本發(fā)明屬于建筑領(lǐng)域，尤其涉及一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁加載試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

隨著我國交通量的激增，導(dǎo)致了高架快速路的建設(shè)需求大。由于建設(shè)高架快速路易受交通的限制，高架橋墩只能位于既有路面的中央綠化帶處，見圖1，這樣情況只能采用大懸臂蓋梁方案。

現(xiàn)澆施工需要立模、支架，見圖2，工程量大，預(yù)制拼裝可解決這個問題。

大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁的連接方式有：一、小剪力鍵+預(yù)應(yīng)力筋；二、大剪力鍵+預(yù)應(yīng)力筋；三、牛腿+預(yù)應(yīng)力筋；四、鋼制剪力鍵+預(yù)應(yīng)力筋等方式。這些連接方式需要進(jìn)行大比例尺試驗(yàn)來驗(yàn)證這些構(gòu)造的可靠性。

技術(shù)難點(diǎn)一：對于懸臂加載裝置，當(dāng)豎向力很大時，根據(jù)受力平衡，裝置需要承受相同的拉力，而試驗(yàn)裝置單孔設(shè)計(jì)拉力只有500kn，雖然存在12個孔，但各個孔位在懸臂加載時受力不均，倘若設(shè)計(jì)不合理，極易造成受力大的單孔先破壞，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗，甚至加載裝置失效。

技術(shù)難點(diǎn)二：懸臂梁加載中試件發(fā)生下?lián)?，見圖3，根據(jù)幾何特征，下?lián)现性嚰虞d點(diǎn)會發(fā)生水平變動，這就要求加載需要適應(yīng)試件變形的這種特點(diǎn)，加載千斤頂應(yīng)可隨加載點(diǎn)發(fā)生自適應(yīng)移位，否則會產(chǎn)生冗余力，導(dǎo)致加載不符合實(shí)際，甚至加載連接裝置失效。

受加載能力的限制，已有的懸臂加載試驗(yàn)存在縮尺比大、加載噸位小的缺點(diǎn)，試驗(yàn)的結(jié)果與工程實(shí)際存在嚴(yán)重失真，試驗(yàn)結(jié)果不能反映工程實(shí)際。同時蓋梁在橋孔不同時存在偏心受力，故需要提出新的試驗(yàn)方案來解決這個問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述傳統(tǒng)的加載方式存在的缺陷而提出的一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁加載試驗(yàn)方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁加載試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

(1)制備試驗(yàn)蓋梁；

(2)固定加載裝置；

(3)用預(yù)應(yīng)力筋連接試驗(yàn)蓋梁和連接塊；

(4)將錨固塊移到加載裝置中，并通過地錨桿與地面固定連接；

(5)將固定在一起的試驗(yàn)蓋梁和連接塊移到加載裝置中，用橫向錨桿固定連接錨固塊和連接塊；

(6)用地錨桿將連接塊固定在地面上；

(7)加載裝置對試驗(yàn)蓋梁進(jìn)行自適應(yīng)加載。

作為本發(fā)明的一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁加載試驗(yàn)方法的改進(jìn)，步驟(1)包括：在試驗(yàn)蓋梁的澆筑過程中設(shè)置加載預(yù)埋件。

作為本發(fā)明的一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁加載試驗(yàn)方法的改進(jìn)，步驟(2)包括：將機(jī)架固定在地面上，豎向千斤頂懸掛在機(jī)架上，豎向千斤頂與機(jī)架滑動連接；步驟(7)包括：將豎向千斤頂安裝在加載預(yù)埋件上。

作為本發(fā)明的一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁加載試驗(yàn)方法的改進(jìn)，步驟(4)包括：將壓力傳感器安裝在地錨桿和錨固塊之間。

作為本發(fā)明的一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁加載試驗(yàn)方法的改進(jìn)，壓力傳感器安裝在離試驗(yàn)蓋梁最遠(yuǎn)的地錨桿和錨固塊之間。

作為本發(fā)明的一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁加載試驗(yàn)方法的改進(jìn)，步驟(5)包括：將壓力傳感器安裝在橫向錨桿和錨固塊或連接塊之間。

作為本發(fā)明的一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁加載試驗(yàn)方法的改進(jìn)，預(yù)應(yīng)力筋為預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

一、本加載的限制條件是單個地錨桿設(shè)計(jì)拉力為500kn，傳統(tǒng)千斤頂一般是固定加載位置的千斤頂，而本發(fā)明的豎向千斤頂可以在加載面內(nèi)自適應(yīng)水平跟動，實(shí)現(xiàn)隨加載點(diǎn)的變動。豎向千斤頂?shù)淖詣痈S，保證了加載過程中豎向千斤頂與加載點(diǎn)在同一豎直線上，符合實(shí)際過程中的受力狀態(tài)。

二、可以通過加載裝置對試驗(yàn)蓋梁施加荷載，能充分模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)在受力狀態(tài)下的工況，試驗(yàn)蓋梁的受力合理，加載效率高，實(shí)現(xiàn)了懸臂加載的方法；安裝的壓力傳感器能實(shí)時監(jiān)測地錨桿和橫向錨桿的拉力，安全性能高，并且錨固塊可以重復(fù)使用，節(jié)約材料。

當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為大懸臂蓋梁道路中央布置圖；

圖2為大懸臂蓋梁道路中央施工示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的試驗(yàn)蓋梁的加載試驗(yàn)簡圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的試驗(yàn)蓋梁的立面圖；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的試驗(yàn)蓋梁的平面圖；

