对混凝土构件施加持久压扭损伤荷载的试验装置的制作方法

本实用新型属于建筑施工领域的混凝土构件用的试验装置，具体涉及一种对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置。

背景技术：

早拆模板技术是一种新型的“快拆体系”，正处于工程推广运用阶段。该“快拆体系”就是当某一层浇筑的混凝土达到一定强度时，在保证施工安全的前提下，除保留的立杆及晚拆支撑头外，将梁底模板提早拆除，从而加快施工进度。目前铝合金早拆模板技术中梁板底模的拆除时间主要是参照国外经验，在混凝土龄期达到36小时即拆除梁板底模。因此，尚未成熟的早龄期混凝土构件受到外界荷载作用的可能性也加大，早龄期凝土构件在外界荷载的作用下是否会产生损伤及其损伤对后期混凝土构件的性能是否会产生影响是工程人员高度关注的问题之一。

为此，研究早龄期混凝土构件在同时受到持久性扭矩和压力作用下所表现出来的损伤力学性能，是计算早龄期混凝土结构强度、刚度和稳定性的关键问题之一。

目前，一些研究者研发出了一些对混凝土构件的受扭、受压性能进行试验的试验装置，但均存在着一些缺陷，例如，整个试验装置耗费材料量大，对受到的扭矩上限值有要求，无法对混凝土构件受到的扭矩进行增大调整；试验装置往往会出现受扭、受压相互干扰的现象，从而无法有效地对混凝土构件施加持久性的压、扭损伤荷载。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置，

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置，该试验装置包括一扭矩加载机构和一压力加载机构，所述扭矩加载机构与压力加载机构分别与混凝土构件的两端连接；

所述扭矩加载机构包括一第一基座、一水平滚轴、一垂直推轴、一推轴套筒、及一垂直安装于第一基座的第一千斤顶；所述水平滚轴通过两第一支座套筒水平安装于第一基座，所述水平滚轴上焊接有一第一齿轮，该水平滚轴的左端部抵于第一基座，该水平滚轴的右端部设有一与混凝土构件一端连接的第一加载端板；所述推轴套筒垂直立设于第一基座上，所述垂直推轴穿设于推轴套筒，所述垂直推轴沿轴向设有一第一限位部和一第一齿牙组，所述第一限位部与第一齿牙组相背设置，所述第一齿牙组与第一齿轮相啮合，该垂直推轴的首端上设有一与该第一限位部匹配的第一卡位件，且该垂直推轴的尾端通过一第一感应器与第一千斤顶连接；

所述压力加载机构包括一第二基座、一水平推轴、及一水平安装于第二基座上的第二千斤顶；所述水平推轴沿轴向设有一第二限位部和一第一齿条组，所述水平推轴通过两第二支座套筒水平安装于第二基座上，所述第二支座套筒的内壁设有与该第一齿条组相啮合的第二齿条组，该水平推轴的左端部设有一与混凝土构件另一端连接的第二加载端板，该水平推轴的右端部通过一第二感应器与第二千斤顶连接，且该水平推轴上设有一与该第二限位部匹配的第二卡位件，所述第二卡位件位于第二加载端板与第二支座套筒之间；

所述第一感应器与第二感应器均与一数显读数仪连接。

进一步地，所述第一限位部为一第二齿牙组，所述第一卡位件由两第一半圆形锁片组成，两所述第一半圆形锁片通过螺母锁付，其中一所述第一半圆形锁片上设有与第一齿牙组相啮合匹配的第三齿牙组，另一所述第一半圆形锁片上设有与第二齿牙组相啮合匹配的第四齿牙组。

进一步地，所述第二限位部为一第五齿牙组，所述第二卡位件由两第二半圆形锁片组成，两所述第二半圆形锁片通过螺母锁付，其中一所述第二半圆形锁片上设有与第五齿牙组相啮合匹配的第六齿牙组。

进一步地，该试验装置还包括两分别焊接于混凝土构件两端的加载板，所述第一加载端板通过一所述加载板与混凝土构件一端连接，所述第二加载端板通过另一所述加载板与混凝土构件另一端连接。

进一步地，所述加载板包括一与混凝土构件内钢筋相焊接的加载板本体、一预埋于混凝土构件内的内陷端板，所述内陷端板焊接于加载板本体；两所述加载板本体与第一加载端板、第二加载端板分别通过螺母固紧连接。

