一种正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置，包括试件，所述试件固定在底座上；加载装置包括作动器和加载块，控制装置连接所述作动器带动加载块向所述试件面板施加垂直作用力；所述数据采集装置将数据传送到计算机，所述计算机连接所述控制装置。所述约束框架可拆卸或包括调节所述立柱高度的调节机构，所述立柱底端通过所述调节机构连接底座。本实用新型所述装置通过将正交异性桥面板双U形肋局部模型试件一端近似铰支约束、一端加载的方法，精确的模拟了桥面板各向面外变形的作用，准确的反映了正交异性桥面板纵肋与横肋连接处受力状态。
【专利说明】
一种正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置。
【背景技术】
[0002]正交异性桥面板中纵肋和横肋交叉连接处是发现疲劳裂纹最多的部位。一般而言，纵肋不能直接焊接在横肋腹板上，而是必须穿过横肋，由于移动轮载的作用，横肋腹板不仅承受轮载位于其正上方时的直接作用，还会在轮载位于其两侧时发生往复面外变形，因此横肋上的弧形缺口直接影响该部位的抗疲劳性能。不同国家对该部位的处理方式不同。
[0003]纵肋与横肋交叉部位在试验加载时，需要考虑横肋和纵肋各自板件面内和面外受力的组合效应，因此只能通过足尺节段模型进行疲劳试验，但这样就会显著增加试验成本。因此，国外主要是先通过足尺局部模型静载和疲劳试验选定构造细节的设计参数。目前国内外关于纵肋与横肋交叉部位足尺局部模型试验装置并不多，其中检索到国外试验方法有两种:第一种方法，为两点对称加载，试验方法复杂，加载端头离横肋近，横肋受到的面外荷载较小;并不能反映实桥中该部位的最不利受力情况;第二种方法，采用一端固定一端加载的方法，其中试件为单U型肋试件，并不能反应横向受力变形的影响；固定端采用近似完全固定的方法，这种约束方法使得横肋受到面外变形作用较小。因此，对正交异性桥面板中纵肋和横肋交叉连接处进行疲劳细节试验时，如采用局部模型试验，目前的加载方式并不能很好地模拟桥各向面外变形作用。采用节段模型，费用成本很高，因此节段模型一般只用于验证试验。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置，包括:试件、试件固定装置、加载装置、控制装置、数据采集装置和计算机;其中，
[0007]所述试件固定装置包括底座和约束框架，所述试件安装在所述底座上；
[0008]所述约束框架由分配横梁和所述分配横梁两端的立柱组成，所述立柱竖立安装在所述底座一端，所述分配横梁通过其两端的立柱固定连接并架立在所述试件上方；
[0009]所述加载装置包括作动器和加载块，所述加载块下端垂直于所述试件正上方，所述加载块上端与作动器连接，所述控制装置连接所述作动器并施加垂直作用力，带动加载块向所述试件施加垂直作用力；
[0010]所述数据采集装置包括应变片和读数仪，所述应变片安装在试件上，所述应变片通过所述读数仪将数据传送到所述计算机，所述计算机连接所述控制装置。
[0011]进一步的，所述底座由两片宽翼缘工字梁、中间横梁和两端的连接角钢组成，位于宽翼缘工字梁中间的横梁和两端的连接角钢将两片宽翼缘工字梁连接成整体。
[0012]进一步的，所述立柱竖立安装在所述两片宽翼缘工字梁的同一端。
[0013]进一步的，所述分配横梁底端设有半圆形槽，所述半圆形槽内放置一根圆钢棒，以模拟施加线荷载。
[0014]进一步的，所述约束框架还包括调节所述立柱高度的调节机构，所述立柱底端通过所述调节机构连接底座。
[0015]进一步的，所述约束框架可拆卸。
[0016]进一步的，所述应变片具有多个。
[0017]本实用新型的有益效果为:
[0018]本实用新型所述装置通过将正交异性桥面板双U形肋局部模型试件一端近似铰支约束、一端加载的方法，精确的模拟了桥面板各向面外变形的作用，准确的反映了正交异性桥面板纵肋与横肋连接处受力状态，试验得到的裂纹与实际桥梁发生的裂纹完全一致。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型所述底座结构不意图；
[0020]图2为本实用新型所述试验装置的结构示意图；
[0021 ]图3为本实用新型所述作动器荷载位于横肋正上方时的试验装置结构图；
[0022]图4为本实用新型所述作动器荷载不在横肋正上方时的试验装置结构图；
[0023]图5为本实用新型所述作动器荷载时试验装置的横截面。
[0024]其中，1-试件，2-底座，3-约束框架，4-作动器，5-宽翼缘工字梁，6_中间横梁，7_连接角钢。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]—种正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置，如图2所示，包括:试件1、试件固定装置、加载装置、控制装置、数据采集装置和计算机；
[0027]其中，包括:
[0028]—个长方形面板，其平行于水平方向；
[0029]两个U形肋板，其安装在所述长方形面板底部；
