导轨10连接并施加水平力将试件11压紧。
[0025]沿工作平台7垂直方向上，盖板17放置于试件11上，2根竖向固定拉杆13分别置于夹具15两侧，上端同时与盖板17通过螺栓连接并夹紧试件11，下端同时固定连接于工作平台7上，试件压头4下端垂直置于试件钢板部分112的正上方，且与钢板部分112的中心线重合，试件压头4上端与竖向作动器I连接，疲劳试验机3连接竖向作动器I并施加垂直作用力，带动试件压头4向试件的钢板部分112施加垂直作用力，使试件钢板部分112相对于混凝土部分111产生向下移动，并产生剪切变形，竖向荷载传感器2安装于疲劳试验机3与竖向作动器I的连接处。
[0026]主控箱19通过三根数据线分别与计算机18、竖向作动器1、竖向荷载传感器2连接以完成疲劳试验的操作控制和试验数据的采集工作。水平气压伺服控制系统5通过输气软管6与水平气压缸8连接，控制监测水平压力的大小。
[0027]实施例二:
[0028]如图4所示的一种钢与混凝土界面疲劳试验装置，相比实施例一改进之处在于，该试验装置还包括一个温度可控环境试验箱21，试件固定单元可放置于温度可控环境试验箱21内，竖向作动器I穿过温度可控环境试验箱21的顶板，水平气压缸8也置于温度可控环境试验箱21内。水平气压伺服控制系统5置于温度可控环境试验箱21外，通过输气软管6穿过温度可控环境试验箱21与水平气压缸8连接。
[0029]下面，具体说明采用本发明进行钢与混凝土界面疲劳试验的具体实施过程:
[0030]1.试验准备
[0031](I)开始试验前，将温度可控环境试验箱21的温度设置为需要的试验温度并保温4h，温控范围最佳为-15?60°C，温控精度最佳为±0.5°C。
[0032](2)准备好钢与混凝土复合试件11，试件的横截面尺寸最佳为(50-200mm) X (50-200mm)，钢板部分112厚度可为8_20_，混凝土部分111厚度可为40-100mmo将试件的混凝土部分111固定在夹具15内，试件的钢板部分112突出于夹具15夕卜，使试件界面12与滚动支座14边缘在同一竖直面上，再将盖板17置于试件11上，调节位置使竖向固定拉杆13穿过盖板17上预制的空心螺孔，通过螺栓将竖向固定拉杆13和盖板17连接并夹紧试件11。调节使试件压头4与试件钢板部分112的中心线重合，试件压头4的厚度最佳比试件钢板部分112的厚度小l_5mm。
[0033]2.试验过程
[0034](I)试验准备工作结束后，操作水平气压伺服控制系统5使水平气压缸8向试件11施加水平方向的静荷载，直线导轨10的滑动面在水平压力作用下与试件11紧密接触；通过水平气压伺服控制系统5控制并监测水平压力的大小，直至试件界面12产生需要的法向应力，法向应力范围最佳为0-2MPa，并且在试验过程中保持在± 3 %范围内。
[0035](2)开动疲劳试验机3和主控箱19，通过计算机18设定循环周次的交变荷载，使竖向作动器I沿竖直方向通过压头4向下反复压动试件的钢板部分112，以试件界面12不产生剪切断裂的最大疲劳应力为钢与混凝土界面的测定疲劳强度。疲劳试验机3施加的垂直作用力范围最佳为O-lOOkN，疲劳试验机3施加荷载的频率范围最佳为0.01-50HZ，试件钢板部分112产生的剪切位移范围为0-30_。
【主权项】
