的模拟测试装置，可进行多种规格的PC管桩的接头抗弯试验，提高了试验效率、节省大量试验成本，还避免产生废弃混凝土从而减轻环境负担。

【技术实现步骤摘要】
一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置及方法
本专利技术涉及土木工程耐久性实验领域，具体涉及一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置及方法。
技术介绍
预应力混凝土管桩(以下简称“PC管桩”)因其单桩竖向承载力高、生产技术成熟、质量可控且稳定、施工方便等优点，广泛应用于基础工程当中。由于预制生产设备、桩基施工设备的限制以及基于运输方便的考虑，单节预制桩长通常被控制在一定范围内。根据《预应力混凝土管桩图集》(10G409)的要求，管桩的单桩节长从7m到30m不等，而较为常见的管桩的单桩节长为15m左右，因此在实际工程中要求桩长较长时，通常需要进行接桩。接桩的方式主要分为两种，焊接方式和机械连接方式。保证管桩接头的连接质量对控制预应力管桩基础的工作性能以及保障整个工程的安全都具有重要意义。实际工程中，沉入地下的混凝土管桩很有可能长时间处于地下水位线以下，钢材制作的管桩连接接头在长期持续接触地下水的过程中会发生锈蚀现象，这会对其力学性能产生一定削弱作用，长期积累会严重影响管桩的寿命和桩基的安全使用。因此，对于管桩接头的耐久性应给予足够重视，有必要针对实际管桩接头进行耐久性试验。目前，PC管桩接头的力学性能试验方法主要依据国家规范《先张法预应力混凝土管桩》(GB13476-2009)中的规定，以实际工厂预制管桩作为原材料，将其切割后端板对端板进行焊接或机械连接制成试件，再进行四点加载试验。然而，进行耐久性试验时，工况数量一般较多，若按照前述方法进行试验会存在以下问题：(1)所需的完整管桩数量较多，制作试件的切割和连接的工作量较大并且非常繁琐；(2)要求人工模拟环境试验箱的容量较大，放置试件所需的空间条件很难满足；(3)试件的吊装和搬运非常不便，存在一定安全隐患；(4)进行管桩接头试验后遗留较多的混凝土废弃物，较难处理，也造成环境负担；(5)试验成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的问题，提供一种结构简单，便于进行PC管桩接头模拟测试的装置及方法。为了解决上述问题，本专利技术按以下技术方案予以实现：本专利技术提供的一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试，包括可调节刚度钢梁，所述可调节刚度钢梁包括第一可调节刚度钢梁和第二可调节刚度钢梁；连接件，所述连接件包括用于连接待测工件以便后续对工件进行测试的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第一可调节刚度钢梁的一端连接，所述第二连接件与所述第二可调节刚度钢梁的一端连接；简支支座，所述简支支座设置在所述第一可调节刚度钢梁和所述第二可调节刚度钢梁的下部。进一步地，所述可调节刚度钢梁包括内置梁和外框梁，所述内置梁为“H”型钢梁，所述外框梁为空心的箱型外框梁，所述箱型外框梁套设在所述“H”型钢梁外部，所述箱型外框梁与所述“H”型钢梁通过抗剪螺栓固定连接。进一步地，所述连接件包括盖板，所述盖板为槽形钢，所述盖板上焊接有若干加劲肋板，若干所述加劲肋板等夹角焊接在所述盖板上，所述加劲肋板的另一端焊接有母板，所述母板上设置有通孔；所述盖板的两个翼缘板分别与所述箱型外框梁一端的上部和下部通过螺栓相配合连接，所述盖板的侧边上焊接有“L”型耳板，所述耳板通过螺栓与所述箱型外框梁的侧翼连接。进一步地，还包括试件，所述试件固定连接在所述第一连接件与所述第二连接件之间。进一步地，所述试件由两个管桩端板通过焊接或机械连接而成，所述管桩端板穿过连接有耐腐蚀螺纹销钉，所述耐腐蚀螺纹销钉将所述管桩端板与所述连接件固定连接在一起。进一步地，所述简支支座包括固定铰支座和滑动铰支座，所述固定铰支座固定连接在所述第一可调节刚度钢梁的下部，所述滑动铰支座固定连接在所述第二可调节刚度钢梁的下部，且所述固定铰支座与所述滑动铰支座对称设置。进一步地，所述可调节刚度钢梁的上部设置有用于承载外部加载设备的加载垫板，所述加载垫板对称设置。进一步地，所述加载垫板上设置有凹槽，所述外部加载设备抵接在所述凹槽上。一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试方法，包括以下步骤：S1、根据所要测试的PC管桩规格，选择箱型外框梁以及“H”型钢梁，并确定所述“H”型钢梁的配置数量；S2、将所述“H”型钢梁置于所述箱型外框梁的内部，将二者连接固定，组成可调节刚度钢梁，使所述可调节刚度钢梁的抗弯刚度与所要测试的PC管桩的抗弯刚度相同或相近，按此方式组装两根所述可调节刚度钢梁，即第一可调节刚度钢梁和第二可调节刚度钢梁；S3、根据所要测试的PC管桩规格，选择连接件，将所述连接件盖板的两个翼缘板分别与所述箱型外框梁一端的上部和下部进行可拆卸的固定连接，形成所述连接件与所述可调节刚度钢梁之间竖直方向的连接；将所述盖板两侧的“L”型耳板分别与所述箱型外框梁的左右侧翼板进行可拆卸的固定连接，形成所述连接件与所述可调节刚度钢梁之间水平方向的连接，按上述将所述连接件与所述可调节刚度钢梁的连接方式，将两个所述连接件分别与两个所述可调节刚度钢梁连接，即第一连接件与所述第一可调节刚度钢梁连接，第二连接件与所述第二可调节刚度钢梁连接；S4、依据耐久性试验设计的环境进行有针对性地选择不同材料的耐腐蚀螺纹销钉，以保证所述耐腐蚀螺纹销钉在该环境中不发生明显腐蚀，取两个管桩端板，将所述耐腐蚀螺纹销钉嵌入所述管桩端板自有的钢筋锚孔中，再通过焊接或机械连接的方式将两个所述管桩端板连接在一起，组成试件；S5、根据耐久性试验设计的环境工况数以及每种工况下的重复试验数准备相应数量的所述试件，将所述试件置于设计环境中；S6、当所述试件达到工况要求的状态后从设计环境中取出进行试验，所述试件两侧的所述耐腐蚀螺纹销钉分别穿过两个所述连接件中所述母板上预留的通孔，在所述母板的另一侧以螺母固定，形成所述试件与所述连接件的连接固定；S7、根据所要测试的PC管桩规格，设置固定铰支座和滑动铰支座之间的水平距离，并相对于试件对称地放置于两根所述可调节刚度钢梁的底部，再通过支座螺栓与所述箱型外框梁的下部翼板连接固定；S8、根据所要测试的PC管桩规格，设置两个加载垫板的水平距离，并相对于试件对称地固定于两根所述可调节刚度钢梁的顶部，随后进行加载试验；S9、加载试验完成后，旋下所述螺母，可将所述试件从所述连接件上卸下；S10、重复S6-S9的步骤直至完成所有工况下的试验。