一種正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置，包括試件，所述試件固定在底座上；加載裝置包括作動器和加載塊，控制裝置連接所述作動器帶動加載塊向所述試件面板施加垂直作用力；所述數(shù)據(jù)采集裝置將數(shù)據(jù)傳送到計算機(jī)，所述計算機(jī)連接所述控制裝置。所述約束框架可拆卸或包括調(diào)節(jié)所述立柱高度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述立柱底端通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接底座。本實(shí)用新型所述裝置通過將正交異性橋面板雙U形肋局部模型試件一端近似鉸支約束、一端加載的方法，精確的模擬了橋面板各向面外變形的作用，準(zhǔn)確的反映了正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處受力狀態(tài)。
【專利說明】
一種正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]正交異性橋面板中縱肋和橫肋交叉連接處是發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋最多的部位。一般而言，縱肋不能直接焊接在橫肋腹板上，而是必須穿過橫肋，由于移動輪載的作用，橫肋腹板不僅承受輪載位于其正上方時的直接作用，還會在輪載位于其兩側(cè)時發(fā)生往復(fù)面外變形，因此橫肋上的弧形缺口直接影響該部位的抗疲勞性能。不同國家對該部位的處理方式不同。
[0003]縱肋與橫肋交叉部位在試驗(yàn)加載時，需要考慮橫肋和縱肋各自板件面內(nèi)和面外受力的組合效應(yīng)，因此只能通過足尺節(jié)段模型進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，但這樣就會顯著增加試驗(yàn)成本。因此，國外主要是先通過足尺局部模型靜載和疲勞試驗(yàn)選定構(gòu)造細(xì)節(jié)的設(shè)計參數(shù)。目前國內(nèi)外關(guān)于縱肋與橫肋交叉部位足尺局部模型試驗(yàn)裝置并不多，其中檢索到國外試驗(yàn)方法有兩種:第一種方法，為兩點(diǎn)對稱加載，試驗(yàn)方法復(fù)雜，加載端頭離橫肋近，橫肋受到的面外荷載較小;并不能反映實(shí)橋中該部位的最不利受力情況;第二種方法，采用一端固定一端加載的方法，其中試件為單U型肋試件，并不能反應(yīng)橫向受力變形的影響；固定端采用近似完全固定的方法，這種約束方法使得橫肋受到面外變形作用較小。因此，對正交異性橋面板中縱肋和橫肋交叉連接處進(jìn)行疲勞細(xì)節(jié)試驗(yàn)時，如采用局部模型試驗(yàn)，目前的加載方式并不能很好地模擬橋各向面外變形作用。采用節(jié)段模型，費(fèi)用成本很高，因此節(jié)段模型一般只用于驗(yàn)證試驗(yàn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置，包括:試件、試件固定裝置、加載裝置、控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和計算機(jī);其中，
[0007]所述試件固定裝置包括底座和約束框架，所述試件安裝在所述底座上；
[0008]所述約束框架由分配橫梁和所述分配橫梁兩端的立柱組成，所述立柱豎立安裝在所述底座一端，所述分配橫梁通過其兩端的立柱固定連接并架立在所述試件上方；
[0009]所述加載裝置包括作動器和加載塊，所述加載塊下端垂直于所述試件正上方，所述加載塊上端與作動器連接，所述控制裝置連接所述作動器并施加垂直作用力，帶動加載塊向所述試件施加垂直作用力；
[0010]所述數(shù)據(jù)采集裝置包括應(yīng)變片和讀數(shù)儀，所述應(yīng)變片安裝在試件上，所述應(yīng)變片通過所述讀數(shù)儀將數(shù)據(jù)傳送到所述計算機(jī)，所述計算機(jī)連接所述控制裝置。
[0011]進(jìn)一步的，所述底座由兩片寬翼緣工字梁、中間橫梁和兩端的連接角鋼組成，位于寬翼緣工字梁中間的橫梁和兩端的連接角鋼將兩片寬翼緣工字梁連接成整體。
[0012]進(jìn)一步的，所述立柱豎立安裝在所述兩片寬翼緣工字梁的同一端。
[0013]進(jìn)一步的，所述分配橫梁底端設(shè)有半圓形槽，所述半圓形槽內(nèi)放置一根圓鋼棒，以模擬施加線荷載。
[0014]進(jìn)一步的，所述約束框架還包括調(diào)節(jié)所述立柱高度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述立柱底端通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接底座。
[0015]進(jìn)一步的，所述約束框架可拆卸。
[0016]進(jìn)一步的，所述應(yīng)變片具有多個。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0018]本實(shí)用新型所述裝置通過將正交異性橋面板雙U形肋局部模型試件一端近似鉸支約束、一端加載的方法，精確的模擬了橋面板各向面外變形的作用，準(zhǔn)確的反映了正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處受力狀態(tài)，試驗(yàn)得到的裂紋與實(shí)際橋梁發(fā)生的裂紋完全一致。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型所述底座結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型所述試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖3為本實(shí)用新型所述作動器荷載位于橫肋正上方時的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型所述作動器荷載不在橫肋正上方時的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型所述作動器荷載時試驗(yàn)裝置的橫截面。