进一步地，所述水平滚轴的左端部设有一第一半球形端板，所述第一基座上与水平滚轴的左端部相抵处设有一第二半球形端板，所述第一半球形端板与第二半球形端板相匹配。

本实用新型的有益效果在于：

整个试验装置结构简单紧凑、耗费材料较少，能够安全有效地将扭矩作用在混凝土构件上，使得混凝土构件沿着轴心受扭；通过第一千斤顶与第一卡位件配合、第二千斤顶与第二卡位件配合，不仅能够长时间保持所施加的压力与扭矩损伤荷载，而且能够对混凝土构件所受到的扭矩、压力进行调整；另外，整个实验装置中扭矩加载机构与压力加载机构之间相互不会造成干扰，能够根据需要的分别有效地施加压力和扭矩荷载。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1是本实用新型对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置的示意图。

图2是本实用新型中扭矩加载机构的局部示意图。

图3是本实用新型中垂直推轴与第一卡位件的示意图。

图4是本实用新型中压力加载机构的局部示意图。

图5是本实用新型中第二卡位件的示意图。

图6是本实用新型中加载板的示意图。

【具体实施方式】

请结合参阅图1至图6，本实用新型对混凝土构件施工持久压扭损伤荷载的试验装置100，该试验装置100包括一扭矩加载机构1和一压力加载机构2，所述扭矩加载机构1与压力加载机构2分别与混凝土构件200的两端连接。

扭矩加载机构1包括一第一基座11、一水平滚轴12、一垂直推轴13、一推轴套筒14、及一垂直安装于第一基座11的第一千斤顶15；所述水平滚轴12通过两第一支座套筒16水平安装于第一基座11，即水平滚轴12穿过两第一支座套筒16，所述水平滚轴12上焊接有一第一齿轮121，该水平滚轴12的左端部抵于第一基座11，该水平滚轴12的右端部设有一与混凝土构件200一端连接的第一加载端板122；所述推轴套筒14垂直立设于第一基座11上，所述垂直推轴13穿设于推轴套筒14，所述垂直推轴13沿轴向设有一第一限位部131和一第一齿牙组(未图示)，所述第一限位部131与第一齿牙组132相背设置，所述第一齿牙组与第一齿轮121相啮合，该垂直推轴13的首端上设有一与该第一限位部131匹配的第一卡位件17，且该垂直推轴13的尾端通过一第一感应器18与第一千斤顶15连接。

所述压力加载机构2包括一第二基座21、一水平推轴22、及一水平安装于第二基座21上的第二千斤顶23；所述水平推轴22沿轴向设有一第二限位部221和一第一齿条组222，所述水平推轴22通过两第二支座套筒24水平安装于第二基座21上，即水平推轴22穿过两第二支座套筒24，所述第二支座套筒24的内壁设有与该第一齿条组222相啮合的第二齿条组241，该水平推轴22的左端部设有一与混凝土构件200另一端连接的第二加载端板223，该水平推轴22的右端部通过一第二感应器25与第二千斤顶23连接，且该水平推轴22上设有一与该第二限位部221匹配的第二卡位件26，所述第二卡位件26位于第二加载端板223与第二支座套筒24之间。

所述第一感应器18与第二感应器25均与一数显读数仪(未图示)连接，即第一感应器18与第二感应器25感应到的相应数值在数显读数仪，第一感应器18、第二感应器25、及数显读数仪的设置，能够对第一千斤顶15与第二千斤顶23施加的推力实行实时的跟踪。

扭矩加载机构1的工作原理：第一千斤顶15对推轴套筒14内的垂直推轴13产生垂直向上的推力，该推力的大小被第一感应器18所感应并显示于数显读数仪上，且该推力使得垂直推轴13向上移动，则带动与垂直推轴13上第一齿轮组啮合的第一齿轮121转动，从而带动水平滚轴12转动，因为混凝土构件200与水平滚轴12右端部上的第一加载端板122连接，所以水平滚轴12的转动相当于对混凝土构件200施加了扭矩，其大小为第一千斤顶15的大小乘以第一齿轮121的半径；当数显读数仪上所显示的数值达到设计要求之后，将第一卡位件17加持于第一限位部131，使得垂直推轴13停止垂直方向上的移动，则水平滚轴12停止转动，进而对混凝土构件200施加持久性的扭矩。

压力加载机构2的工作原理：第二千斤顶23对水平推轴22产生水平向左(即混凝土构件200所在的方向)的推力，该推力的大小被第二感应器25所感应并显示于数显读数仪上，且该推力使得水平推轴22沿轴向移动对混凝土构件200施加压力，且通过第一加载端板122将所施加的压力均匀地传给混凝土构件200；当数显读数仪上所显示的数值达到设计要求之后，将第一卡位件26加持于第一限位部221，使得水平推轴22停止轴向移动，进而对混凝土构件200施加持久性的压力。