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的試驗(yàn)蓋梁的側(cè)面圖；

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的試驗(yàn)蓋梁的加載試驗(yàn)安裝示意圖，其中(a)圖為錨固塊的示意圖；(b)圖為連接塊的示意圖；(c)圖為大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁的示意圖；(d)圖為連接塊和大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁的示意圖；(e)圖為試驗(yàn)蓋梁完成裝配進(jìn)行加載試驗(yàn)的示意圖；

圖8為本發(fā)明一實(shí)施例的一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁的可能損壞部位示意圖。

圖中，1-錨固塊；2-連接塊；3-試驗(yàn)蓋梁；4-地錨桿；5-橫向錨桿；6-地錨桿；7-預(yù)應(yīng)力筋；8-加載預(yù)埋件；9-壓力傳感器；10-壓力傳感器；11-機(jī)架；12-豎向千斤頂。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

請綜合參考圖1至圖8，一種大懸臂預(yù)制拼裝蓋梁加載試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

(1)制備試驗(yàn)蓋梁3；

(2)固定加載裝置；

(3)用預(yù)應(yīng)力筋7連接試驗(yàn)蓋梁3(圖7(c))和連接塊2(圖7(b))，得到圖7(d)；

(4)將錨固塊1(圖7(a))移到加載裝置中，并通過12根地錨桿4與地面固定連接；

(5)將固定在一起的試驗(yàn)蓋梁3和連接塊2移到加載裝置中，用橫向錨桿5固定連接錨固塊1和連接塊2；

(6)用2根地錨桿6將連接塊2固定在地面上，如圖4-6所示；

(7)加載裝置對試驗(yàn)蓋梁3進(jìn)行自適應(yīng)加載，見圖7(e)。

步驟(1)包括：在試驗(yàn)蓋梁3的澆筑過程中設(shè)置加載預(yù)埋件8。

步驟(2)包括：將機(jī)架11固定在地面上，豎向千斤頂12懸掛在機(jī)架11上，豎向千斤頂12與機(jī)架11滑動連接；步驟(7)包括：將豎向千斤頂12安裝在加載預(yù)埋件8上。本試驗(yàn)加載裝置采用邦威10000kn加載系統(tǒng)，見圖7(e)，本加載系統(tǒng)的限制條件在于：單個地錨桿設(shè)計(jì)拉力為500kn。傳統(tǒng)千斤頂一般是固定加載位置的，而邦威系統(tǒng)的1000t豎向千斤頂12可以在加載面內(nèi)自適應(yīng)水平跟動，實(shí)現(xiàn)隨加載點(diǎn)的變動。豎向千斤頂12自動跟隨，保證了加載過程中豎向千斤頂12與加載點(diǎn)始終位于同一豎直線上，符合實(shí)際過程的受力狀態(tài)。

步驟(4)包括：將壓力傳感器9安裝在地錨桿4和錨固塊1之間。壓力傳感器9用于測量地錨桿4受到的拉力。壓力傳感器9選擇安裝在距離試驗(yàn)蓋梁3最遠(yuǎn)的地錨桿4和錨固塊1之間。此處的地錨桿4承受的拉力最大。

步驟(5)包括：將壓力傳感器10安裝在橫向錨桿5和錨固塊1或連接塊2之間。此處產(chǎn)生的拉力也可能使橫向錨桿5破壞，所以需要實(shí)時監(jiān)測。

本實(shí)施例中，預(yù)應(yīng)力筋7為預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

本實(shí)施例中，錨固塊1和連接塊2可以重復(fù)使用，節(jié)約材料。

本實(shí)施例中，加載試驗(yàn)的最大壓力可達(dá)1000t，試驗(yàn)蓋梁3可能破壞的形式有：一、預(yù)應(yīng)力鋼絞線被拉斷，見圖8中a部分；二、橫向錨桿5被拉斷，見圖8中b部分；三、錨固塊1和連接塊2的上部連接部分發(fā)生剪切破壞，見圖8中c部分；四、錨固塊1的地錨桿4被拉斷，見圖8中d部分；五、錨固塊1的地錨桿4被拉出地面，見圖8中e部分。

本實(shí)施例中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線被拉斷是最理性的試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)蓋梁3設(shè)計(jì)了26根預(yù)應(yīng)力鋼絞線，通過xtract計(jì)算：拼接縫處最大彎矩4372kn·m，加載力只需f1＝m/l1＝4372kn/1.78m＝246t。橫向錨桿5需要承受的最大壓力為f2＝f1(l1+l3+l4)/l2＝2456kn×(1.78m+0.183m+1.202m)/1.324m＝587t，因地錨桿4所受的拉力不同，只考慮最遠(yuǎn)兩排的地錨桿4，故地錨桿4最大拉力f3＝f1×(l1+l3)/l5＝2456kn×(1.78m+0.183m)/3.684m＝130t。

本實(shí)施例中，橫向錨桿5選用的是直徑為80mm的hpb300的鋼筋，每根所能承受的最大拉力為150t，所以在本設(shè)計(jì)中，所需橫向錨桿5的數(shù)量為587/150＝3.9根，考慮受力不均勻，本設(shè)計(jì)中取5根橫向錨桿5；最遠(yuǎn)處地錨桿4最大拉力為130t，單個地錨桿4的設(shè)計(jì)最大拉力為每根50t，所以最遠(yuǎn)處所需地錨桿4的數(shù)量為130/50＝2.6根，本設(shè)計(jì)中取3根。雖然按照強(qiáng)度計(jì)算只需要3根，但是從剛度角度保證錨固塊1決定不發(fā)生位移，所以本設(shè)計(jì)中設(shè)置了12根地錨桿4。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。