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的一种预应力混凝土管桩接头测试装置及方法，通过设计的可调节刚度钢梁与连接件形成的接头连接质量的模拟测试装置，可进行多种规格的PC管桩的接头抗弯试验。该装置中的接头试件占据空间很小，因此在耐久性试验中，人工模拟侵蚀环境所需要的空间得以大大压缩。更优的，本装置中的试件方便拆装，吊装搬运工作量锐减，减少安全隐患。提高了试验效率、节省大量试验成本，还避免产生废弃混凝土从而减轻环境负担。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1是本专利技术所述一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置的结构示意图；图2是本专利技术所述可调节刚度钢梁的结构示意图；图3是本专利技术所述连接件的结构示意图；图4是本专利技术所述试件的结构示意图；图5是本专利技术所述试件的分解结构示意图；图6是本专利技术所述简支支座的结构示意图；图7是本专利技术所述加载垫板的结构示意图；图中：1-可调节刚度钢梁；1a本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置，其特征在于，包括：可调节刚度钢梁，所述可调节刚度钢梁包括第一可调节刚度钢梁和第二可调节刚度钢梁；连接件，所述连接件包括用于连接待测工件以便后续对工件进行测试的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第一可调节刚度钢梁的一端连接，所述第二连接件与所述第二可调节刚度钢梁的一端连接；简支支座，所述简支支座设置在所述第一可调节刚度钢梁和所述第二可调节刚度钢梁的下部。

【技术特征摘要】
1.一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置，其特征在于，包括：可调节刚度钢梁，所述可调节刚度钢梁包括第一可调节刚度钢梁和第二可调节刚度钢梁；连接件，所述连接件包括用于连接待测工件以便后续对工件进行测试的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第一可调节刚度钢梁的一端连接，所述第二连接件与所述第二可调节刚度钢梁的一端连接；简支支座，所述简支支座设置在所述第一可调节刚度钢梁和所述第二可调节刚度钢梁的下部。2.根据权利要求1所述的一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置，其特征在于，所述可调节刚度钢梁包括内置梁和外框梁，所述内置梁为“H”型钢梁，所述外框梁为空心的箱型外框梁，所述箱型外框梁套设在所述“H”型钢梁外部，所述箱型外框梁与所述“H”型钢梁通过抗剪螺栓固定连接。3.根据权利要求1所述的一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置，其特征在于，所述连接件包括盖板，所述盖板为槽形钢，所述盖板上焊接有若干加劲肋板，若干所述加劲肋板等夹角焊接在所述盖板上，所述加劲肋板的另一端焊接有母板，所述母板上设置有通孔；所述盖板的两个翼缘板分别与所述箱型外框梁一端的上部和下部通过螺栓相配合连接，所述盖板的侧边上焊接有“L”型耳板，所述耳板通过螺栓与所述箱型外框梁的侧翼连接。4.根据权利要求1所述的一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置，其特征在于，还包括试件，所述试件固定连接在所述第一连接件与所述第二连接件之间。5.根据权利要求4所述的一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置，其特征在于，所述试件由两个管桩端板通过焊接或机械连接而成，所述管桩端板穿过连接有耐腐蚀螺纹销钉，所述耐腐蚀螺纹销钉将所述管桩端板与所述连接件固定连接在一起。6.根据权利要求1所述的一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置，其特征在于，所述简支支座包括固定铰支座和滑动铰支座，所述固定铰支座固定连接在所述第一可调节刚度钢梁的下部，所述滑动铰支座固定连接在所述第二可调节刚度钢梁的下部，且所述固定铰支座与所述滑动铰支座对称设置。7.根据权利要求1所述的一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置，其特征在于，所述可调节刚度钢梁的上部设置有用于承载外部加载设备的加载垫板，所述加载垫板对称设置。8.根据权利要求1所述的一种针对耐久性试验的PC管桩接头模拟测试装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张硕，唐孟雄，刘春林，胡贺松，
申请(专利权)人：广州市建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44