[發(fā)明專利]一種拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710040065.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN106706441A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡正平;岑松;穆建勝;王宏業(yè);郝驍瑋;蘇湘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);山西八建集團(tuán)有限公司;北京華清聯(lián)合工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/18
• 分類號(hào): G01N3/18
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 湯財(cái)寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，越來越多的大跨度空間結(jié)構(gòu)體系投入興建和使用，其中由索作為基本單元形成的張拉結(jié)構(gòu)體系具有自重輕、傳力路徑明確、建筑外形輕巧美觀等優(yōu)勢(shì)，逐漸發(fā)展為復(fù)雜張拉體系的主流。隨著張拉結(jié)構(gòu)體系在全國(guó)各地區(qū)越來越多的應(yīng)用，該類結(jié)構(gòu)體系越來越多地遇到了低溫環(huán)境、高鹽堿環(huán)境等環(huán)境因素的影響。尤其在我國(guó)的東北、新疆等地區(qū)，部分位置的全年最低溫度達(dá)到了零下40度以下，還有部分位置的白天溫度與夜晚極寒氣溫之間的溫差達(dá)到了30度以上，在這種極寒溫度的循環(huán)作用下，預(yù)應(yīng)力拉索易于發(fā)生損傷，其中損傷表現(xiàn)為預(yù)應(yīng)力松弛、剛度退化、材料冷脆劣化、低周疲勞四種。

研究低溫對(duì)拉索所產(chǎn)生的損傷水平是張拉結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。有效評(píng)估拉索在特定低溫下的損傷程度，從而獲得低溫?fù)p傷的分布規(guī)律，進(jìn)而綜合研究預(yù)應(yīng)力拉索在極寒條件下的預(yù)應(yīng)力衰減、剛度折減、冷脆性、低周疲勞等損傷情況隨著預(yù)應(yīng)力水平不同而產(chǎn)生的變化，可對(duì)極寒地區(qū)大跨度復(fù)雜張拉體系的設(shè)計(jì)、施工和管理人員提供損傷控制方法的依據(jù)，降低相關(guān)的結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)，具有顯著的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。

在上述研究過程中，對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索在低溫環(huán)境下的損傷模擬試驗(yàn)是有必要的，模擬真實(shí)工程中低溫環(huán)境的同時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果還可以作為有限元數(shù)值分析結(jié)果的驗(yàn)證。然而，對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索的低溫?fù)p傷測(cè)試，尚沒有簡(jiǎn)潔有效的試驗(yàn)裝置。因此，亟待尋找一種試驗(yàn)裝置，可用于研究不同預(yù)應(yīng)力情況下的拉索低溫?fù)p傷程度，并且能夠靈活控制溫度值以模擬不同的環(huán)境條件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索在低溫環(huán)境下的損傷模擬試驗(yàn)，提出一種拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置，由溫控裝置、壓力傳感器、張拉系統(tǒng)、信號(hào)傳輸系統(tǒng)及剛性試驗(yàn)臺(tái)架組成；所述信號(hào)傳輸系統(tǒng)包括溫控信號(hào)傳輸設(shè)備、力學(xué)信號(hào)傳輸設(shè)備和信號(hào)控制臺(tái)。

上述拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置中，試驗(yàn)拉索穿過溫控裝置并且固定在剛性試驗(yàn)臺(tái)架上，一端連接張拉系統(tǒng)，另一端連接壓力傳感器。

上述拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置中，張拉系統(tǒng)帶有長(zhǎng)度調(diào)節(jié)段，通過調(diào)節(jié)所述張拉系統(tǒng)中拉索長(zhǎng)度控制試驗(yàn)拉索的預(yù)張力；溫控裝置可將試驗(yàn)拉索的中部損傷段充分包裹，并控制試驗(yàn)拉索所處的環(huán)境溫度。

上述拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置中，溫控信號(hào)傳輸設(shè)備連接溫控裝置，力學(xué)信號(hào)傳輸設(shè)備連接壓力傳感器，可分別將溫度信號(hào)和拉索內(nèi)力信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)控制臺(tái)，信號(hào)控制臺(tái)起到信息的儲(chǔ)存、反饋和控制作用。

本發(fā)明提出的一種拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置，具備以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)通過張拉系統(tǒng)中拉索的伸縮，可在試驗(yàn)過程中靈活控制試驗(yàn)拉索的預(yù)應(yīng)力值，從而實(shí)現(xiàn)研究不同預(yù)應(yīng)力值下?lián)p傷分布規(guī)律的目的；

(2)通過溫控裝置，可在試驗(yàn)過程中靈活控制試驗(yàn)拉索所處的環(huán)境溫度，從而實(shí)現(xiàn)研究不同低溫環(huán)境下?lián)p傷分布規(guī)律的目的；

(3)試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的信號(hào)控制臺(tái)，可對(duì)試驗(yàn)過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋，達(dá)到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確讀取、反饋和控制，保證試驗(yàn)的有效進(jìn)行，測(cè)試變量的靈活控制。

附圖說明

圖1為拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置俯視圖；

圖2為拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置正視圖；

圖3為拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置的A局部區(qū)域正視圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

如圖1所示，拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置包含以下組成部分：

1——試驗(yàn)拉索；

2——溫控裝置；

3——壓力傳感器；

4——張拉系統(tǒng)；

5——溫控信號(hào)傳輸；

6——力學(xué)信號(hào)傳輸；

7——信號(hào)控制臺(tái)；

8——?jiǎng)傂栽囼?yàn)臺(tái)架。

如圖1～2所示，所述拉索低溫?fù)p傷測(cè)試試驗(yàn)裝置，由溫控裝置2、壓力傳感器3、張拉系統(tǒng)4、信號(hào)傳輸系統(tǒng)及剛性試驗(yàn)臺(tái)架8組成；所述信號(hào)傳輸系統(tǒng)包括溫控信號(hào)傳輸設(shè)備5、力學(xué)信號(hào)傳輸設(shè)備6和信號(hào)控制臺(tái)7。所述試驗(yàn)拉索1穿過溫控裝置2并且固定在剛性試驗(yàn)臺(tái)架8上，一端連接張拉系統(tǒng)4，另一端連接壓力傳感器3。所述張拉系統(tǒng)4帶有長(zhǎng)度調(diào)節(jié)段，通過調(diào)節(jié)所述張拉系統(tǒng)4中拉索長(zhǎng)度控制試驗(yàn)拉索1的預(yù)張力；所述溫控裝置2可將試驗(yàn)拉索1的中部損傷段充分包裹，并控制試驗(yàn)拉索1所處的環(huán)境溫度。所述溫控信號(hào)傳輸設(shè)備5連接溫控裝置2，所述力學(xué)信號(hào)傳輸設(shè)備6連接壓力傳感器3，可分別將溫度信號(hào)和拉索內(nèi)力信號(hào)傳輸?shù)剿鲂盘?hào)控制臺(tái)7，信號(hào)控制臺(tái)7起到信息的儲(chǔ)存、反饋和控制作用。

如圖3所示，所述試驗(yàn)拉索1的索頭與張拉系統(tǒng)4中拉索索頭之間通過方形連接板進(jìn)行連接。