[0030]—个横肋板，其沿所述长方形面板的横向竖直安装在所述长方形面板纵向正中间的底部，两个U形肋板均穿过所述横肋板，U形肋板底部与所述横肋板的连接处留有弧形缺P;
[0031]横肋下翼缘板，其水平安装在所述横肋板的底部；
[0032]当横肋下翼缘板放置于水平地面上时，面板保持水平。
[0033]所述试件固定装置包括底座2和约束框架3:
[0034]其中，所述底座2，如图1所示，由两片宽翼缘工字梁5、中间横梁6和两端的连接角钢7组成，位于宽翼缘工字梁5中间的横梁和两端的连接角钢7通过高强度螺栓将两片宽翼缘工字梁5连接成整体;所述试件I通过横肋下翼缘板安装在所述底座2上；
[0035]所述约束框架3由分配横梁和所述分配横梁两端的立柱8组成，所述立柱8竖立安装在所述两片宽翼缘工字梁5的同一端，所述分配横梁通过其两端的立柱8固定连接并架立在所述试件I上方;所述分配横梁底端设有半圆形槽，所述半圆形槽内放置一根圆钢棒，以保证横梁与试件I面板之间为线接触，模拟铰支。
[0036]所述加载装置包括作动器4和加载块，所述加载块下端垂直于所述试件I的长方形面板的正上方，所述加载块上端与作动器4连接，所述控制装置连接所述作动器4并施加垂直作用力，带动加载块向所述试件I的长方形面板施加垂直作用力；
[0037]所述数据采集装置包括多个应变片和读数仪，所述应变片安装在所述U形肋板与横肋板的连接处，应变片通过读数仪将数据传送到计算机，所述计算机连接控制装置。
[0038]所述约束框架3还包括调节所述立柱8高度的调节机构，所述立柱8底端通过所述调节机构连接底座2或所述约束框架3可拆卸。
[0039]试验前，先组装底座2，然后将试件I通过高强度螺栓连接于底座2上。若荷载位于横肋正上方，如图3所示，则将试件I中心调整至作动器4正下方;若荷载不在横肋正上方，如图4所示，则需要在非加载端安装约束框架3或将约束框架3调至试件I的非加载端。
[0040]本实用新型所述装置通过将正交异性桥面板双U形肋局部模型试件I一端近似铰支约束、一端加载的方法，精确的模拟了桥面板各向面外变形的作用，准确的反映了正交异性桥面板纵肋与横肋连接处受力状态，试验得到的裂纹与实际桥梁发生的裂纹完全一致。
[0041]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置，其特征在于，包括:试件(I )、试件固定装置、加载装置、控制装置、数据采集装置和计算机;其中， 所述试件固定装置包括底座(2)和约束框架(3)，所述试件(I)安装在所述底座(2)上； 所述约束框架(3)由分配横梁和所述分配横梁两端的立柱(8)组成，所述立柱(8)竖立安装在所述底座一端，所述分配横梁通过其两端的立柱(8)固定连接并架立在所述试件(I)上方； 所述加载装置包括作动器(4)和加载块，所述加载块下端垂直于所述试件(I)正上方，所述加载块上端与作动器(4)连接，所述控制装置连接所述作动器(4)并施加垂直作用力，带动加载块向所述试件(I)施加垂直作用力； 所述数据采集装置包括应变片和读数仪，所述应变片安装在试件(I)上，所述应变片通过所述读数仪将数据传送到所述计算机，所述计算机连接所述控制装置。2.根据权利要求1所述的正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置，其特征在于，所述底座(2)由两片宽翼缘工字梁(5)、中间横梁(6)和两端的连接角钢(7)组成，位于宽翼缘工字梁(5)中间的横梁和两端的连接角钢(7)将两片宽翼缘工字梁(5)连接成整体。3.根据权利要求2所述的正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置，其特征在于，所述立柱(8)竖立安装在所述两片宽翼缘工字梁(5)的同一端。4.根据权利要求1所述的正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置，其特征在于，所述分配横梁底端设有半圆形槽，所述半圆形槽内放置一根圆钢棒。5.根据权利要求1所述的正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置，其特征在于，所述约束框架(3)还包括调节所述立柱(8)高度的调节机构，所述立柱(8)底端通过所述调节机构连接底座(2)。6.根据权利要求1所述的正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置，其特征在于，所述约束框架(3)可拆卸。7.根据权利要求1所述的正交异性桥面板纵肋与横肋连接处面外变形试验装置，其特征在于，所述应变片具有多个。
【文档编号】G01N3/08GK205607765SQ201620281003
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】曾志斌, 方兴, 鞠晓臣, 崖岗, 史志强, 代希华, 周旭东, 刘晓光, 赵欣欣, 赵体波, 荣峤
【申请人】中国铁道科学研究院, 广东省公路建设有限公司