【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及疲劳试验，具体是一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置及其试验方法。
技术介绍
1、疲劳试验是用以测定材料或结构发生破坏前能够承受的一定应力循环次数的过程。疲劳破坏是指荷载反复作用下，材料或构件产生微小裂纹，并随着时间的推移而逐步扩展，最终导致构件发生完全断裂的现象。疲劳试验现已成为评价钢绞线拉索力学性能过程中必不可少的一个环节。
2、在桥梁服役期间，当各种随机载荷同时作用于桥梁结构时，会引起结构内部的应力反复变化。其中，拉索作为桥梁的主要受力构件，对桥梁受力有着举足轻重的作用。因此，对桥梁钢绞线拉索在实际工况下的力学性能研究是很有必要的。
3、然而，现有的疲劳试验装置只能够对直线状态下的钢绞线进行疲劳试验，而钢绞线在使用时端部通常为弯曲状态，为了进一步研究部分斜拉桥钢绞线拉索的抗疲劳性能，需要开展符合实际工况的钢绞线拉索疲劳试验，从而得出与实际情况更为接近的结论。为更好地反映用于部分斜拉桥钢绞线拉索抗疲劳性能，并将其应用于实际工程，迫切需要一种更接近实际工况的钢绞线拉索疲劳试验方法，使得试验结论更贴近现实情况。
4、因此，有必要提供一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置及其试验方法解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置及其试验方法，可模拟部分斜拉桥拉索在索鞍处弯曲状态下的磨损疲劳过程。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳
3、本专利技术的进一步设置为：所述试验索鞍装置包括分丝组件和用于支撑分丝组件的钢混结构箱体，所述钢混结构箱体设置在反力架的内部，分丝组件设置在钢混结构箱体内部。
4、本专利技术的进一步设置为：所述分丝组件包括弧形分丝管索鞍，所述弧形分丝管索鞍固定安装于所述钢混结构箱体的内部，所述弧形分丝管索鞍内设置有多个用于单根钢绞线独立通过的导向钢管，导向钢管之间通过焊接组成一个整体。
5、本专利技术的进一步设置为：所述张拉加载端锚固组件和张拉固定端锚固组件均包括锚具和压力传感器，两个所述锚具分别设置在反力架的两端，张拉加载端锚固组件中的压力传感器位于穿心式作动器与锚具之间。
6、本专利技术的进一步设置为：所述张拉固定端锚固组件还包括传感器垫板和斜垫板，所述斜垫板固定设置在反力架的端面，所述张拉固定端锚固组件中的压力传感器位于斜垫板的一侧，所述传感器垫板位于压力传感器和斜垫板之间，所述锚具位于压力传感器远离传感器垫板的一侧。
7、本专利技术的进一步设置为：所述分丝组件包括支撑板、定位杆和限位板，所述支撑板、定位杆和限位板均固定安装于钢混结构箱体的内部，所述支撑板上螺纹安装有多个调节螺杆，多个所述调节螺杆的底端均转动安装有安装架，所述安装架内设置有分丝筒，所述分丝筒的内部开设有多个分丝孔，所述分丝筒的两侧均固定安装有连接轴，所述分丝筒通过连接轴与安装架转动连接，其中一个所述连接轴的一端固定安装有定位块，所述定位块位于定位杆的正下方，所述安装架的一侧固定安装有滑座，所述滑座与限位板滑动连接。
8、本专利技术的进一步设置为：所述分丝筒包括固定部和活动部，所述活动部与固定部之间固定连接有多个弹性连接筒，多个弹性连接筒分别与多个分丝孔相连通，所述固定部的顶部设置有推动组件，所述活动部的顶端固定安装有连接块，所述推动组件与所述连接块传动连接。
9、本专利技术的进一步设置为：所述推动组件包括弹性气囊和缸筒，所述弹性气囊固定安装于定位块的顶端，所述缸筒固定安装于固定部的顶端，所述缸筒的内腔通过输气管与弹性气囊相连通，所述缸筒内滑动设置有活塞，所述活塞的一侧固定连接有塞杆，所述塞杆的一端与连接块固定连接。
10、上述桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置进行疲劳试验的方法，包括以下步骤：
11、s1.组装反力架和试验索鞍装置，并使用螺杆将其与反力地板连接进行固定；
12、s2.根据受测钢绞线拉索的根数将其穿过弧形分丝管索鞍相应的导向钢管；
13、s3.安装穿心式作动器、张拉固定端锚固组件和张拉加载端锚固组件；
14、s4.利用单根张拉方式依次使试验索每根钢绞线两端分别达到疲劳平均应力水平fm-fr/2，其中fm为疲劳试验应力上限，fr为应力幅；
