测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能系统，其中包括加载组件、加载工装、组合桥面板试件、地锚工装，组合板元能反映出实际组合桥面板力学性能，偏心距通过调节上下部端板形心与组合板元形心相对距离设置；作动器通过带动加载工装和试件共同变形实现荷载传递，试验时通过设置作动器加载速率及荷载值对组合桥面板试件进行大吨位拉压加载；最后根据试验数据即可得到组合桥面板偏心受力性能指标。与现有技术相比，本实用新型专利技术试验方法可大幅减小组合桥面板试件尺寸，试件受力明确，试验过程简便且结果可信，对不同加载吨位、不同偏心距的偏心拉压试验均适用，工装构造简单且可重复使用，节约试验成本。节约试验成本。节约试验成本。

【技术实现步骤摘要】
测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能系统


[0001]本技术涉及组合桥面板偏载试验装置
，尤其是涉及一种测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能系统。

技术介绍

[0002]桥面板是桥梁中直接承担车辆荷载的关键构件。将高性能混凝土与钢桥面板组合形成组合桥面板能够提升桥面板刚度及抗疲劳性能。然后，桥面板受力具有复杂性，它还是桥梁主梁抗弯的重要组成部分。随着高力学性能水泥基复合材料的不断涌现，组合桥面板构造在桥梁中的应用越来越多。
[0003]目前，针对组合桥面板受力性能的测试主要是集中在组合桥面板体系受力特点，主要包括局部疲劳、桥面板抗弯等问题。组合桥面板对桥梁主梁整体受力性能的影响规律则鲜有涉及。这其中的关键原因之一就在于相关的试验方法还不成熟。要对主梁中的组合桥面板受力性能进行试验研究，一般需考虑进行足尺节段主梁抗弯试验，试验规模大、成本高、效率低下。实际上组合桥面板在主梁中的受力状态类似于偏心受力，但目前针对组合桥面板偏心荷载下的受力性能测试方法十分少见。虽然已有的专利中存在不少结构柱的偏心加载装置和方法，但大多只适用于偏心受压、或者因装置较为复杂而导致加载吨位不能太大。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能系统，提供了一种大吨位偏拉及偏压荷载作用下的组合桥面板受力性能的测试方法，该方法可满足不同偏心加载吨位与偏心距的要求，试验方法简单且结果直观可信，适用范围广。
[0005]对于组合桥面板在大吨位偏心受力状态下试验装置技术、测试方法等并不成熟。另一方面，若通过数值有限元分析来进行模拟，则需要建立精确的非线性材料本构关系来模拟组合桥面板混凝土开裂、截面滑移等影响，在没有试验作为支撑的情况下，有限元分析结果的可靠性不高。要提升包含组合桥面板的桥梁结构的合理性和经济性，明确组合桥面板在主梁中的受力性能不容忽视。
[0006]因此，本技术方案提出了一种测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能的试验方法，是研究组合桥面板在主梁中受力性能的重要手段。
[0007]本技术方案可大幅减小组合桥面板试件尺寸，试件受力明确，试验过程简便且结果可信，对不同加载吨位、不同偏心距的偏心拉压试验均适用，工装构造简单且可重复使用，节约试验成本。
[0008]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]本技术方案的目的是保护一种测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能系统，包括加载组件、加载工装、组合桥面板试件、地锚工装，其中具体地：
[0010]加载组件包括反力架和设于所述反力架上的作动器，所述反力架固定于地面，作动器为拉力和/或压力输出设备；
[0011]加载工装与所述作动器连接；
[0012]组合桥面板试件上端与所述加载工装固定连接；
[0013]地锚工装锚固于地面，所述组合桥面板试件与所述地锚工装固定连接。
[0014]进一步地，所述组合桥面板试件包括组合板元、上部端板和下部端板，其中具体地：
[0015]上部端板和下部端板，分别设于所述组合板元的上端和下端，所述上部端板与所述加载工装固定连接，所述下部端板与所述地锚工装固定连接。
[0016]进一步地，所述组合板元包括钢筋网片、混凝土板、钢盖板、板肋，其中具体地：
[0017]混凝土板，包覆于所述钢筋网片外部；
[0018]钢盖板，与混凝土板通过焊钉连接；
[0019]板肋，同时与所述下部端板和钢盖板固定连接。
[0020]进一步地，所述组合桥面板试件还包括连接开孔板，所述连接开孔板嵌入所述混凝土板中并被所述钢筋网片中的部分钢筋贯穿；
[0021]连接开孔板与上部端板、钢盖板焊接或与下部端板、钢盖板焊接。
[0022]进一步地，所述组合桥面板试件还包括加劲板，所述加劲板与上部端板、钢盖板焊接或与下部端板、钢盖板焊接。
