U型梁静载试验方法技术

本发明专利技术提供了一种U型梁静载试验方法，属于土木工程技术领域，包括门式反力架、荷载组件、位移计和数据采集器；包括以下步骤：步骤一，在U型梁上均匀设置若干个测点，并在每一个测点上对应布设一个位移计，位移计的信号输出端均连接数据采集器；步骤二，在U型梁上布置加载设备，加载设备的动力输出端朝向U型梁梁体；步骤三，启动加载设备，向U型梁梁体上施加荷载，对位移计的数据进行采集并记录。本发明专利技术的U型梁静载试验方法，对U型梁在三种不同工况条件下分别进行试验，以准确测试U型梁的静态载荷能力和工作性能，能对U型梁的强度、刚度和稳定性分别进行判断和分析，以便为U型梁在城市轨道交通建设中使用提供依据。

Static Load Test Method of U-Beam

The present invention provides a U-beam static load test method, which belongs to the field of civil engineering technology, including portal reaction frame, load components, displacement meter and data acquisition device. It includes the following steps: first, a number of measuring points are evenly set on the U-beam, and a displacement meter is corresponding to each measuring point, and the signal output terminal of the displacement meter is connected with the data acquisition device; The loading equipment is arranged on the U-shaped beam, and the power output terminal of the loading equipment is oriented towards the U-shaped beam body. Step 3, start the loading equipment, load the U-shaped beam body, and collect and record the data of the displacement meter. The U-shaped beam static load test method of the invention tests U-shaped beam under three different working conditions to accurately test the static load capacity and working performance of U-shaped beam, and can judge and analyze the strength, stiffness and stability of U-shaped beam respectively, so as to provide a basis for the use of U-shaped beam in urban rail transit construction.