1.一种钢与混凝土界面疲劳特性检测装置，其特征在于该装置包括:控制单元、加载单元、试件固定单元和试件(11)，所述的控制单元包括计算机(18)、水平气压伺服控制系统(5)、主控箱(19)、水平荷载传感器(9)、竖向荷载传感器(2)，所述加载单元包括疲劳试验机(3)、水平气压缸(8)、试件压头(4)、竖向作动器(I)，所述的试件固定单元包括工作平台(7)、滚动支座(14)、夹具(15)、盖板(17)、竖向固定拉杆(13)、水平固定拉杆(16)、固定横杆(20)、直线导轨(10)； 试件(11)的混凝土部分(111)固定在夹具(15)内，试件的钢板部分(112)突出于夹具(15)外，所述夹具(15)和试件(11)由滚动支座(14)承载并置于工作平台(7)上，滚动支座(14)可沿工作平台(7)移动，试件中钢板与混凝土的接触面为试件界面(12)，试件界面(12)与滚动支座(14)边缘处于同一垂直平面； 沿试件钢板部分(112)的法线水平方向(R)，依次设置固定横杆(20)、2根水平固定拉杆(16)、滚动支座(14)、夹具(15)、试件(11)、直线导轨(10)、水平荷载传感器(9)、水平气压缸(8)，其中2根水平固定拉杆(16)分别水平置于滚动支座(14)两侧，一端共同与固定横杆(20)垂直连接，另一端共同固定在水平气压缸(8)上，试件钢板部分(112)的外表面与直线导轨(10)的滑动面相贴合，水平气压缸(8)依次与水平荷载传感器(9)、直线导轨(10)连接并施加水平力将试件压紧； 沿工作平台7垂直方向上，盖板(17)放置于试件(11)上，2根竖向固定拉杆(13)分别置于夹具(15)两侧，上端与盖板(17)连接并夹紧试件(11)，下端固定连接于工作平台(7)上，试件压头(4)下端垂直置于试件钢板部分(112)的正上方，且与钢板部分(112)的中心线重合，试件压头(4)上端与竖向作动器(I)连接，由疲劳试验机(3)连接竖向作动器(I)并施加垂直作用力，带动试件压头(4)向试件的钢板部分(112)施加垂直作用力，竖向荷载传感器(2)安装于垂直力作用处； 水平气压伺服控制系统(5)通过输气软管(6)与水平气压缸(8)连接，主控箱(19)通过三根数据线分别与计算机(18)、竖向作动器(I)、竖向荷载传感器(2)连接。2.如权利要求1所述的钢与混凝土界面疲劳特性检测装置，其特征在于:还包括一个温度可控环境试验箱(21)，固定单元和水平气压缸(8)放置于温度可控环境试验箱(21)内，竖向作动器(I)穿过温度可控环境试验箱(21)的顶板，竖向荷载传感器(2)安装在竖向作动器(I)与疲劳试验机(3)结合处，由输气软管(6)穿过温度可控环境试验箱(21)连接水平气压伺服控制系统(5)和水平气压缸(8)，水平荷载传感器(9)安装在水平气压缸(8)与直线导轨(10)结合处。3.如权利要求1所述的钢与混凝土界面疲劳特性检测装置，其特征在于:试件压头(4)的厚度比试件钢板部分(112)的厚度小1-5_。4.根据权利要求1所述的钢与混凝土界面疲劳试验装置，其特征在于:水平气压缸(8)和水平气压伺服控制系统(5)施加水平作用力范围为0-2MPa，疲劳试验机施加的垂直作用力范围为0-100kN、疲劳试验机施加疲劳荷载的频率范围为0.01-50Hzo5.如权利要求2所述的钢与混凝土界面疲劳特性检测装置，其特征在于:温度可控环境试验箱(21)的温度控制范围为-15?60°C，精度为±0.5°C。
【专利摘要】本发明公开了一种钢与混凝土界面实施疲劳试验的装置，其特征是该装置包括控制单元、加载单元、试件固定单元和试件，所述试件固定单元中的试件夹具(15)和试件(11)由滚动支座(14)承载并置于工作平台(7)上，滚动支座(14)可沿工作平台(7)移动，试件钢板部分(112)的外表面与直线导轨(10)的滑动面相贴合，水平气压缸(8)依次与水平荷载传感器(9)、直线导轨(10)连接并施加水平力将试件压紧。采用本发明能更准确地检测各种目标条件下的界面疲劳性能，适用于钢桥面铺装结构设计、研究及工程检测。
【IPC分类】G01N3/32
【公开号】CN105181493
【申请号】CN201510650886
【发明人】姚波, 范进, 丁勇, 李方超
【申请人】南京理工大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月9日