一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装及加载方法技术

本发明专利技术提供一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装及加载方法，加载工装包含上反力垫块和下反力垫块，所述上反力垫块和下反力垫块分别用于设置在钢管混凝土试件的上下两端，所述上反力垫块顶面用于可拆卸连接加载装置，所述上反力垫块和下反力垫块的间距能够通过螺杆和螺母锁定，所述上反力垫块设有浇筑外包混凝土的灌注通道，所述下反力垫块下方设有支撑座。本结构能够避免长时间占用加载设备，节约时间，降低试验成本，且外包混凝土的灌注更方便，更利于浇筑密实，保证养护效果，提高试验样品的质量，提高试验精度，并且有利于减小试验装置的体积。装置的体积。装置的体积。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装及加载方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及钢管混凝土复合结构的性能测试
，特别是一种钢管混凝土复合结构的初应力加载工装及加载方法。

技术介绍

[0003]钢管混凝土复合结构是通过钢管混凝土和传统的钢或混凝土优化复合而成的高性能结构，其施工过程通常是先期形成内部钢管混凝土稳定体系，再浇筑外包混凝土形成复合结构。这样，钢管混凝土复合结构在共同承受荷载之前，内部钢管混凝土结构已承担部分施工荷载，产生了初应力，这会对复合结构的承载力、各阶段变形等力学性能产生影响。目前对钢管混凝土复合结构力学性能的研究直接考虑组合截面受力状态，不能实际反应复合柱的真实情况。
[0004]钢管混凝土复合结构力学性能的研究中，钢管混凝土的初应力荷载施加后在外包混凝土强度形成之前需要保持不变，所经历的时间长，若直接采用某一加载设备完成初应力荷载以及极限荷载的施加，单个试件占用加载设备长达一个月，加载设备利用率低，试验周期长。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：解决现有技术中的钢管混凝土复合结构加载环节占用设备时间长、试验效率低的问题，提供了一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装及加载方法，也可应用于混凝土收缩徐变测试试验，不用设备持续加载，节省场地，应用场景广泛。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装，包含上反力垫块和下反力垫块，所述上反力垫块和下反力垫块分别用于设置在钢管混凝土试件的上下两端，所述上反力垫块顶面用于可拆卸连接加载装置，所述上反力垫块和下反力垫块的间距能够通过螺杆和螺母锁定，所述上反力垫块设有浇筑外包混凝土的灌注通道，所述下反力垫块下方设有支撑座。
[0007]上反力垫块和下反力垫块的截面尺寸应大于钢管混凝土试件外包混凝土后的截面尺寸，具体形状及受力性能根据实际需求设置。螺杆的直径等参数根据单根螺杆承担的初拉力确定。
[0008]采用本专利技术所述的一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装，支撑座利于保证工装的稳定，便于加载的均匀，本结构无需与基座面或反力架固定连接，在通过加载装置施加初应力后，通过螺杆和螺母锁定上反力垫块和下反力垫块的间距以维持初应力的持续加载，使得试件能够脱离加载装置，避免长时间占用加载设备，节约时间，降低试验成本，之后可通过灌注通道浇筑外包混凝土，相较于现有技术在加载装置保持加载的状态下浇筑，灌注更方便，更利于浇筑密实，保证养护效果，提高试验样品的质量，提高试验精度，并且有利
于减小试验装置的体积。
[0009]优选的，所述上反力垫块和下反力垫块均包含钢箱结构，所述钢箱结构内填充有混凝土。
[0010]采用上述结构，节省了钢材，经济性较纯钢结构好，结构刚度大，抗压能力及抵抗变形能力较强。
[0011]进一步优选的，所述钢箱结构包含顶板、底板和侧板，所述钢箱结构内设有加劲肋，所述灌注通道内设有预埋管，所述钢箱结构内填充自密实混凝土。
[0012]优选的，所述上反力垫块和下反力垫块均设有用于连接所述螺杆的安装孔，所述安装孔沿所述上反力垫块或下反力垫块由内向外布设有若干层，最外层的所述安装孔与对应的所述上反力垫块或下反力垫块边缘间距大于或等于5cm。
[0013]便于满足给不同截面尺寸试件施加较大初应力的试验需求。
[0014]进一步优选的，每层的所述安装孔有四个，对应的四个所述安装孔呈十字形布置。
[0015]优选的，所述下反力垫块顶面具有用于定位钢管混凝土试件的限位件。
[0016]便于试件的安装定位，以保证加载的均匀性。
[0017]优选的，还包含测力传感器，所述测力传感器用于测量所述螺杆的拉力。
[0018]进一步优选的，所述测力传感器为应力环，所述应力环套设于所述螺杆上，所述应力环位于所述上反力垫块和对应的所述螺母之间。
[0019]便于监测初应力的加载情况。
[0020]优选的，所述支撑座包含滚轮，所述滚轮设有锁定件。
[0021]便于工装移出试验位置，且利于移动环节减少对初应力的干扰。