【技术实现步骤摘要】
U型梁静载试验方法
本专利技术属于土木工程
，更具体地说，是涉及一种U型梁静载试验方法。
技术介绍
近年来，随着国内轨道交通建设的迅猛发展，U型梁作为一种新型产品逐步进入人们的眼球。U型梁作为一种下承式结构，具有景观效果好、降低建筑高度，对净空要求小的特点。目前我国采用的U型梁结构与传统的槽型梁结构一样，属于一种空间梁、板组合结构，在外部荷载作用下，底板不仅会产生双向弯曲和扭转，还会参与腹板共同工作，受力特点呈现空间性。但与传统的槽型梁结构相比，存在以下不同之处：第一，U型梁仅在纵向张拉预应力钢筋，在横向取消了预应力钢筋；第二，U型梁两侧的腹板不对称；尤其是U型梁在纵向上设置预应力钢筋，受力较复杂，因此需要对其结构形式和性能进行相关的试验，以检验梁体的抗裂安全性，梁体的承载能力和工作状态是否满足设计要求，目前对作用于U型梁上的静态载荷数据缺少试验研究，造成U型梁破坏失稳等，因此急需对U型梁的强度、刚度和稳定性做进一步研究，为U型梁在城市轨道交通建设中提供必要依据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种U型梁静载试验方法，以解决现有技术中存在的缺少对U型梁静态载荷能力和工作状态试验研究，造成U型梁破坏失稳的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种U型梁静载试验方法，包括以下步骤：步骤一，在U型梁上均匀设置若干个测点，并在每一个测点上对应布设一个位移计，若干个所述位移计的信号输出端均连接数据采集器的信号输入端；步骤二，在U型梁上布置加载设备，加载设备的动力输出端朝向U型梁梁体；步骤三，启动加载设备，向U型梁梁体上施加荷载，对位移计的数据进行采集并记录。进一步地，步骤一中包括三种不同工况条件下进行，分别为横向弯曲静载试验、纵向弯曲静载试验和纵向弯曲破坏试验；步骤二中的加载设备包括用于所述横向弯曲静载试验的多组荷载组件、分别用于所述纵向弯曲静载试验和用于所述纵向弯曲破坏试验的门式反力架。设计荷载是所有部件在任何规定期间不发生破坏而承受的荷载。对于纵向弯曲静载试验、横向弯曲静载试验和纵向弯曲破坏试验，对其作用于U型梁上的荷载都有与试验工况相对应的设计荷载，设计荷载是通过理论计算设计出来的，设计荷载与实际荷载存在偏差，就需要通过实际的试验才能把实际荷载测试出来，能为U型梁在城市轨道交通建设中使用提供依据。进一步地，所述荷载组件包括设于U型梁的梁体内的脚手架、设于脚手架的上端的方钢管、固设于方钢管的一端头上的液压千斤顶以及用于向所述液压千斤顶提供动力的液压泵站；方钢管的一端与U型梁一端的内侧面接触、另一端通过液压千斤顶用于推顶U型梁另一端的内侧面，所述方钢管与U型梁的上端面平齐；所述门式反力架包括架体、设于架体上的若干个千斤顶和用于驱动千斤顶动作的驱动系统。进一步地，所述横向弯曲静载试验用于测试U型梁控制截面的挠度，荷载组件施加于U型梁上的荷载要持荷5分钟后对所有数据进行采集；所述纵向弯曲静载试验用于测试U型梁控制截面的挠度和裂纹情况，将U型梁置于门式反力架内部，使门式反力架上的多个千斤顶的推顶端均朝向U型梁的内部梁体上，持荷5分钟后对所有数据进行采集；所述纵向弯曲破坏试验用于测试U型梁的极限抗弯强度，将U型梁置于门式反力架内部，使门式反力架上的多个千斤顶的推顶端均朝向U型梁的内部梁体上，持荷5分钟后对所有数据进行采集。进一步地，所述荷载组件的组数为5-10组，所述方钢管与U型梁接触的一端上设有枕木，所述液压千斤顶的推顶端也设有枕木；所述液压千斤顶推顶U型梁的翼缘板，压力荷载为68KN/m，所述液压千斤顶的作用力按照每级10KN的荷载进行分级加载；所述驱动系统驱动千斤顶作用于U型梁梁体的荷载按每级10KN的荷载进行分级加载。进一步地，对于所述纵向弯曲破坏试验的步骤三，包括(1)千斤顶作用于U型梁上的荷载，要从开始加载至临界U型梁开裂时，按每级10KN荷载加载；(2)从U型梁开裂后到各个控制截面附近有宽度达到0.5mm的裂缝出现时，按每级5KN荷载加载；(3)从U型梁的最大裂缝宽度超过0.5mm到临界结构最终破坏时，按每级3KN荷载加载。进一步地，所述纵向弯曲静载试验中，作用于U型梁上的荷载分两个循环进行，即先进行恒载，然后进行活载，恒载要达到的弯矩为：Mq1＝7339.03KN·m；活载要达到的弯矩为Mq1＝7393.90KN·m。进一步地，所述横向弯曲静载试验中，测点布设在U型梁内侧顶缘和中部，沿U型梁长度方向的测点间距为2m；所述纵向弯曲静载试验中，测点布设在U型梁翼缘板外壁的上部和中部，以及U型梁的底部；沿U型梁的横向测点的间距为2m；所述纵向弯曲破坏试验中，测点布设在U型梁的底部两侧和中间；沿U型梁的横向测点的间距为2m。进一步地，在试验之前做以下试验准备工作：1)在所述门式反力架上方搭设试验棚并将门式反力架罩扣，所述试验棚为立体形，下端开口，长度为5米、宽度为2米、高度为5米；2)使所述门式反力架上的千斤顶的动力端连接至驱动系统上；3)在所述门式反力架的底部设置试验台座，所述U型梁在所述试验台座上试验。进一步地，在所述纵向弯曲破坏试验中，U型梁的破坏准则包括，U型梁完全进入塑性阶段，且持荷作用下结构位移及应变递增，不能保持稳定，即判定U型梁梁体破坏，梁体加载至1.5～1.8倍设计荷载时，即进入塑性阶段，加载至2.5～3.0倍荷载时U型梁梁体破坏，通过分析应变以及梁体变形为终止条件，具体条件如下：1)持荷作用下，梁体竖向变形不断增加，不能稳定；2)持荷作用下，梁体应变不断增加，不能稳定；3)千斤顶出现掉压现象，所加荷载出现下降。进一步地，所述试验棚的材质为不锈钢或硬质塑料；所述试验台座的材质为木质。本专利技术提供的U型梁静载试验方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术的U型梁静载试验方法，对U型梁在三种不同工况条件下分别进行试验，以准确测试U型梁的静态载荷能力和工作性能，按照试验方法的具体步骤试验，能对U型梁的强度、刚度和稳定性分别进行判断，最终得出试验数据，解决了对U型梁静态载荷能力和工作状态试验研究，造成U型梁破坏失稳的技术问题，具有对U型梁的静态载荷能力和工作状态进行充分的研究，分析U型梁的强度、刚度和稳定性，以便为U型梁在城市轨道交通建设中使用提供依据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的U型梁静载试验方法的试验步骤框图；图2为本专利技术实施例提供的U型梁静载试验方法的门式反力架立面图；图3为本专利技术实施例提供的U型梁静载试验方法的门式反力架横断面图；图4为本专利技术实施例提供的U型梁静载试验方法的U型梁横向弯曲静载试验结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的U型梁静载试验方法的U型梁横向弯曲静载试验测点平面布置图；图6为本专利技术实施例提供的U型梁静载试验方法的U型梁纵向弯曲静载试验测点断面布置图；图7为本专利技术实施例提供的U型梁静载试验方法的U型梁纵向弯曲破坏试验测点断面布置图。图中，各附图标记：1-门式反力架；11-抗拔桩；12-门式钢架；13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.U型梁静载试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在U型梁上均匀设置若干个测点，并在每一个测点上对应布设一个位移计，若干个所述位移计的信号输出端均连接数据采集器的信号输入端；步骤二，在U型梁上布置加载设备，加载设备的动力输出端朝向U型梁梁体；步骤三，启动加载设备，向U型梁梁体上施加荷载，对位移计的数据进行采集并记录。

