一种桥梁结构现场足尺试验加载装置

1.本实用新型涉及一种桥梁加载装置，具体涉及一种桥梁结构现场足尺试验加载装置。


背景技术：

2.试验是科学研究中的一种重要手段。在桥梁工程中，普遍采用试验室的缩尺比模型试验或者现场的足尺试验来揭示桥梁结构的力学性能。前者主要受试验场所和试件尺寸的限制，通常采用缩尺比模型。这种试验通常可以实现试件的精确加载和测试，同时容易实现现场组织。然而受尺寸效应和试件局限性的影响，不能真实反映桥梁结构受力特性和力学性能，因此只能定性的指导结构设计。
3.相反对于现场足尺试验而言，试件完全真实反映桥梁结构本身的结构特点，同时也能施加结构的实际荷载。因此试验结果完全真实反映结构的力学特性。在桥梁工程中，通常采用反力架液压或堆载等方式进行现场足尺试验模型的加载。然而前者需要在现场搭建相对复杂的反力架以及浇筑大体积混凝土锚固承台。这种加载可以实现试验的精确分级加载。然而需要耗费大量的物力与财力，同时通常面临试验后的场地拆除恢复问题。相反后者很难实现精确的分级加载以及确定荷载—位移曲线的下降段，显然难以作为研究性试验方案的加载。因此在桥梁工程中，结构的现场足尺试验研究明显偏少。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单，试件能够完全真实反映桥梁结构本身的结构特点，也能施加结构的实际荷载的桥梁结构现场足尺试验加载装置。
5.本实用新型采用的技术方案是：一种桥梁结构现场足尺试验加载装置，包括两个实验台座、两组千斤顶、试件、分配梁及多个混凝土块；所述的实验台座、千斤顶置于地基上；所述的试件的两端分别支撑在两个实验台座上；所述的两组千斤顶分别设置在试件两侧，千斤顶的上端与分配梁底面通过球铰连接；所述的分配梁底面上设有两个加载桩，加载桩底面上设有压力传感器，加载桩位于试件正上方；混凝土块用于设置在分配梁上。
6.上述的桥梁结构现场足尺试验加载装置中，所述的实验台座顶面上设有橡胶垫，试件支撑在橡胶垫上。
7.上述的桥梁结构现场足尺试验加载装置中，每组千斤顶包括两个千斤顶，每组的两个千斤顶通过管道连接同一液压控制器。
8.上述的桥梁结构现场足尺试验加载装置中，试件顶面上对应于加载桩出设有钢垫块；所述的千斤顶设置在承压墩上，承压墩设置在地基上。
9.与现有技术相悖，本实用新型的有益效果是：
10.本实用新型结合堆载试验与桩基沉降试验的特点，首先利用钢横梁建立混凝土块堆载平台，然后通过钢板梁分配到不同千斤顶和压力传感器，从而实现试件的加载，并且设置球铰确保荷载分布均匀和加载系统的稳定。本实用新型通过液压同步装置确保不同千斤
顶升降同步，从而保证实现精确的两点加载，最终构建出一种新型桥梁结构现场足尺试验加载设备。本实用新型设有两组千斤顶，在试验过程，通过控制千斤顶的升降实现现场足尺试验的分级荷载增量。
11.(1)本实用新型通过液压同步装置进行千斤顶升降同步升降，使荷载通过分配梁在千斤顶与试件之间进行分配，实现现场足尺试验的两点加载；本实用新型利用球铰确保加荷分布均匀，从而保证加载系统的稳定；本实用新型通过液压控制器进行千斤顶缓慢卸载从而实现试件的精确分级加载，完全实现试验室反力架液压逐级加载的功能。
[0012] (2)利用本实用新型进行现场足尺试验时，不需要现场浇筑混凝土构建反力架，在节约成本的同时，仍然可以实现试验室反力架液压装置的加载功能，也可以完全克服目前利用堆载进行现场足尺试验加载的技术难题。
[0013]
（3）本实用新型结构简单，操作方便。
附图说明
[0014]
图1是本实用新型的主视图。
[0015]
图2是本实用新型的左视图。
[0016]
图3是本实用新型的立体图。
具体实施方式
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下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
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如图1-3所示，本实用新型包括两个实验台座1、两组千斤顶5、试件2、分配梁3及多个混凝土块4。所述的实验台座2置于地基上，实验台座2顶面上设有橡胶垫9；千斤顶5通过承压墩设置在地基上。所述的试件2的两端分别支撑在两个实验台座1上；所述的试件2支撑在橡胶垫9上。所述的两组千斤顶5分别设置在试件2的两侧，每组千斤顶包括两个千斤顶5，每组的两个千斤顶5通过管道连接同一液压同步装置61,液压同步装置61连接液压控制器6。千斤顶5的上端与分配梁3底面通过球铰7连接。所述的分配梁3底面上设有两个加载桩11，加载桩11底面上设有压力传感器，加载桩11位于试件2正上方；试件2顶面上对应于加载桩11处设有钢垫块8。混凝土块4用于设置在分配梁3上，对试件2加载。
[0019]
本实用新型用于实验时，具体操作如下：
[0020]
(1)按本实用新型的结构进行布置各部件；
[0021]
(2)操作液压控制器将千斤顶5升至最高行程，确保试件2与分配梁3的加载桩11底面之间存在一定距离(5cm)；
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(3)利用起吊设备将混凝土块4堆载在分配梁上，并确保堆载大于试件的极限荷载；
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(4)观察结构无异常情况开始加载：操作液压控制器6控制千斤顶5缓慢卸载，荷载通过分配梁和压力传感器间接作用在试件2上(试件开始持荷)；完成3次预加载后，方可让试件2正式进入加载阶段；
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(5）加载结束后，利用起吊设备将混凝土块缓慢吊离至安全位置，同时将千斤顶5重新顶升至最高行程，试验加载结束。


