一种混凝土梁持载腐蚀试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及结构工程技术领域，具体涉及一种混凝土梁持载腐蚀试验装置及方法，所述的装置包括自反力架、滑动连接装置、可调节式拉杆、千斤顶、荷载传感器、分配梁、简支支座、活动支座、试验梁、腐蚀槽、两同步法兰式千斤顶、直流稳压电源、测试装置；所述的试验方法包括四个步骤：1）安装；2）调平；3）试验准备；4）正式试验；本发明专利技术将试验梁底部的支撑装置变为悬挂的方式，使腐蚀槽与支撑装置分离，进而使腐蚀槽可以自由升降，以保证在对试验梁进行相关测试的同时不影响持载试验的进行。同时不影响持载试验的进行。同时不影响持载试验的进行。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土梁持载腐蚀试验装置及方法


[0001]本专利技术属于结构工程
，具体涉及一种混凝土梁持载腐蚀试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]处于滨海环境中的混凝土梁，往往承受较大的荷载，同时还受到周围恶劣环境的作用，对其造成严重的环境腐蚀，荷载和环境腐蚀的共同作用必定会导致混凝土梁性能的退化。为了研究混凝土梁在荷载和腐蚀共同作用下的受力性能，需要使用相应的持载腐蚀试验装置。
[0003]目前，现有的试验装置一部分只考虑了持载或者腐蚀单一因素的作用，中国专利201720568534.3和中国专利201220714488.0中都公开了一种对混凝土梁加载的试验装置，中国专利201520548753.6中公开了一种对混凝土构件腐蚀的试验装置，这些装置只能将持载试验与腐蚀试验分开进行，无法正确模拟混凝土梁在实际工程中的工作状态；另一部分试验装置，如中国专利201410719096.7中公开了一种基于光纤传感的钢筋混凝土腐蚀疲劳试验方法及其装置，此装置虽考虑了荷载和腐蚀的共同作用，但无法在混凝土梁持载腐蚀试验过程中同步进行相关测试，包括裂缝及不直观反映试验结果的宏观观察等。

技术实现思路

[0004]专利技术目的
[0005]本专利技术提出了一种混凝土梁持载腐蚀试验装置及方法，其目的在于解决在混凝土梁持载腐蚀试验过程中，如何保证在对试验梁进行相关测试的同时不影响持载试验的进行方面的问题。
[0006]技术方案：
[0007]一种混凝土梁持载腐蚀试验装置，由自反力架、试件悬挂装置、加载装置、工作台和外接设备组成，其特征在于：该试验装置中，自反力架的加载横梁上翼缘安装试件悬挂装置，下翼缘的中心固定安装加载装置，加载装置与试验梁之间设有简支支座，所述简支支座按四点弯曲的方法布置在试验梁的上端，试验梁两端下表面与试件悬挂装置下端的活动支座的上表面紧密接触，且试验梁与工作台的腐蚀槽对应设置，腐蚀槽下端左右部位的两同步法兰式千斤顶固定安装在自反力架的底座上翼缘。
[0008]所述自反力架中，加载横梁和底座的两端分别与左、右立柱通过螺栓固定连接。
[0009]所述试件悬挂装置中，滑动连接装置的钢垫板通过螺栓固定在加载横梁的上翼缘且中间设有沿加载横梁方向的滑槽，两个滑动连接轴对称设置在滑槽的左右两侧，活动支座通过可调节式拉杆与滑动连接轴相连，试验梁两端设置在活动支座上，位移计设置在试验梁跨中截面上方及两活动支座截面上方。
[0010]所述加载装置中，千斤顶通过螺栓固定连接在加载横梁下翼缘板中间位置；分配梁顶部中心位置与千斤顶端部中心位置相对应，两者之间安装有载荷传感器；简支支座的
上垫板与分配梁的下表面紧密接触，下垫板与试验梁的上表面紧密接触，所述简支支座为固定铰支座和滚动铰支座。
[0011]所述工作台中，两同步法兰式千斤顶通过螺栓固定安装在底座上翼缘，腐蚀槽置于两同步法兰式千斤顶上，通过两同步法兰式千斤顶控制腐蚀槽的升降；在腐蚀槽内底部铺设阴极板。
[0012]试验梁的横截面为矩形，以截面积不小于1mm2的铜导线将其内纵筋全部串联，最后从其中一根纵筋的端部引出，各连接点用环氧树脂密封，纵筋与箍筋交汇处用PVC管隔离，液面以下箍筋部分涂刷环氧树脂；腐蚀槽内表面及活动支座和可调节式拉杆在溶液以下的浸泡部分均涂有环氧树脂层，其涂层厚度不小于1mm；所述腐蚀槽的内槽长度比试验梁的长度大200～500mm，宽度比梁底活动支座的滚轴长度大100～200mm；槽内底板放置不锈钢板作阴极板，槽内电解液采用浓度为3～5％的NaCl溶液；两同步法兰式千斤顶的法兰直径不小于腐蚀槽宽度的1/2，可升降距离不小于腐蚀槽高度的两倍。