【技术特征摘要】
1.U型梁静载试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在U型梁上均匀设置若干个测点，并在每一个测点上对应布设一个位移计，若干个所述位移计的信号输出端均连接数据采集器的信号输入端；步骤二，在U型梁上布置加载设备，加载设备的动力输出端朝向U型梁梁体；步骤三，启动加载设备，向U型梁梁体上施加荷载，对位移计的数据进行采集并记录。2.如权利要求1所述的U型梁静载试验方法，其特征在于：步骤一中包括三种不同工况条件下进行，分别为横向弯曲静载试验、纵向弯曲静载试验和纵向弯曲破坏试验；步骤二中的加载设备包括用于所述横向弯曲静载试验的多组荷载组件、分别用于所述纵向弯曲静载试验和用于所述纵向弯曲破坏试验的门式反力架。3.如权利要求2所述的U型梁静载试验方法，其特征在于：所述荷载组件包括设于U型梁的梁体内的脚手架、设于脚手架的上端的方钢管、固设于方钢管的一端头上的液压千斤顶以及用于向所述液压千斤顶提供动力的液压泵站；方钢管的一端与U型梁一端的内侧面接触、另一端通过液压千斤顶用于推顶U型梁另一端的内侧面，所述方钢管与U型梁的上端面平齐；所述门式反力架包括架体、设于架体上的若干个千斤顶和用于驱动千斤顶动作的驱动系统。4.如权利要求2所述的U型梁静载试验方法，其特征在于：所述横向弯曲静载试验用于测试U型梁控制截面的挠度，荷载组件施加于U型梁上的荷载要持荷5分钟后对所有数据进行采集；所述纵向弯曲静载试验用于测试U型梁控制截面的挠度和裂纹情况，将U型梁置于门式反力架内部，使门式反力架上的多个千斤顶的推顶端均朝向U型梁的内部梁体上，持荷5分钟后对所有数据进行采集；所述纵向弯曲破坏试验用于测试U型梁的极限抗弯强度，将U型梁置于门式反力架内部，使门式反力架上的多个千斤顶的推顶端均朝向U型梁的内部梁体上，持荷5分钟后对所有数据进行采集。5.如权利要求3所述的U型梁静载试验方法，其特征在于：所述荷载组件的组数为5-10组，所述方钢管与U型梁接触的一端上设有枕木，所述液压千斤顶的推顶端也设有枕木；所述液压千斤顶推顶U型梁的翼缘板，压力荷载为68KN/m，所述液压千斤顶的作用力按照每级10KN的荷载进行分级加载；所述驱动系统驱动千斤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新旭，李秋丽，葛亮亮，刘俊毅，郝子硕，李世萌，王林靖，王朝，李林宝，张恩龙，孔维峰，佘楠，刘亮，
申请(专利权)人：中铁六局集团有限公司，中铁六局集团丰桥桥梁有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11