一种拱形结构静载试验方法及其应用技术

一种拱形结构静载试验方法，包括如下步骤：S1，建立拱形结构的计算模型，进行有限元分析计算，计算拱形结构在多种载荷下的应力应变情况，得到拱形结构的承载力和变形量；S2，安装拱形结构，在拱形结构上设置多个加载点，在每个加载点处悬挂吊篮，在吊篮内放置水箱；S3，在拱形结构上设置多个应力监测点和位移监测点，在应力监测点处粘贴应力应变片，在位移监测点处安装棱镜头；S4，逐次往水箱中注水，采集并记录应力变化，采用全自动测量机器人测量位移监测点的位移。将上述方法用于三维曲面钢板拱形结构静载试验中。本发明专利技术按实际尺寸进行试验，监测点布置在关键点位；用控制加水量来实现分级加载，可保证试验安全，属于静载试验方法领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种拱形结构静载试验方法及其应用


[0001]本专利技术涉及静载试验方法领域，具体涉及一种拱形结构静载试验方法及其应用。

技术介绍

[0002]拱形结构的载荷试验是在拱形结构上加载载荷，同时检测拱形结构的受力情况，从而了解拱形结构的整体受力性能，评估其承载力。
[0003]目前这类试验的荷载一般采用标准重量混凝土预制块、砂袋或标准重量铁件，加载的操作必须在拱形结构附近。由于加载过程中结构可能受到破坏而坍塌，如果需要对大型的拱形结构进行直接加载的试验，具有较大的危险性。
[0004]因此，对于大型的拱形结构，一般是将拱形结构等比例缩小后制作小比例结构，再进行载荷试验。但是这样的方法具有一定的缺陷，小比例结构与原结构的受力情况会有不可预料的差异，尤其是对于一些拼装结构来说，如大型三维曲面波纹钢板拱形结构，其由多块三维曲面波纹钢板通过螺栓连接而成，等比例缩小后，螺栓和搭接部分的受力情况将有很大改变，对等比例缩小的结构进行试验无法得到其实际受力情况。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种可测量结构实际受力情况且安全性高的拱形结构静载试验方法及其应用。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种拱形结构静载试验方法，包括如下步骤：
[0007]S1，建立拱形结构的计算模型，进行有限元分析计算，计算拱形结构在多种载荷下的应力应变情况，得到拱形结构的承载力和变形量；
[0008]S2，安装拱形结构，在拱形结构上设置多个加载点，在每个加载点处悬挂吊篮，在吊篮内放置水箱；
[0009]S3，在拱形结构上设置多个应力监测点和位移监测点，在应力监测点处粘贴应力应变片，在位移监测点处安装棱镜头；
[0010]S4，逐次往水箱中注水，采集并记录应力应变片检测到的应力变化，采用全自动测量机器人测量位移监测点的位移。
[0011]采用这种方法后，试验前先通过有限元分析计算，可获得结构的最大承载力和变形量，便于试验时对加载点和每次加载量的选择，通过水箱加水的方式对结构施加载荷，加水控制点可设置在远离危险区处，不需要在拱形结构附件加载，提高了试验的安全性。
[0012]作为一种优选，步骤S2中，按照原尺寸安装拱形结构，多个加载点等距设置。
[0013]作为一种优选，步骤S2中，悬挂吊篮时，使吊篮的离地高度不小于步骤S1中得到的竖直方向上的最大变形量。
[0014]作为一种优选，在水箱上设置注水口和排水口，注水口连接水泵，通过水泵往水箱内注水。
[0015]作为一种优选，水泵通过软管连接水箱的注水口。
[0016]作为一种优选，水泵的输出端连接有分流管，分流管包括总管和多根支管，多根支管分别通过软管连接多个水箱，支管上设有流量计和开关阀门。
[0017]作为一种优选，应力应变片连接应变仪，通过应变仪采集和记录应力监测点处的应力变化。
[0018]一种拱形结构静载试验方法的应用，将上述一种拱形结构静载试验方法应用于三维曲面波纹钢板拱形结构的静载试验中。
