本發(fā)明專利技術涉及一種豎向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置，其是在混凝土調平層上相對設置有兩個用于固定測試件的地錨，測試件通過連接組件與加載梁連接，加載梁是工字型梁，其上翼緣板中部連接有伺服液壓作動器；本發(fā)明專利技術利用高強螺栓將測試件固定在地錨上，伺服液壓作動器通過加載梁和連接組件向腹板豎向加勁肋提供兩個集中循環(huán)荷載，能夠真實地模擬鋼板梁橋中橫撐對于腹板加勁肋的作用力；此外通過合理的簡化將測試件的規(guī)模減小，節(jié)約試驗空間，簡化構造，降低對加載噸位的要求，并且測試件可替換性強，易于拆卸，可以方便經濟地做大量變參數(shù)的試驗，應用前景廣闊。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
豎向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置
本專利技術屬于橋梁工程
，特別涉及橋梁工程試驗
，具體是一種堅 向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置。
技術介紹
鋼橋的疲勞問題嚴重影響著橋梁的使用壽命，研究表明鋼橋中大約90%的疲勞開 裂問題均是由于疲勞敏感細節(jié)處的面外變形或者二次應力引起的。鋼橋設計中，各主梁之 間的橫向聯(lián)系是通過橫撐與主梁腹板焊接的堅向加勁肋的連接來實現(xiàn)的，為了避免堅向加 勁肋和主梁受拉翼緣之間的焊接細節(jié)發(fā)生疲勞失效，通常在堅向加勁肋與主梁受拉翼緣之 間留有幾十毫米的腹板間隙。在車輛荷載作用下，各主梁之間的撓度差會使橫撐對主梁腹 板產生拉力或壓力的作用，使得剛度較小的腹板間隙處發(fā)生面外彎曲變形，從而引起較大 的二次應力，導致疲勞裂紋在此處萌生和擴展。堅向加勁肋與翼板之間的腹板間隙面外變 形疲勞行為與應力分布情況復雜，需要通過疲勞試驗對該細節(jié)的面外變形疲勞損傷機理和 維修加固方法進行深入研究。 對鋼橋腹板間隙處開展疲勞試驗是研究該細節(jié)處疲勞機理與維修加固方法合理 性的重要手段，可為實橋腹板間隙處疲勞裂紋的維修加固提供重要的科學依據(jù)。然而傳統(tǒng) 的鋼橋腹板間隙疲勞試驗加載裝置與試驗方法存在以下不足：（1)傳統(tǒng)的鋼橋腹板間隙面 外變形疲勞機理與維修加固方法試驗均是采用大節(jié)段鋼梁來進行試驗，模型制造、安裝耗 時費力，且費用較高，很難實現(xiàn)疲勞細節(jié)的大量變參數(shù)試驗研究；(2)由于節(jié)段試件的尺寸 較大，對試驗的場地要求比較高，試驗要模擬實橋的受力與變形需要較高的加載噸位，疲勞 試驗費用高昂。但是，目前還未有人員對鋼橋堅向加勁肋與翼板之間的腹板間隙處的疲勞 細節(jié)進行大量變參數(shù)的試驗測試，而且，目前測試鋼橋疲勞性能的加載裝置，很難真實反映 堅向加勁肋與翼板之間的腹板間隙的實際面外變形及受力情況。因此，急需研發(fā)一種能顯 著降低試驗費用、提高試驗效率的鋼橋腹板間隙面外變形疲勞試驗裝置。
技術實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有鋼橋面外變形疲勞試驗技術的不足，本專利技術提出了一種能夠真實模擬實 橋中橫撐對加勁肋的作用，使疲勞試件中腹板間隙處的受力行為與實橋保持一致，并且測 試結果可靠、準確，對試驗場地和加載噸位要求較低，操作簡單、拆裝方便、試驗成本較低的 堅向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置。 為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術采用的技術方案為在混凝土調平層上相對設置有兩個 用于固定測試件的地錨，測試件通過連接組件與加載梁連接，加載梁是工字型梁，其上翼緣 板中部連接有伺服液壓作動器； 所述地錨是在L型底座上相對設置有兩個加勁板，在兩加勁板之間設置有鋼錨 箱，鋼錨箱通過地腳螺栓與L型底座以及混凝土調平層連接； 所述連接組件是將水平設置的上角鋼與縱向設置的下角鋼之間通過連接板連接， 上角鋼通過高強螺栓與加載梁的下翼緣板連接。 上述加載梁的兩端連接有環(huán)扣。 上述伺服液壓作動器的加載中心線與測試件的腹板加勁肋中心線在同一條直線 上。 上述相對的兩個地錨之間的間距是500?2000mm。 上述加載梁的上翼緣板是寬度為250?550mm、厚度為16?60mm、長度為500? 1500mm的矩形板，加載梁腹板是寬度為100?500mm、厚度為12?24mm、長度為500? 1500mm的矩形板，下翼緣板與上翼緣板結構相同。 上述鋼錨箱的水平頂板是寬度為250?400mm、厚度為18?24mm、長度為300? 800mm的矩形板，堅直翼板是寬度為150?450mm、厚度為16?22mm、長度為400?600mm 的矩形板。 上述的堅向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置制造方法 為： 首先按照上述結構和設計尺寸將鋼板焊接成地錨、加載橫梁并制作加工連接板， 在L型底座上與測試件左、右端的翼緣板連接的一臂上加工相應的螺栓孔，利用型鋼制作 上、下角鋼；利用繩索通過加載梁端部的環(huán)扣將加載梁臨時吊在反力架上，通過螺栓將伺服 液壓作動器固定在加載梁的上翼緣板的中部，在加載梁的下翼緣板下方栓接連接上角鋼， 并在上、下角鋼之間安裝連接板；待底座安置處的混凝土調平層達到強度之后，將底座放置 于其上，并通過四個角的調平螺栓將底座調至水平，將測試件通過高強螺栓固定在兩個底 座之間，擰緊地腳螺栓；通過下角鋼栓接連接測試件的水平加勁肋與連接板；松掉加載梁 端頭的繩索之后便可加載進行試驗。 