一种混凝土路面板单元疲劳试验加载装置的制作方法

本发明涉及一种试验加载装置，特别是涉及一种混凝土路面板单元疲劳试验加载装置，它适用于所有斜向交叉缓粘结预应力混凝土路面板单元的疲劳试验加载。属于力学试验技术领域。

背景技术：

随着重载交通量的不断增加，对道路的使用性能有了更高的要求。普通混凝土路面在接缝处容易发生断裂、错台、剥落等病害，影响路面的行车质量，而且对接缝处还需要做大量的养护工作，路面的养护不仅花销大而且需要半封闭交通，这些因素限制了普通水泥混凝土路面在高等级公路上的大量使用。为改善普通水泥混凝土路面的不足，斜向预应力混凝土路面被提出。

近些年来，斜向预应力混凝土被重视起来。斜向预应力混凝土路面预应力筋需双向交叉布置，约束了混凝土的变形、提高了强度。随着斜向预应力混凝土路面的使用，有关它的疲劳问题日益显现出来。许多有关混凝土路面板的疲劳试验表明，路面板的使用性能与车辆循环次数和应力大小有关，普通水泥混凝土路面设计中均考虑了此项因素，但对斜向预应力混凝土路面来说研究较少，尤其是斜向交叉缓粘结预应力混凝土路面。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种疲劳试验加载装置，特别针对斜向交叉缓粘结预应力混凝土路面板单元，该装置能够准确，便捷地测量在不同方向外力耦合作用下混凝土路面板单元的抗疲劳强度。

为了实现上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是：一种混凝土路面板单元疲劳试验加载装置，包括l型反力墙、双向应变片、采集仪以及mts试验机，其在于在l型反力墙相互垂直墙面的侧面和另一面分别设有固定支座和活动支座，由钢板围成的钢板框架内浇筑设置混凝土板单元试块，且将该钢板框架适配位置分别固定于所述的固定支座和活动支座上，钢板框架固定于固定支座端的对称一端设有mts试验机1，所述的混凝土板单元试块的一侧表面上粘贴设置双向应变片，该混凝土板单元试块的另一侧面垂直设有mts试验机2。

所述的活动支座是由滑轮固定于支座块构成。

所述的l型反力墙，其固定活动支座处设有与活动支座上的滑轮相匹配的轨道。

所述的双向应变片还与外端的采集仪相连。

所述的采集仪和电脑相连接。

所述的钢板框架为菱形、方形、椭圆形或圆形中的一种形状。

所述的钢板框架为菱形、方形之一时，mts试验机1在受到施加的水平拉力的过程中，钢板框架每两个相邻边之间的角度可以随意改变。

由于采用上述结构，使得本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明采用的疲劳试验加载装置，结构简单、合理、易操作，试验结果准确，通过mts试验机在不同方向上对混凝土板试块施加荷载，有效地模拟了斜向交叉缓粘结预应力混凝土路面板单元在不同方向荷载耦合作用下的抗疲劳强度。

2、本发明采用的疲劳试验加载装置，通过mts试验机可以随意调整水平拉力和竖向荷载的大小，实现不同荷载幅值下路面板单元的疲劳加载。

3、本发明采用的疲劳试验加载装置，将滚动支座与固定支座结合，用mts试验机拉伸，可以改变菱形钢板框架中相邻钢板之间的角度，实现不同预应力大小的施加。

4、本发明采用的疲劳试验加载装置，通过调整垂直于混凝土板试块平面方向上mts试验机的加载次数和幅值，获得不同循环加载次数及幅值下混凝土路面板块单元的疲劳强度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明一种混凝土路面板单元疲劳试验加载装置的主视结构示意图；

图2是本发明图1的俯视结构示意图。

图中主要零件：1、l型反力墙，2、活动支座，3、固定支座，4、钢板，5、钢板框架，6、双向应变片，7、采集仪，8、电脑，9、mts试验机1，10、mts试验机2。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1

如附图1、2所示，本发明一种混凝土路面板单元疲劳试验加载装置，包括l型反力墙1、双向应变片6、采集仪7以及mts试验机，在l型反力墙1相互垂直墙面的侧面和另一面分别设有固定支座3和活动支座2，由钢板4围成的钢板框架5内浇筑设置混凝土板单元试块，且将该钢板框架5适配位置分别固定于所述的固定支座3和活动支座2上，钢板框架5固定于固定支座3端的对称一端设有mts试验机19，所述的混凝土板单元试块的一侧表面上粘贴设置双向应变片6，该混凝土板单元试块的另一侧面垂直设有mts试验机210。

上述的活动支座2是由滑轮固定于支座块构成。

上述的l型反力墙1，其固定活动支座2处设有与活动支座2上的滑轮相匹配的轨道。

上述的双向应变片6还与外端的采集仪7相连。

上述的采集仪7和电脑8相连接。

上述的钢板框架5为菱形、方形、椭圆形或圆形中的一种形状。

上述的钢板框架5为菱形、方形之一时，mts试验机1在受到施加的水平拉力的过程中，钢板框架5每两个相邻边之间的角度可以随意改变。

以钢板框架5为菱形为例说明本发明的工作原理如下：

首先，利用活动支座2和固定支座3将菱形钢板框架5固定在l型反力墙1上。然后，在钢板4围成的菱形钢板框架5内浇筑混凝土板单元试块，且两相邻钢板4之间通过同心轴相连接，两个相邻边之间的角度不限。等待混凝土初凝后，通过与菱形钢板框架共平面的mts试验机1在背离混凝土板试块重心方向上施加相当于斜向交叉缓粘结预应力混凝土路面板中预应力筋设计值30%的初始张拉轴力的水平拉力，且在混凝土板单元试块表面粘贴双向应变片6，调试采集仪7和电脑8获取应变初值。等待混凝土终凝后，再施加相当于预应力筋终张拉轴力的水平拉力。此时，再利用垂直于混凝土板试块平面的另一台mts试验机2对试块施加竖向荷载，以模拟车辆荷载，并开始混凝土路面板试块的疲劳试验。通过调整mts试验机1的荷载幅值可以调整斜向交叉缓粘结预应力混凝土路面板中所施加的预应力大小。

此外，通过调整垂直于混凝土板试块平面方向上mts试验机2的加载次数和幅值，获得不同循环加载次数及幅值下斜向交叉缓粘结预应力混凝土路面板块单元的疲劳强度。

本发明的疲劳加载试验装置，设计简单、合理，实用性强，效果好，极易推广。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种混凝土路面板单元疲劳试验加载装置，包括L型反力墙、双向应变片、采集仪以及MTS试验机，在L型反力墙相互垂直墙面的侧面和另一面分别设有固定支座和活动支座，由钢板围成的钢板框架内浇筑混凝土板单元试块，且将该钢板框架适配位置分别固定于所述的固定支座和活动支座上，钢板框架固定于固定支座端的对称一端设有MTS试验机1，混凝土板单元试块的一侧表面上粘贴设置双向应变片，该混凝土板单元试块的另一侧面垂直设有MTS试验机2。本发明采用的疲劳试验加载装置，结构简单、合理、易操作，试验结果准确，通过MTS试验机可以随意调整水平拉力和竖向荷载的大小，实现不同荷载幅值下路面板单元的疲劳加载。

技术研发人员：陆征然;郭超;张茂胜;于红梅
受保护的技术使用者：沈阳建筑大学
技术研发日：2017.12.16
技术公布日：2019.06.25