[0023]进一步地，所述作动器作动器自带铰结构，其铰结构末端与加载工装、桥面板上部端板通过长螺杆连接。
[0024]测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能的方法，包括以下步骤：
[0025]S1：构建组合桥面板试件；
[0026]S2：将组合桥面板试件通过地锚和加载工装竖直放置于加载组件中，并布置多个测点；
[0027]S3：根据试验需求控制加载组件中作动器加载速率与荷载值，通过加载工装将拉力或压力荷载传递至组合桥面板试件进行偏心拉压加载；
[0028]S4：根据组合桥面上测点获取组合桥面板试件力学响应，以此分析其偏心受力性能。
[0029]进一步度，S1中，试验偏心距在组合桥面板试件制作时，通过调解上下部端板与组合板元形心的相对距离确定。
[0030]进一步地，S2中，所述测点包括轴向位移计、侧向位移计、滑移计。
[0031]进一步地，S3中，加载每级荷载后持荷3～5分钟采集试验数据，再进行下一级加载，直至试件破坏。
[0032]进一步地，S4中，完成组合桥面板偏心受力试验后，通过试验数据与加载等级的关系获取其偏心受力性能。
[0033]从原理上，本技术提供一种测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能的试验方法，该方法主要包括1)小尺寸组合桥面板试件设计；2)将组合桥面板试件通过地锚和加载工装竖直放置于加载组件中并布置相关测点；3)根据试验需求控制加载组件中作动器加载速率与荷载值，通过简单可靠的加载工装将大吨位拉力、压力荷载传递至组合桥面板试
件进行偏心拉压加载；4)根据试件上所布置测量仪器获取组合桥面板试件力学响应，从而分析其偏心受力性能。
[0034]从原理上，组合桥面板试件包括组合板元、上下部端板、连接开孔板及加劲板，组合板元包括混凝土板、钢盖板、板肋、钢筋网片及焊钉，所述组合板元是通过分析实际组合桥面板相关力学响应(截面应力分布、剪力滞等)取出的能表征组合桥面板受力特性的带板肋的组合板元，在满足组合桥面板真实受力状态的同时大幅缩小试件尺寸，所述混凝土板与所述钢盖板通过所述焊钉连接，所述钢筋网片埋置于混凝土板中，所述上下部端板焊接于所述组合板元两端，试件制作时通过调节所述上下部端板形心与所述组合板元形心的相对距离设置偏心距，所述连接开孔板和所述加劲板均与所述上下部端板及所述钢盖板焊接，所述连接开孔板嵌入所述混凝土板中并有钢筋穿过，实现所述混凝土板与所述上下部端板可靠连接，使得所述组合板元与所述上下部端板间全截面传力稳定，所述加劲板可避免大吨位偏心加载时两端发生局部破坏，也有利于所述组合板元与所述上下部端板间全截面传力。
[0035]从原理上，地锚工装包括上下钢翼缘板和加劲腹板，所述上下钢翼缘板均设有螺孔，地锚工装与加载组件地面通过长螺杆连接及所述上部钢翼缘板与所述组合桥面板试件下部端板螺栓连接。
[0036]从原理上，加载工装包括上下钢翼缘板和加劲腹板，所述上下钢翼缘板均设有螺孔，用于所述组合桥面板试件上部端板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能系统，其特征在于，包括：加载组件(1)，包括反力架(11)和设于所述反力架(11)上的作动器(12)，所述反力架(11)固定于地面，作动器(12)为拉力和/或压力输出设备；加载工装(4)，与所述作动器(12)连接；组合桥面板试件(2)，其上端与所述加载工装(4)固定连接；地锚工装(3)，锚固于地面，所述组合桥面板试件(2)与所述地锚工装(3)固定连接。2.根据权利要求1所述的一种测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能系统，其特征在于，所述组合桥面板试件(2)包括：组合板元；上部端板(26)和下部端板(27)，分别设于所述组合板元的上端和下端，所述上部端板(26)与所述加载工装(4)固定连接，所述下部端板(27)与所述地锚工装(3)固定连接。3.根据权利要求2所述的一种测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能系统，其特征在于，所述组合板元包括：钢筋网片(25)；混凝土板(23)，包覆于所述钢筋网片(25)外部；钢盖板(21)，通过焊钉(24)固定于所述混凝土板(23)上；板肋(22)，同时与所述下部端板(27)和钢盖板(21)固定连接。4.根据权利要求3所述的一种测试偏心荷载作用下组合桥面板受力性能系统，其特征在于，所述组合桥面板试件(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨，徐艺，孙旭霞，邓青儿，励晓峰，郑本辉，吴用贤，陈轶迪，杨志，白志娟，
申请(专利权)人：同济大学建筑设计研究院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：