15、s5.穿心式作动器施加疲劳荷载，使钢绞线拉索在应力上限为fm，应力幅为fr条件下进行不超过200万次的循环荷载加载，加载频率不超过8hz；
16、s6.试验过程中观察拉索钢绞线的状况，对于发生的异常现象(比如断丝)，应当记录发生异常的位置、现象及当时的循环次数；
17、s7.疲劳加载结束后，通过穿心式作动器对钢绞线拉索进行施加静载：分级施加荷载，每一级持荷后继续缓慢加载，每级增加0.05fptk，逐级加载至破坏，并在加载过程中记录延伸率的变化值，其中fptk为钢绞线的公称抗拉标准强度。
18、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
19、1、本专利技术疲劳试验装置可模拟部分斜拉桥拉索在索鞍处弯曲状态下的拉索疲劳及索体钢绞线微动磨损过程，能为类似工况的试件提供试验手段，可操作性强。整个试验装置结构简单，易于加工，拆卸方便，可重复使用，而且试验方法简单，操作便捷，提高了试验效率。
20、2、本专利技术可根据测试索鞍曲率半径和斜拉索水平夹角不同，定制不同尺寸的反力架和试验索鞍装置，能满足不同试验需求。本专利技术拆卸试验索鞍装置后可变为拉索轴向拉伸试验装置，可实现一装置多用的目的。
21、3、本专利技术在保证试验可靠性的前提下，对传统的拉索鞍座试验装置和试验方法进行了精简，大幅节省疲劳试验成本。本专利技术提出的适用于部分斜拉桥的疲劳试验装置能够很好的反映拉索在索鞍处的受力情况，为拉索的疲劳性能提供了一种新方法，并采用该装置及其试验方法进行了拉索疲劳性能试验验证。
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1.一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，包括穿心式作动器(1)、与穿心式作动器(1)连接的反力架(2)、试验索鞍装置(3)、张拉加载端锚固组件(4)和张拉固定端锚固组件(5)，其特征在于：所述穿心式作动器(1)设置在反力架(2)的端侧，所述试验索鞍装置(3)设置在反力架(2)的内部，且所述试验索鞍装置(3)和所述反力架(2)均与反力地板连接进行固定，所述试验索鞍装置(3)的内部设有用于放置受测钢绞线拉索(6)的弧形分丝管索鞍(31)，所述张拉加载端锚固组件(4)和张拉固定端锚固组件(5)分别设置在反力架(2)的两侧，受测钢绞线拉索(6)的两端分别通过张拉加载端锚固组件(4)和张拉固定端锚固组件(5)固定在反力架(2)上。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述试验索鞍装置(3)包括分丝组件和用于支撑分丝组件的钢混结构箱体(33)，所述钢混结构箱体(33)设置在反力架(2)的内部，分丝组件设置在钢混结构箱体(33)内部。
3.根据权利要求2所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述分丝组件包括弧形分丝管索
4.根据权利要求2所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述张拉加载端锚固组件(4)和张拉固定端锚固组件(5)均包括锚具(7)和压力传感器(8)，两个所述锚具(7)分别设置在反力架(2)的两端，张拉加载端锚固组件(4)中的压力传感器(8)位于穿心式作动器(1)与锚具(7)之间。
5.根据权利要求4所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述张拉固定端锚固组件(5)还包括传感器垫板(9)和斜垫板(10)，所述斜垫板(10)固定设置在反力架(2)的端面，所述张拉固定端锚固组件(5)中的压力传感器(8)位于斜垫板(10)的一侧，所述传感器垫板(9)位于压力传感器(8)和斜垫板(10)之间，所述锚具(7)位于压力传感器(8)远离传感器垫板(9)的一侧。
6.根据权利要求2所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述分丝组件包括支撑板(3111)、定位杆(3118)和限位板(3119)，所述支撑板(3111)、定位杆(3118)和限位板(3119)均固定安装于钢混结构箱体(33)的内部，所述支撑板(3111)上螺纹安装有多个调节螺杆(3112)，多个所述调节螺杆(3112)的底端均转动安装有安装架(3113)，所述安装架(3113)内设置有分丝筒(3115)，所述分丝筒(3115)的内部开设有多个分丝孔(3117)，所述分丝筒(3115)的两侧均固定安装有连接轴(3114)，所述分丝筒(3115)通过连接轴(3114)与安装架(3113)转动连接，其中一个所述连接轴(3114)的一端固定安装有定位块(3116)，所述定位块(3116)位于定位杆(3118)的正下方，所述安装架(3113)的一侧固定安装有滑座(3120)，所述滑座(3120)与限位板(3119)滑动连接。
