【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种管线连接强度的测试装置及方法，具体涉及一种承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置及方法。
技术介绍
1、
2、地下管道系统越来越发达，在管道建设中遇到外部条件也更加复杂。由于城市排水管道工程具有相对隐蔽性的特点，且地下环境复杂，在管道施工和使用过程中容易受到周围各种化学物质腐蚀，因此其破坏具有不易察觉的特点。由于早期管道铺设技术并不成熟，加之长时间的运行，导致排水管道极易出现失效破坏。
3、由此可见，开展有关承插式接头力学特性的室内试验，探究承插式管线接头的抗弯力学性能和破坏机理，分析出相应的力学规律，并将其应用到承插式管线的结构设计和施工建设中，延长管线使用寿命，对于降低地下管道的运营成本、降低施工风险都具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术第一个目的在于，针对上述存在的技术问题，提供一种承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置。
2、为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：
3、一种承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，包括：固定模块、加载模块、管线模块和检测模块；
4、所述固定模块包括底座、设置在底座上的四个支座、设置在支座之间的两个支撑工字钢梁以及设置在支撑工字钢梁上的管线夹具，所述管线夹具内夹持承插式管线；
5、所述加载模块包括手动液压控制装置、反力架、上连接板、下连接板、加载板以及加载工字钢梁，所述手动液压控制装置包括液压千斤顶和手动泵，所述手动泵经通油管
6、所述管线模块包括两节管线，所述管线的一端为承口，所述管线的另一端为插口，一节管线的承口与另一节管线的插口相适配且插口与相适配的承口之间安装橡胶圈；
7、所述检测模块包括称重传感器、角度传感器、应变片和应变仪；所述应变片设置在两节管线接头处的插口内侧和承口的外侧，所述称重传感器焊接在液压千斤顶与加载板之间，所述应变片、称重传感器分别与应变仪相连接；两节管线接头两侧的管线外表面上对称地布置一对角度传感器。所述称重传感器用于测量加载压力，与应变仪相配合，可以获得接头截面处的弯矩，可以与应变片、应变仪所得到的弯矩值进行对比，使得结果更为精确；所述应变片与应变仪相配合用于测量两节管线接头处的应变，以获得管线接头处的截面弯矩；通过相关软件与角度传感器相配合，可以获得管线插口与管线承口之间的接头处的转角。
8、在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：
9、作为本专利技术的一种优选技术方案：所述固定支座在竖向上自上而下设有多排螺孔以根据试验需要，调整支撑工字钢梁与底座之间的间距。
10、作为本专利技术的一种优选技术方案：所述管线夹具包括管座和管箍，所述管座固定至支撑工字钢梁上，所述管座与管箍之间经螺栓固定，所述管座和管箍之间抱合承插式管线。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案：所述加载工字钢梁底部两端分别焊接两块扇形钢板，所述扇形钢板的扇形直径与承插式管线的外径相适配。
12、作为本专利技术的一种优选技术方案：所述角度传感器经安装板安装至管线上，也可以直接粘贴值管线上。
13、作为本专利技术的一种优选技术方案：承口外表面上的应变片和插口内表面上的应变片处于同一个纵断面上。
14、作为本专利技术的一种优选技术方案：承口外表面上的应变片和插口内表面上的应变片从管线的管顶开始沿着顺时针环向呈0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°角度布置，以获得更多应变数据且使得测量结果更为精确。
15、本专利技术还有一个目的在于，提供如前文所述的承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置的测试方法。
16、为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：
17、根据前文所述的承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置的测试方法，包括如下步骤：
18、s1、根据实验所用承插式管线尺寸确定四个支座的位置和支撑工字钢梁的高度，将支撑工字钢梁与支座用螺栓固定；
19、s2、将应变片布置在承插式管线之间接头的插口内侧和承口外侧，且在管线承口内侧以及插口外侧从管顶沿顺时针环向在0°、45°、90°、135°、180°，225°，270°、315°处粘贴应变片；且在插口插入承口后，承口和插口的应变片粘贴位置须保持在同一纵断面上；