[0013]所述的滑动连接装置中，钢垫板通过螺栓固定在加载横梁上翼缘，钢垫板中间设有沿加载横梁方向的滑槽，两个滑动连接轴对称设置在滑槽的左右两侧，滑动连接轴前、后两端设置限位板，滑动连接轴沿滑槽方向平移，钢垫板长度根据试验梁长度计算确定；滑槽长度根据试验梁计算跨度的最大值计算确定；所述的可调节式拉杆包括上连杆、螺筒和下连杆，上、下连杆一端为扣环，另一端为一定长度的外螺纹，中间部分为无螺纹的光杆，上下连杆与螺筒通过螺纹连接，螺筒内上下螺纹的旋向相反；除螺纹旋向与上连杆相反外，下连杆的其他构造均与上连杆相同，上连杆的扣环与滑动连接轴相连，下连杆的扣环与活动支座的滚轴相连，滚轴的长度大于试验梁的宽度，上、下连杆螺纹长度根据可调节式拉杆最大使用荷载通过计算确定；在上、下连杆的光杆处和螺筒中部外表面分别嵌套一个六角螺帽，通过扳手调节可调节式拉杆长度。
[0014]所述外接设备中，直流稳压电源的正极与从试验梁纵筋引出的铜导线相连，负极与腐蚀槽内的阴极板相连；荷载传感器与位移计通过应变采集系统接入计算机，通过计算机对施加的荷载和试验梁的位移变形进行实时监控和数据采集。
[0015]一种混凝土梁持载腐蚀装置的试验方法，其特征在于，按照以下步骤执行：
[0016]步骤一、安装：首先将千斤顶固定在加载横梁下翼缘板中间位置，然后根据试验梁计算跨度，在滑槽的左右两侧对称布置两滑动连接轴并用螺栓固定，同时根据计算跨度在试验梁正背面标记出活动支座位置，然后将试验梁暂放在两同步法兰式千斤顶上，且千斤顶两法兰的位置要在两活动支座的内侧，根据标记位置在试验梁底部布置活动支座，活动支座通过可调节式拉杆与滑动连接轴相连，并保证活动支座的上垫板与试验梁的下表面紧密接触，然后降下两同步法兰式千斤顶，将腐蚀槽放置在两同步法兰式千斤顶上；按照四点弯曲的方法在试验梁顶部两个四分点处放置两个简支支座，将分配梁放置在两简支支座上，并在分配梁顶部中心位置和千斤顶端部中心位置之间设置荷载传感器。
[0017]步骤二、调平：在试验梁安装完成后，用水平尺测量试验梁的水平度，调平时，先将上连杆和下连杆用扳手固定，然后再通过旋转螺筒同时对上连杆和下连杆的长度进行微调，使试验梁保持水平。
[0018]步骤三、试验准备：位移计设置在试验梁跨中截面上方及两活动支座截面上方，荷载传感器与位移计通过应变采集系统接入计算机；测试装置安装完成后，对试验梁进行两
次预加载。
[0019]腐蚀槽底部放置阴极板，通过两同步法兰式千斤顶提升腐蚀槽并在腐蚀槽内注入3～5％的NaCl溶液，液面高度要保证刚好可以淹没试验梁的受拉纵筋，直流稳压电源的正极与从纵筋引出的铜导线相连，负极与腐蚀槽内的阴极板相连，静置48h后，接通电源开始试验。
[0020]步骤四、正式试验：首先由千斤顶通过力控制来施加目标荷载，然后通过分配梁下的简支支座传给试验梁作为加载力，当加至预定荷载时，接通直流稳压电源并调整电流大小达到目标值；荷载的大小、梁跨中挠度值及两端支座沉降值分别通过荷载传感器和位移计与应变采集系统相连接测得，并外接计算机对施加的荷载和试验梁的位移变形进行实时监控和数据采集。
[0021]所述步骤四中，在定时进行裂缝观测时，通过两同步法兰式千斤顶降下腐蚀槽，将照相机固定在需要拍摄的位置对试验梁进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土梁持载腐蚀试验装置，由自反力架、试件悬挂装置、加载装置、工作台和外接设备组成，其特征在于：该试验装置中，自反力架的加载横梁(2)上翼缘安装试件悬挂装置，下翼缘的中心固定安装加载装置，加载装置与试验梁(12)之间设有简支支座，所述简支支座按四点弯曲的方法布置在试验梁(12)的上端，试验梁(12)两端下表面与试件悬挂装置下端的活动支座(13)的上表面紧密接触，且试验梁(12)与工作台的腐蚀槽(15)对应设置，腐蚀槽(15)下端左右部位的两同步法兰式千斤顶(16)固定安装在自反力架的底座(17)上翼缘。2.根据权利要求1所述的一种混凝土梁持载腐蚀试验装置，其特征在于：所述自反力架中，加载横梁(2)和底座(17)的两端分别与左、右立柱(1)通过螺栓(4)固定连接。3.根据权利要求1所述的一种混凝土梁持载腐蚀试验装置，其特征在于：所述试件悬挂装置中，滑动连接装置(3)的钢垫板(3