[0022]一种应力加载方法，采用如上述任一所述的一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装，包含如下步骤：a、将钢管混凝土试件连接于上反力垫块和下反力垫块之间，并在螺杆上套上螺母，并在所述钢管混凝土试件的钢管外壁布设测量部件；b、在第一试验位置通过第一加载装置对所述上反力垫块施加初应力，加载完毕后拧紧所述螺母；c、待所述螺杆的拉力稳定后，将所述钢管混凝土试件移出所述第一试验位置；d、在所述钢管混凝土试件周围绑扎钢筋、设置侧模，通过灌注通道对所述钢管混凝土试件浇筑外包混凝土形成复合结构；e、待所述外包混凝土达到预设强度，将所述复合结构移至第二试验位置，通过第二加载装置施加极限荷载，完成应力加载。
[0023]采用本专利技术所述的一种应力加载方法，前期能够对钢管混凝土结构持续加载初应力，待外包混凝土强度达到预设强度时，又能对钢管混凝土复合柱进行整体加载，实现了不同施工阶段应力累加的模拟，有利于准确反应了复合柱实际受力状态，且加载环节对加载装置的占用时间短，有效缩短批量试件的试验周期，节省试验成本。
[0024]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1. 采用本专利技术所述的一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装，便于加载的均匀，无需与基座面或反力架固定连接，在通过加载装置施加初应力后，通过螺杆和螺母锁定上反力垫块和下反力垫块的间距以维持初应力的持续加载，使得试件能够脱离加载装置，
避免长时间占用加载设备，节约时间，降低试验成本，之后可通过灌注通道浇筑外包混凝土，相较于现有技术在加载装置保持加载的状态下浇筑，灌注更方便，更利于浇筑密实，保证养护效果，提高试验样品的质量，提高试验精度，并且有利于减小试验装置的体积。
[0025]2.采用本专利技术所述的一种应力加载方法，前期能够对钢管混凝土结构持续加载初应力，待外包混凝土强度达到预设强度时，又能对钢管混凝土复合柱进行整体加载，实现了不同施工阶段应力累加的模拟，有利于准确反应了复合柱实际受力状态，且加载环节对加载装置的占用时间短，有效缩短批量试件的试验周期，节省试验成本。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装的俯视示意图；图2是图1的A
‑
A的剖视示意图；图3是图1的B
‑
B的剖视示意图。
[0027]图标：1
‑
上反力垫块；11
‑
灌注通道；2
‑
下反力垫块；21
‑
支撑座；3
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钢管混凝土试件；31
‑
外包混凝土；41
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螺杆，42
‑
螺母；5
‑
测力传感器。
具体实施方式
[0028]下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。
[0029]为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装，其特征在于，包含上反力垫块(1)和下反力垫块(2)，所述上反力垫块(1)和下反力垫块(2)分别用于设置在钢管混凝土试件(3)的上下两端，所述上反力垫块(1)顶面用于可拆卸连接加载装置，所述上反力垫块(1)和下反力垫块(2)的间距能够通过螺杆(41)和螺母(42)锁定，所述上反力垫块(1)设有浇筑外包混凝土(31)的灌注通道(11)，所述下反力垫块(2)下方设有支撑座(21)。2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装，其特征在于，所述上反力垫块(1)和下反力垫块(2)均包含钢箱结构，所述钢箱结构内填充有混凝土。3.根据权利要求2所述的一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装，其特征在于，所述钢箱结构包含顶板、底板和侧板，所述钢箱结构内设有加劲肋，所述灌注通道(11)内设有预埋管，所述钢箱结构内填充自密实混凝土。4.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装，其特征在于，所述上反力垫块(1)和下反力垫块(2)均设有用于连接所述螺杆(41)的安装孔，所述安装孔沿所述上反力垫块(1)或下反力垫块(2)由内向外布设有若干层，最外层的所述安装孔与对应的所述上反力垫块(1)或下反力垫块(2)边缘间距大于或等于5cm。5.根据权利要求4所述的一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装，其特征在于，每层的所述安装孔有四个，对应的四个所述安装孔呈十字形布置。6.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土复合结构的应力加载工装，其特征在于，所述下反力垫块(2)顶面具有用于定位钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴灵生，文燕，许诺，康玲，于海洋，李伟，张涵，王欢，朱科艺，李成君，狄秉臻，龚振华，陈明，贾怀喆，张翼，邹圻，柏颢原，
申请(专利权)人：四川乐西高速公路有限责任公司，
类型：发明
国别省市：