20、连接管线，在一节管线的插口外侧安装橡胶圈，并将其插入另一节管线的插口内；
21、s3、将管线夹具的管座固定在支撑工字钢梁上，将连接好的管线放置在管座上，将管座与管箍用螺栓连接，从而固定管线；
22、将加载工字钢梁放置在管线上并与上方的加载板螺栓连接；
23、随后将角度传感器与安装板螺栓连接，并将安装板粘贴在承插式管线接头两侧相对位置的管身上，且位于管身正上方；
24、将应变片、称重传感器与应变仪连接，并将应变仪与电脑相连，从而获得应变和加载压力；
25、s4、按压手动泵，采用分级加载，在每级压力稳定后记录转角与应变值，直到管线接头完全破坏；
26、绘制承插式管线接头处弯矩与转角的曲线，从而确定临界状态弯矩值mcr；
27、s5、取相同材质、相同大小的承插式管线、橡胶圈，重复所述步骤s1～s3；
28、进行分级加载，将加载最大弯矩值控制在0.2mcr，记录每级压力下的转角和应变，随后卸掉压力，多次重复该分级加载步骤，最后绘制出循环加载下，承插式管线接头弯矩和转角角之间的曲线；
29、s6、调整最大加载压力分别为0.4mcr，0.6mcr，0.8mcr，重复步骤s5，从而研究承插式管线接头抗弯刚度的衰减规律。
30、本专利技术提供一种承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置及方法，可以获得承插式管线接头抗弯刚度衰减规律，此外，还具有如下有益效果：
31、(1)、四个固定支座竖向每隔一段间距(例如：10cm)设有螺孔，可根据试验管线直径的大小，调节支撑工字钢梁的具体高度，可检测多种尺寸的管线，适用范围广。
32、(2)、加载工字钢梁底部两侧焊接有与承插式管线管径相适配的扇形钢板，方便加载，且加载工字钢梁顶部设有四个螺孔，用于与加载板固定，从而与称重传感器和液压千斤顶固定，可避免加载时加载工字钢梁出现侧滑，倾斜的现象；
33、(3)、试验中承插式管线接头截面的弯矩值可以有两种方法获得，一是由应变计算得到承插式管线接头截面的弯矩值；二是由称重传感器显示的压力值来计算承插式管线接头界本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，其特征在于：所述测试装置包括：固定模块、加载模块、管线模块和检测模块；
2.根据权利要求1所述的承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，其特征在于：所述固定支座在竖向上自上而下设有多排螺孔以根据试验需要，调整支撑工字钢梁与底座之间的间距。
3.根据权利要求1所述的承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，其特征在于：所述管线夹具包括管座和管箍，所述管座固定至支撑工字钢梁上，所述管座与管箍之间经螺栓固定，所述管座和管箍之间抱合承插式管线。
4.根据权利要求1所述的承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，其特征在于：所述加载工字钢梁底部两端分别焊接两块扇形钢板，所述扇形钢板的扇形直径与承插式管线的外径相适配。
5.根据权利要求1所述的承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，其特征在于：所述角度传感器经安装板安装至管线上。
6.根据权利要求1所述的承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，其特征在于：承口外表面上的应变片和插口内表面上的应变片处于同一个纵断面上。
<...【技术特征摘要】
1.一种承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，其特征在于：所述测试装置包括：固定模块、加载模块、管线模块和检测模块；
2.根据权利要求1所述的承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，其特征在于：所述固定支座在竖向上自上而下设有多排螺孔以根据试验需要，调整支撑工字钢梁与底座之间的间距。
3.根据权利要求1所述的承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，其特征在于：所述管线夹具包括管座和管箍，所述管座固定至支撑工字钢梁上，所述管座与管箍之间经螺栓固定，所述管座和管箍之间抱合承插式管线。
4.根据权利要求1所述的承插式管线接头抗弯刚度衰减规律的测试装置，其特征在于：所述加载工字钢梁底部两端分别焊接两块扇形钢板，所述扇形钢板的扇形直径与承插式管线...
【专利技术属性】
技术研发人员：张亚鹏，王渊怡，崔凯，周雪涛，冷永吉，赵伟，任忠尧，李泽华，裘露婷，郭常辉，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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