[發明專利]鋼橋水平節點板處的腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置

有效

• 申請號: 201410309259.4
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104062193A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 王春生;孫宇佳;王茜;段蘭;魏孟春;劉喆
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 曹宇飛

技術領域

本發明屬于橋梁工程技術領域，特別涉及橋梁工程試驗技術領域，具體是一種鋼橋水平節點板處的腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置。

背景技術

鋼橋的疲勞問題嚴重影響著橋梁的使用壽命，研究表明鋼橋中大約90％的疲勞開裂問題均是由于疲勞敏感細節處的面外變形或者二次應力引起的。鋼橋設計中，需采用平聯實現各鋼主梁之間的橫向連接。平聯與各鋼主梁的水平節點板焊接或者栓接連接，水平節點板通常與腹板焊接，并且與腹板豎向加勁肋焊接連接或者不連接。為了避免水平節點板與腹板的焊接細節發生疲勞失效，通常在腹板和豎向加勁肋焊縫與水平節點板相交處留有幾十毫米的腹板間隙。在車輛荷載作用下，各主梁之間的撓度差會使得平聯中有較大的作用力通過水平節點板傳遞到水平節點板腹板間隙細節處，使得剛度較小的腹板間隙處發生面外變形，從而引起較大的二次應力，導致疲勞裂紋在此處萌生和擴展。水平節點板處腹板間隙面外變形疲勞行為與應力分布情況復雜，需要通過疲勞試驗對該細節的面外變形疲勞損傷機理和維修加固方法進行深入研究。

對鋼橋水平節點板處的腹板間隙開展面外變形疲勞試驗是研究該細節處疲勞機理與維修加固方法合理性的重要手段，可為實橋腹板間隙處疲勞裂紋的維修加固提供重要的科學依據。目前對于正交異性鋼橋面板的疲勞性能測試較多，并且通常采用的測試技術存在以下不足：(1)傳統的鋼橋疲勞機理與維修加固方法試驗均是采用大節段鋼梁來進行試驗，模型制造、安裝耗時費力，且費用較高，很難實現疲勞細節的大量變參數試驗研究；(2)由于節段測試件的尺寸較大，對試驗的場地要求比較高，試驗要模擬實橋的受力與變形需要較高的加載噸位，疲勞試驗費用高昂。但是，目前并未有人員對鋼橋水平節點板腹板間隙處的疲勞細節進行大量變參數的試驗測試，而且，目前測試鋼橋疲勞性能的加載裝置，很難反映水平節點板處腹板間隙的實際面外變形及受力情況。因此，急需研發一種能真實模擬實橋受力、顯著降低試驗費用、提高試驗效率的鋼橋水平節點板處的腹板間隙面外變形疲勞試驗裝置。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種真實模擬水平節點板處腹板間隙位置的真實受力，使模擬測試結果準確，并且對試驗場地和加載噸位要求較低，操作簡單、拆裝方便、試驗成本較低的鋼橋水平節點板處的腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：在兩個相對的混凝土調平層上各設置有用于固定測試件的地錨，在測試件上并列設置有兩個傳力水平節點板，傳力水平節點板通過連接組件與加載梁連接，加載梁是工字型梁，其上翼緣板中部連接有伺服液壓作動器；

上述地錨是在L型底座上相對設置有兩個加勁板，在兩加勁板之間設置有鋼錨箱，鋼錨箱通過地腳螺栓與底座以及混凝土調平層連接；

上述連接組件是將水平設置的上角鋼與縱向設置的下角鋼之間通過連接板連接，上角鋼通過高強螺栓與加載梁的下翼緣板連接；

上述傳力水平節點板與測試件連接的一端加工有矩形槽或倒U型槽。

上述加載梁的兩端連接有環扣，便于懸吊。

上述伺服液壓作動器的加載中心線與測試件的腹板加勁肋中心線在同一條直線上。

上述相對的兩個地錨之間的間距是300～2000mm。

上述加載梁的上翼緣板是寬度為250～550mm、厚度為16～60mm、長度為500～1500mm的矩形板，加載梁腹板是寬度為100～500mm、厚度為12～24mm、長度為500～1500mm的矩形板，下翼緣板結構與上翼緣板相同。

上述鋼錨箱的水平頂板是寬度為250～400mm、厚度為18～24mm、長度為300～800mm的矩形板，豎直翼板是寬度為150～450mm、厚度為16～22mm、長度為400～600mm的矩形板。

上述水平節點板與測試件的加勁肋、腹板連接的端口處加工有過焊孔，該過焊孔是直角邊長為20～80mm等腰直角三角孔。

上述傳力水平節點板的倒U型槽，槽壁與測試件的加勁肋側壁之間的間隙為20～80mm。

上述的鋼橋水平節點板處的腹板間隙面外變形疲勞試驗加載裝置的制作方法為：