一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置

本技术涉及一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置。

背景技术：

1、空心板桥铰缝构造在运营中承担了传递横向荷载的作用，其良好的抗剪性能是空心板桥横向联结刚度的重要保证。

2、针对铰缝结构开展的抗剪试验加载方式主要有z型直剪法、推出法和全尺试验法三种。z型直剪加载法可有效测得铰缝结构抗剪承载力，但由于试块体积笨重、精度要求高等特点，使试验成本较高，同时难以反映空心板桥铰缝结构与铺装层结构间的相互作用；推出法可以较真实反映铰缝受剪状态，但是往往更适合深铰缝，不适合浅铰缝结构；全尺寸空心板试验法可完全模拟铰缝结构受力状况，但全尺寸试件造价高昂，大大增加了试验成本。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置。

2、本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，包括试验试件、加载装置和水平约束装置，所述加载装置包括试验台座、滑动铰支座、固定铰支座、千斤顶和反力架，两个试验台座左右对称设置，其中一个试验台座上固定设置固定铰支座，另一个试验台座上可滑动设置滑动铰支座，所述试验试件底部两侧分别放置在固定铰支座和滑动铰支座上，所述试验试件上方设置反力架，所述千斤顶下端顶住试验试件，千斤顶上端顶住反力架，所述试验试件下部设有水平约束装置。

3、上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述试验试件采用三个预制混凝土块依次拼接而成，位于两侧的两个预制混凝土块分别放置在固定铰支座和滑动铰支座上，相邻两个预制混凝土块之间形成浅铰缝，试验试件顶部和浅铰缝内铺设混凝土铺装层。

4、上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述千斤顶底部通过钢垫板顶在混凝土铺装层上，千斤顶顶部连接球铰，球铰的球铰头顶在反力架上。

5、上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述球铰的球铰头与反力架之间设有第一压力传感器。

6、上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述水平约束装置包括螺纹拉杆、固定螺母、挡板，所述试验试件下部前后两侧对称设置两根螺纹拉杆，试验试件下部左右两侧对称设置两块挡板，两根螺纹拉杆两端分别穿过两块挡板并用固定螺母锁紧，螺纹拉杆的轴力通过挡板传递至试验试件。

7、上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述挡板外侧与固定螺母之间设有第二压力传感器，用来实时测量水平约束装置所提供的水平力。

8、上述空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，所述混凝土铺装层上表面、位于中间的预制混凝土块底部均设置若干位移传感器。

9、本实用新型的有益效果在于：

10、1、试件设计：本实用新型的试验试件设计可与空心板实桥构造保持一致，同时可评估铺装层结构在传递横向荷载时发挥的作用，较真实地模拟了空心板桥铰缝受力状态。

11、2、受力方面：荷载在铰缝处产生正弯矩的同时，水平约束装置产生的拉力在铰缝处产生负弯矩，二者相互抵消，铰缝处于纯剪受力状态，达到测试铰缝结构抗剪性能的试验目的。

12、3、内力测算方面：螺纹拉杆两端的挡板外侧与固定螺母之间设有第二压力传感器，调整固定螺母松紧程度可使螺纹拉杆轴力可控，从而精确消除试验前由于自重和设备重力等因素引起的铰缝初始弯矩；同时，根据试验荷载值，可测算铰缝结构的实时内力（弯矩和剪力）。

13、4、装置复杂程度：水平约束装置可实现自平衡，试验过程中无需提供水平反力的结构，如水平反力架或反力墙等，构造简单，节约成本，使用方便。

技术特征：

1.一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，包括试验试件、加载装置和水平约束装置，其特征在于：所述加载装置包括试验台座、滑动铰支座、固定铰支座、千斤顶和反力架，两个试验台座左右对称设置，其中一个试验台座上固定设置固定铰支座，另一个试验台座上可滑动设置滑动铰支座，所述试验试件底部两侧分别放置在固定铰支座和滑动铰支座上，所述试验试件上方设置反力架，所述千斤顶下端顶住试验试件，千斤顶上端顶住反力架，所述试验试件下部设有水平约束装置。

2.根据权利要求1所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述试验试件采用三个预制混凝土块依次拼接而成，位于两侧的两个预制混凝土块分别放置在固定铰支座和滑动铰支座上，相邻两个预制混凝土块之间形成浅铰缝，试验试件顶部和浅铰缝内铺设混凝土铺装层。

3.根据权利要求2所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述千斤顶底部通过钢垫板顶在混凝土铺装层上，千斤顶顶部连接球铰，球铰的球铰头顶在反力架上。

4.根据权利要求3所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述球铰的球铰头与反力架之间设有第一压力传感器。

5.根据权利要求1所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述水平约束装置包括螺纹拉杆、固定螺母、挡板，所述试验试件下部前后两侧对称设置两根螺纹拉杆，试验试件下部左右两侧对称设置两块挡板，两根螺纹拉杆两端分别穿过两块挡板并用固定螺母锁紧，螺纹拉杆的轴力通过挡板传递至试验试件。

6.根据权利要求5所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述挡板外侧与固定螺母之间设有第二压力传感器，用来实时测量水平约束装置所提供的水平力。

7.根据权利要求2所述的空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，其特征在于：所述混凝土铺装层上表面、位于中间的预制混凝土块底部均设置若干位移传感器。

技术总结
本技术公开了一种空心板浅铰缝抗剪试验加载装置，包括试验试件、加载装置和水平约束装置，加载装置包括试验台座、滑动铰支座、固定铰支座、千斤顶和反力架，两个试验台座左右对称设置并分别设置固定铰支座、滑动铰支座，试验试件放置在固定铰支座和滑动铰支座上，所述试验试件上方设置反力架，所述千斤顶下端顶住试验试件，千斤顶上端顶住反力架，所述试验试件下部设有水平约束装置。本技术在试验试件下方设置水平约束装置，在加载过程中被动提供拉力，从而抵消试验加载过程中浅铰缝部位的弯矩，达到使浅铰缝处于纯剪受力状态的试验目的。

技术研发人员：吴焕征,王振泽,李立峰,王连华
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：20230626
技术公布日：2024/1/15