7.根据权利要求6所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述分丝筒(3115)包括固定部(31151)和活动部(31152)，所述活动部(31152)与固定部(31151)之间固定连接有多个弹性连接筒(3127)，多个弹性连接筒(3127)分别与多个分丝孔(3117)相连通，所述固定部(31151)的顶部设置有推动组件，所述活动部(31152)的顶端固定安装有连接块(3122)，所述推动组件与所述连接块(3122)传动连接。
8.根据权利要求7所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述推动组件包括弹性气囊(3124)和缸筒(3121)，所述弹性气囊(3124)固定安装于定位块(3116)的顶端，所述缸筒(3121)固定安装于固定部(31151)的顶端，所述缸筒(3121)的内腔通过输气管(3123)与弹性气囊(3124)相连通，所述缸筒(3121)内滑动设置有活塞(3126)，所述活塞(3126)的一侧固定连接有塞杆(3125)，所述塞杆(3125)的一端与连接块(3122)固定连接。
9.一种采用如权利要求1-7任一项所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置进行疲劳试验的方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，包括穿心式作动器(1)、与穿心式作动器(1)连接的反力架(2)、试验索鞍装置(3)、张拉加载端锚固组件(4)和张拉固定端锚固组件(5)，其特征在于：所述穿心式作动器(1)设置在反力架(2)的端侧，所述试验索鞍装置(3)设置在反力架(2)的内部，且所述试验索鞍装置(3)和所述反力架(2)均与反力地板连接进行固定，所述试验索鞍装置(3)的内部设有用于放置受测钢绞线拉索(6)的弧形分丝管索鞍(31)，所述张拉加载端锚固组件(4)和张拉固定端锚固组件(5)分别设置在反力架(2)的两侧，受测钢绞线拉索(6)的两端分别通过张拉加载端锚固组件(4)和张拉固定端锚固组件(5)固定在反力架(2)上。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述试验索鞍装置(3)包括分丝组件和用于支撑分丝组件的钢混结构箱体(33)，所述钢混结构箱体(33)设置在反力架(2)的内部，分丝组件设置在钢混结构箱体(33)内部。
3.根据权利要求2所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述分丝组件包括弧形分丝管索鞍(31)，所述弧形分丝管索鞍(31)固定安装于所述钢混结构箱体(33)的内部，所述弧形分丝管索鞍(31)内设置有多个用于单根钢绞线独立通过的导向钢管，导向钢管之间通过焊接组成一个整体。
4.根据权利要求2所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述张拉加载端锚固组件(4)和张拉固定端锚固组件(5)均包括锚具(7)和压力传感器(8)，两个所述锚具(7)分别设置在反力架(2)的两端，张拉加载端锚固组件(4)中的压力传感器(8)位于穿心式作动器(1)与锚具(7)之间。
5.根据权利要求4所述的一种桥梁用钢绞线拉索的疲劳试验装置，其特征在于：所述张拉固定端锚固组件(5)还包括传感器垫板(9)和斜垫板(10)，所述斜垫板(10)固定设置在反力架(2)的端面，所述张拉固定端锚固组件(5)中的压力传感器(8)位于斜垫板(10)的一侧，所述传感器垫板(9)位于压力传感器(8)和斜垫板(10)之间，所述锚具(7)位于压力传感器(8)远离传感器垫板(9)的一侧。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄成，王鹏，张坤球，牛松山，姚青云，黄文武，李育林，黄云，廖翼强，张文，吴晓武，
申请(专利权)人：广西路建工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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