本專利技術的堅向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置是通過合理 化設計，利用高強螺栓將測試件固定在底座上，伺服液壓作動器通過加載梁和連接組件向 腹板堅向加勁肋提供兩個集中循環(huán)荷載，能夠真實地模擬鋼板梁橋中橫撐對于腹板加勁肋 的作用力，實現(xiàn)鋼橋疲勞細節(jié)的變參數(shù)試驗，使得疲勞測試結果準確，有利于指導鋼橋腹板 間隙處的抗疲勞設計；此外通過合理的簡化將測試件的規(guī)模減小，節(jié)約試驗空間，簡化構 造，降低對加載噸位的要求，并且測試件可替換性強，易于拆卸，可以方便經濟地做大量變 參數(shù)的試驗，應用前景廣闊。 【附圖說明】 圖1是實施例1的疲勞試驗加載裝置結構示意圖。 圖2是圖1中加載梁2的結構示意圖。 圖3是圖1中連接組件3的結構示意圖。 圖4是圖1中L型底座4-4的結構示意圖。 圖5是圖1中地腳螺栓4-2與鋼錨箱4-1的連接結構示意圖。 【具體實施方式】 以下結合附圖和實施例對本專利技術的技術方案作進一步說明。 實施例1 如圖1所示，本實施例的堅向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝 置是由伺服液壓作動器1、加載梁2、連接組件3、地錨4以及混凝土調平層6組成。 本實施例的加載梁2是由鋼板焊接成工字型梁，參見圖2,其上翼緣板2-1是寬度 為400mm，厚度為40mm，長度為1000mm的矩形鋼板，加載梁腹板2-2是寬度為200mm，厚度 為20mm,長度為1000mm的矩形鋼板，下翼緣板2-3是寬度為400mm,厚度為40mm,長度為 1000mm的矩形鋼板。為了便于將加載梁2臨時固定在反力架上，在加載梁2上翼緣板2-1 的左右兩端均焊接有由粗鋼筋彎制成的環(huán)扣2-4,在加載梁2的上翼緣板2-1中心處通過4 個螺栓緊固有伺服液壓作動器1，可對測試件5施加垂直向下的循環(huán)荷載。在加載梁2的下 翼緣板2-3上靠近前后邊緣的位置均加工有螺孔，其通過安裝在螺孔內的高強螺栓與連接 組件3連接。 參見圖3,本實施例的連接組件3是由上角鋼3-1、連接板3-2以及下角鋼3-3組 成。本實施例的上角鋼3-1與下角鋼3-3均采用等肢單角鋼，上角鋼3-1水平設置，共4 個，分為2組，每組中兩個前后對稱分布，每個上角鋼3-1的肢寬為160mm,肢厚為16mm,長 為320mm。在兩兩對稱設置的上角鋼3-1之間用螺栓緊固有長為300mm，寬為300mm，厚度 為20mm的矩形鋼板作為連接板3-2,即上角鋼3-1水平的一肢通過高強螺栓與加載梁2的 下翼緣板2-3緊固，另一肢與連接板3-2的上側連接，通過連接板3-2將上角鋼3-1兩兩相 對設置。在連接板3-2的下側用螺栓栓接有4個縱向設置的下角鋼3-3,即下角鋼3-3與上 角鋼3-1 -一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種豎向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置，其特征在于：在混凝土調平層(6)上相對設置有兩個用于固定測試件的地錨(4)，測試件(5)通過連接組件(3)與加載梁(2)連接，加載梁(2)是工字型梁，其上翼緣板(2?1)中部連接有伺服液壓作動器(1)；所述地錨(4)是在L型底座(4?4)上相對設置有兩個加勁板(4?3)，在兩加勁板(4?3)之間設置有鋼錨箱(4?1)，鋼錨箱(4?1)通過地腳螺栓(4?2)與L型底座(4?4)以及混凝土調平層(6)連接；所述連接組件(3)是將水平設置的上角鋼(3?1)與縱向設置的下角鋼(3?3)之間通過連接板(3?2)連接，上角鋼(3?1)通過高強螺栓與加載梁(2)的下翼緣板(2?3)連接。
【技術特征摘要】
1. 一種堅向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置，其特征在于：在混 凝土調平層（6)上相對設置有兩個用于固定測試件的地錨（4)，測試件（5)通過連接組件 (3)與加載梁（2)連接，加載梁（2)是工字型梁，其上翼緣板（2-1)中部連接有伺服液壓作 動器（1); 所述地錨（4)是在L型底座（4-4)上相對設置有兩個加勁板（4-3)，在兩加勁板（4-3) 之間設置有鋼錨箱（4-1)，鋼錨箱（4-1)通過地腳螺栓（4-2)與L型底座（4-4)以及混凝土 調平層（6)連接； 所述連接組件（3)是將水平設置的上角鋼（3-1)與縱向設置的下角鋼（3-3)之間通過 連接板（3-2)連接，上角鋼（3-1)通過高強螺栓與加載梁（2)的下翼緣板（2-3)連接。2. 根據(jù)權利要求1所述的堅向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置， 其特征在于：所述加載梁（2)的兩端連接有環(huán)扣（2-4)。3. 根據(jù)權利要求1所述的堅向加勁肋與翼板間腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置， 其特征在于：所述伺...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王春生，翟慕賽，全先凱，段蘭，王茜，閆生龍，孫宇佳，魏孟春，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61
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