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1)通过螺栓(4)固定在加载横梁(2)的上翼缘且中间设有沿加载横梁方向的滑槽，两个滑动连接轴(3
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2)对称设置在滑槽的左右两侧，活动支座(13)通过可调节式拉杆(5)与滑动连接轴(3
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2)相连，试验梁(12)两端设置在活动支座(13)上，位移计(11)设置在试验梁(12)跨中截面上方及两活动支座(13)截面上方。4.根据权利要求1所述的一种混凝土梁持载腐蚀试验装置，其特征在于：所述加载装置中，千斤顶(6)通过螺栓(4)固定连接在加载横梁(2)下翼缘板中间位置；分配梁(8)顶部中心位置与千斤顶(6)端部中心位置相对应，两者之间安装有载荷传感器(7)；简支支座的上垫板与分配梁(8)的下表面紧密接触，下垫板与试验梁(12)的上表面紧密接触，所述简支支座为固定铰支座(9)和滚动铰支座(10)。5.根据权利要求1所述的一种混凝土梁持载腐蚀试验装置，其特征在于：所述工作台中，两同步法兰式千斤顶(16)通过螺栓(4)固定安装在底座(17)上翼缘，腐蚀槽(15)置于两同步法兰式千斤顶(16)上，通过两同步法兰式千斤顶(16)控制腐蚀槽(15)的升降；在腐蚀槽(15)内底部铺设阴极板(14)。6.根据权利要求1所述的一种混凝土梁持载腐蚀试验装置，其特征在于：试验梁(12)的横截面为矩形，以截面积不小于1mm2的铜导线将其内纵筋全部串联，最后从其中一根纵筋的端部引出，各连接点用环氧树脂密封，纵筋与箍筋交汇处用PVC管隔离，液面以下箍筋部分涂刷环氧树脂；腐蚀槽(15)内表面及活动支座(13)和可调节式拉杆(5)在溶液以下的浸泡部分均涂有环氧树脂层，其涂层厚度不小于1mm；所述腐蚀槽(15)的内槽长度比试验梁(12)的长度大200～500mm，宽度比梁底活动支座(13)的滚轴长度大100～200mm；槽内底板放置不锈钢板作阴极板，槽内电解液采用浓度为3～5％的NaCl溶液；两同步法兰式千斤顶的法兰直径不小于腐蚀槽宽度的1/2，可升降距离不小于腐蚀槽高度的两倍。7.根据权利要求3所述的一种混凝土梁持载腐蚀试验装置，其特征在于：所述的滑动连接装置(3)中，钢垫板(3
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1)通过螺栓固定在加载横梁(2)上翼缘，钢垫板(3
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1)中间设有沿加载横梁(2)方向的滑槽，两个滑动连接轴(3
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2)对称设置在滑槽的左右两侧，滑动连接轴(3
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2)前、后两端设置限位板(3
‑
3)，滑动连接轴(3
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2)沿滑槽方向平移，钢垫板(3
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1)长度根据试验梁长度计算确定；滑槽长度根据试验梁(12)计算跨度的最大值计算确定；所述的可调节式拉杆(5)包括上连杆(5
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1)、螺筒(5
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2)和下连杆(5
‑
3)，上、下连杆一端为扣环(5
‑1‑
1)，另一端为一定长度的外螺纹，中间部分为无螺纹的光杆，上下连杆与螺筒(5
‑
2)通过螺纹连接，螺筒(5
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2)内上下螺纹的旋向相反；除螺纹旋向与上连杆(5

【专利技术属性】
技术研发人员：余芳，朱祥龙，姚大立，黄志强，王海军，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：