需要说明的是，压力加载机构2中，水平推轴22上第一齿条组222与第二支座套筒24上第二齿条组24的设置，其目的是为了通过第二齿条组24与第一齿条组222的啮合咬紧以限制水平推轴22的旋转，即使得水平推轴22只能发生轴向运动，从而限制了压力加载端的扭转；扭矩加载机构1中，通过两第一支座套筒16限制水平滚轴12的轴向外平移，保留水平滚轴12的轴向扭转和轴向运动，即两个支座套筒16可以保证水平滚轴12在扭矩加载过程中不发生偏移，使水平滚轴12绕着中心转动。

其中，第一限位部131为一第二齿牙组131a，所述第一卡位件17由两第一半圆形锁片(分别为第一半圆形锁片171、第一半圆形锁片172)组成，第一半圆形锁片171与第一半圆形锁片172通过螺母173锁付，其中一所述第一半圆形锁片即第一半圆形锁片171上设有与第一齿牙组(未图示)相啮合匹配的第三齿牙组1711，另一所述第一半圆形锁片即第一半圆形锁片172上设有与第二齿牙组131a相啮合匹配的第四齿牙组(未图示)；将第一半圆形锁片171上的第三齿牙组1711对准第一齿牙组、第一半圆形锁片172上的第四第四齿牙组对准第二齿牙组131a并扣合于垂直推轴13的垂直推轴12的首端上，并通过螺母173锁付，则第三齿牙组1711与第一齿牙组啮合咬紧、第四第四齿牙组与第二齿牙组131a啮合咬紧，从而限制了垂直推轴12的移动。

第二限位部221为一第五齿牙组221a，所述第二卡位件26由两第二半圆形锁片(分别为第二半圆锁片261、第二半圆锁片262)组成，第二半圆锁片261与第二半圆锁片262通过螺母263锁付，其中一所述第二半圆形锁片即第二半圆锁片261上设有与第五齿牙组221a相啮合匹配的第六齿牙组2611；将第二半圆锁片261上第六齿牙组2611对准第五齿牙组221a，并将第二半圆锁片261、第二半圆锁片262扣合于水平推轴22上，且通过螺母263锁付，则第六齿牙组2611与第五齿牙组221a啮合咬紧，从而限制了水平推轴22的移动。

为了保证混凝土构件200与第一加载端板122、第二加载端板223的可靠连接，并使扭力能够有效地传递到混凝土构件200上，则该试验装置100还包括了两分别焊接于混凝土构件200两端的加载板3，所述第一加载端板122通过一所述加载板3与混凝土构件200一端连接，所述第二加载端板223通过另一所述加载板3与混凝土构件200另一端连接；具体地，加载板3包括一与混凝土构件200内钢筋201相焊接的加载板本体31、一预埋于混凝土构件200内的内陷端板32，所述内陷端板32焊接于加载板本体31；两所述加载板本体31与第一加载端板122、第二加载端板223分别通过螺母33固紧连接。

所述水平滚轴12的左端部设有一第一半球形端板191，所述第一基座11上与水平滚轴12的左端部相抵处设有一第二半球形端板192，所述第一半球形端板191与第二半球形端板192相匹配；第一半球形端板191与第二半球形端板192对碰在一起，能够减少水平滚轴12的左端部与第一基座11的接触面积，避免了由于压力的作用使得水平滚轴12的左端部与第一基座11的摩擦力增大，造成扭矩施加的困难。

本实用新型应用时，先将混凝土构件200安装于本实用新型实验装置100上，之后经由扭矩加载机构1对其施加扭矩损伤载荷，当扭矩损伤荷载达到目标值后，锁住第一千斤顶15，并将第一卡位件17加持于第一限位部131以限制垂直推轴13的运动从而对施加的扭矩进行持荷，若发现在扭矩持荷过程中第一传感器18感应到的力值有所下降，可先解下第一卡位件17，通过第一千斤顶15把荷载提高到目标值，再将第一卡位件17重新卡加持于第一限位部131；且经由压力加载机构2对混凝土构件200施加压力损伤荷载，当压力损伤荷载达到目标值后，锁住第二千斤顶23，并将第二卡位件26加持于第二限位部221以限制水平推轴22的移动从而对施加的压力进行持荷，若发现在扭矩持荷过程中第二传感器25感应到的力值有所下降，可先解下第二卡位件26，通过第二千斤顶23把荷载提高到目标值，再将第二卡位件26重新卡加持于第二限位部221。

综上，本实用新型试验装置结构简单紧凑、耗费材料较少，能够安全有效地将扭矩作用在混凝土构件上，使得混凝土构件沿着轴心受扭；通过第一千斤顶与第一卡位件配合、第二千斤顶与第二卡位件配合，不仅能够长时间保持所施加的压力与扭矩损伤荷载，而且能够对混凝土构件所受到的扭矩、压力进行调整；另外，整个实验装置中扭矩加载机构与压力加载机构之间相互不会造成干扰，能够根据需要的分别有效地施加压力和扭矩荷载。