技术特征：
1.一种桥梁结构现场足尺试验加载装置，其特征是：包括两个实验台座、两组千斤顶、试件、分配梁及多个混凝土块；所述的实验台座、千斤顶置于地基上；所述的试件的两端分别支撑在两个实验台座上；所述的两组千斤顶分别设置在试件两侧，千斤顶的上端与分配梁底面通过球铰连接；所述的分配梁底面上设有两个加载桩，加载桩底面上设有压力传感器，加载桩位于试件正上方；混凝土块用于设置在分配梁上。2.根据权利要求1所述的桥梁结构现场足尺试验加载装置，其特征是：所述的实验台座顶面上设有橡胶垫，试件支撑在橡胶垫上。3.根据权利要求1所述的桥梁结构现场足尺试验加载装置，其特征是：每组千斤顶包括两个千斤顶，每组的两个千斤顶通过管道连接同一液压控制器。4.根据权利要求1所述的桥梁结构现场足尺试验加载装置，其特征是：试件顶面上对应于加载桩出设有钢垫块；所述的千斤顶设置在承压墩上，承压墩设置在地基上。

技术总结
本实用新型公开了一种桥梁结构现场足尺试验加载装置，包括两个实验台座、两组千斤顶、试件、分配梁及多个混凝土块；所述的实验台座、千斤顶置于地基上；所述的试件的两端分别支撑在两个实验台座上；所述的两组千斤顶分别设置在试件两侧，千斤顶的上端与分配梁底面通过球铰连接；所述的分配梁底面上设有两个加载桩，加载桩底面上设有压力传感器，加载桩位于试件正上方；混凝土块用于设置在分配梁上。本实用新型结构简单，操作方便；利用本实用新型进行现场足尺试验时，不需要现场浇筑混凝土构建反力架，在节约成本的同时，仍然可以实现试验室反力架液压装置的加载功能，也可以完全克服目前利用堆载进行现场足尺试验加载的技术难题。前利用堆载进行现场足尺试验加载的技术难题。前利用堆载进行现场足尺试验加载的技术难题。


技术研发人员：龚志权 孙秀贵 王连华 吴焕征 黄哲标 谢学鑫
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/3/28