[0024]其中，1-試件，2-底座，3-約束框架，4-作動器，5-寬翼緣工字梁，6_中間橫梁，7_連接角鋼。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0026]—種正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置，如圖2所示，包括:試件1、試件固定裝置、加載裝置、控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和計算機(jī)；
[0027]其中，包括:
[0028]—個長方形面板，其平行于水平方向；
[0029]兩個U形肋板，其安裝在所述長方形面板底部；
[0030]—個橫肋板，其沿所述長方形面板的橫向豎直安裝在所述長方形面板縱向正中間的底部，兩個U形肋板均穿過所述橫肋板，U形肋板底部與所述橫肋板的連接處留有弧形缺P;
[0031]橫肋下翼緣板，其水平安裝在所述橫肋板的底部；
[0032]當(dāng)橫肋下翼緣板放置于水平地面上時，面板保持水平。
[0033]所述試件固定裝置包括底座2和約束框架3:
[0034]其中，所述底座2，如圖1所示，由兩片寬翼緣工字梁5、中間橫梁6和兩端的連接角鋼7組成，位于寬翼緣工字梁5中間的橫梁和兩端的連接角鋼7通過高強(qiáng)度螺栓將兩片寬翼緣工字梁5連接成整體;所述試件I通過橫肋下翼緣板安裝在所述底座2上；
[0035]所述約束框架3由分配橫梁和所述分配橫梁兩端的立柱8組成，所述立柱8豎立安裝在所述兩片寬翼緣工字梁5的同一端，所述分配橫梁通過其兩端的立柱8固定連接并架立在所述試件I上方;所述分配橫梁底端設(shè)有半圓形槽，所述半圓形槽內(nèi)放置一根圓鋼棒，以保證橫梁與試件I面板之間為線接觸，模擬鉸支。
[0036]所述加載裝置包括作動器4和加載塊，所述加載塊下端垂直于所述試件I的長方形面板的正上方，所述加載塊上端與作動器4連接，所述控制裝置連接所述作動器4并施加垂直作用力，帶動加載塊向所述試件I的長方形面板施加垂直作用力；
[0037]所述數(shù)據(jù)采集裝置包括多個應(yīng)變片和讀數(shù)儀，所述應(yīng)變片安裝在所述U形肋板與橫肋板的連接處，應(yīng)變片通過讀數(shù)儀將數(shù)據(jù)傳送到計算機(jī)，所述計算機(jī)連接控制裝置。
[0038]所述約束框架3還包括調(diào)節(jié)所述立柱8高度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述立柱8底端通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接底座2或所述約束框架3可拆卸。
[0039]試驗(yàn)前，先組裝底座2，然后將試件I通過高強(qiáng)度螺栓連接于底座2上。若荷載位于橫肋正上方，如圖3所示，則將試件I中心調(diào)整至作動器4正下方;若荷載不在橫肋正上方，如圖4所示，則需要在非加載端安裝約束框架3或?qū)⒓s束框架3調(diào)至試件I的非加載端。
[0040]本實(shí)用新型所述裝置通過將正交異性橋面板雙U形肋局部模型試件I一端近似鉸支約束、一端加載的方法，精確的模擬了橋面板各向面外變形的作用，準(zhǔn)確的反映了正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處受力狀態(tài)，試驗(yàn)得到的裂紋與實(shí)際橋梁發(fā)生的裂紋完全一致。
[0041]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括:試件(I )、試件固定裝置、加載裝置、控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和計算機(jī);其中， 所述試件固定裝置包括底座(2)和約束框架(3)，所述試件(I)安裝在所述底座(2)上； 所述約束框架(3)由分配橫梁和所述分配橫梁兩端的立柱(8)組成，所述立柱(8)豎立安裝在所述底座一端，所述分配橫梁通過其兩端的立柱(8)固定連接并架立在所述試件(I)上方； 所述加載裝置包括作動器(4)和加載塊，所述加載塊下端垂直于所述試件(I)正上方，所述加載塊上端與作動器(4)連接，所述控制裝置連接所述作動器(4)并施加垂直作用力，帶動加載塊向所述試件(I)施加垂直作用力； 所述數(shù)據(jù)采集裝置包括應(yīng)變片和讀數(shù)儀，所述應(yīng)變片安裝在試件(I)上，所述應(yīng)變片通過所述讀數(shù)儀將數(shù)據(jù)傳送到所述計算機(jī)，所述計算機(jī)連接所述控制裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述底座(2)由兩片寬翼緣工字梁(5)、中間橫梁(6)和兩端的連接角鋼(7)組成，位于寬翼緣工字梁(5)中間的橫梁和兩端的連接角鋼(7)將兩片寬翼緣工字梁(5)連接成整體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述立柱(8)豎立安裝在所述兩片寬翼緣工字梁(5)的同一端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述分配橫梁底端設(shè)有半圓形槽，所述半圓形槽內(nèi)放置一根圓鋼棒。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述約束框架(3)還包括調(diào)節(jié)所述立柱(8)高度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述立柱(8)底端通過所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接底座(2)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述約束框架(3)可拆卸。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正交異性橋面板縱肋與橫肋連接處面外變形試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述應(yīng)變片具有多個。
【文檔編號】G01N3/08GK205607765SQ201620281003
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】曾志斌, 方興, 鞠曉臣, 崖崗, 史志強(qiáng), 代希華, 周旭東, 劉曉光, 趙欣欣, 趙體波, 榮嶠
【申請人】中國鐵道科學(xué)研究院, 廣東省公路建設(shè)有限公司