[0019]总的说来，本专利技术具有如下优点：采用大跨度原尺寸试验，保证了试验加载尽可能接近结构实际受力情况，避免采用小比例模型试验出现受载情况与实际偏差太大的状况。通过水箱注水实现加载，可精确控制每级加载量和加载总量，只需开启水泵并控制流量，方便且安全；通过全自动测量机器人对多个棱镜头进行实时扫描，即可持续测量位移监测点的位移量，可节省人力成本。
附图说明
[0020]图1为一种拱形结构静载试验方法中拱形结构与吊篮安装示意图。
[0021]图2为一种拱形结构静载试验方法的流程图。
[0022]其中，1为拱形结构，2为吊篮。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图和具体实施方式来对本专利技术做进一步详细的说明。
[0024]实施例一
[0025]一种拱形结构静载试验方法，包括如下步骤：
[0026]S1，建立拱形结构的计算模型，进行有限元分析计算，计算拱形结构在多种载荷下的应力应变情况，得到拱形结构的承载力和变形量；
[0027]S2，安装拱形结构，在拱形结构上设置多个加载点，在每个加载点处悬挂吊篮，在吊篮内放置水箱；
[0028]S3，在拱形结构上设置多个应力监测点和位移监测点，在应力监测点处粘贴应力应变片，在位移监测点处安装棱镜头；
[0029]S4，逐次往水箱中注水，采集并记录应力应变片检测到的应力变化，采用全自动测量机器人测量位移监测点的位移。
[0030]步骤S2中，按照原尺寸安装拱形结构，多个加载点等距设置。安装吊篮时，需使加载点的数量尽可能多，以接近实际均布的荷载情况。
[0031]步骤S2中，悬挂吊篮时，使吊篮的离地高度不小于步骤S1中得到的竖直方向上的最大变形量。
[0032]全自动测量机器人采用市售的设备，可对多个棱镜头进行扫描，监测其位置变化。
[0033]在水箱上设置注水口和排水口，注水口连接水泵，通过水泵往水箱内注水。
[0034]水泵通过软管连接水箱的注水口。
[0035]水泵的输出端连接有分流管，分流管包括总管和多根支管，多根支管分别通过软管连接多个水箱，支管上设有流量计和开关阀门。使用时通过流量计测量进入每个水箱中
的水量，通过开关阀门控制支管的通断，从而控制注水量。
[0036]应力应变片连接应变仪，通过应变仪采集和记录应力监测点处的应力变化。
[0037]一种拱形结构静载试验方法的应用，将上述一种拱形结构静载试验方法应用于三维曲面波纹钢板拱形结构的静载试验中。
[0038]上述实施例为专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拱形结构静载试验方法，其特征在于：包括如下步骤：S1，建立拱形结构的计算模型，进行有限元分析计算，计算拱形结构在多种载荷下的应力应变情况，得到拱形结构的承载力和变形量；S2，安装拱形结构，在拱形结构上设置多个加载点，在每个加载点处悬挂吊篮，在吊篮内放置水箱；S3，在拱形结构上设置多个应力监测点和位移监测点，在应力监测点处粘贴应力应变片，在位移监测点处安装棱镜头；S4，逐次往水箱中注水，采集并记录应力应变片检测到的应力变化，采用全自动测量机器人测量位移监测点的位移。2.按照权利要求1所述的一种拱形结构静载试验方法，其特征在于：步骤S2中，按照原尺寸安装拱形结构，多个加载点等距设置。3.按照权利要求1所述的一种拱形结构静载试验方法，其特征在于：步骤S2中，悬挂吊篮时，使吊篮的离地高度不小于步骤S1中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李利晟，薛红萍，吴云泉，范小春，刘保荣，唐建伟，韩国建，冯增富，孙涛，陈猛，叶土林，
申请(专利权)人：广州军晟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：