[發明專利]一種模擬構件受長期軸向荷載和沖擊耦合災害的試驗裝置、系統及方法

有效

• 申請號: 201910382948.0
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110174232B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 趙暉;王滿騰;王蕊
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08;G01M99/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;曹一杰

本發明屬于試驗器材技術領域，具體涉及一種模擬構件受長期軸向荷載和沖擊耦合災害的試驗裝置、系統及方法。本發明包括沖擊試驗裝置、軸力加載試驗裝置和長期軸向荷載加載裝置。沖擊試驗裝置包括落錘試驗機、試件支座、試件、反力架、剛性板、剛性板支座、普通螺母和地栓螺桿。其中落錘試驗機主要由外圍鋼架、電葫蘆吊機、脫鉤器、錘體、錘頭、落錘防護架組成。軸力加載裝置包括軸力傳感器、彈簧組、液壓千斤頂以及彈簧支座組成。通過該實驗裝置可以模擬構件在長期的軸力和沖擊力耦合下的實際情況。即先施加長期的水平軸向荷載，持荷達到一定預定時間后，直接將長期加載裝置安裝在沖擊試驗裝置上，進行長期軸向荷載和沖擊荷載下的耦合下的試驗。

技術領域

本發明屬于構件災害模擬裝置技術領域，具體涉及一種模擬構件受長期軸向荷載和沖擊耦合災害的試驗裝置、系統及方法。

背景技術

近十幾年來，為了滿足交通出行，促進人們生活質量的提高，我國大力發展橋梁工程和高層建筑。越來越多的高架橋出現在城市中，隨之產生的高架橋墩受汽車撞擊事件也不斷發生，據統計北京的百分之五十以上的高架橋橋墩都遭受過超高車輛的撞擊，同時輪船撞擊大橋橋墩，飛機撞擊建筑物的情況也時有發生。然而在實際工程中，建筑結構構件不僅要承受地震 、撞擊、沖擊荷載，還需要考慮它會承受結構自重等長期荷載作用下的情況。因此在這種情況下，需考慮建筑結構構件在軸向的長期荷載和沖擊荷載共同作用下的設計，以提高結構的整體性和抗倒塌能力。

目前，有見到給構件施加長期的軸向荷載的裝置，但是尚未見到有可實現構件在長期軸向荷載和沖擊荷載共同作用下的試驗加載裝置。

發明內容

本申請旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的目的之一在于提供一種適用性強，方便組裝，構件更換方便且能夠保證構件受各種情況長期軸向荷載和沖擊耦合災害試驗的試驗裝置、試驗系統及方法。為了實現模擬建筑結構構件的實際受力情況，即先施加長期軸向荷載，持荷至預定時間后直接將長期加載裝置安置在沖擊試驗裝置上，進行長期軸向荷載和沖擊荷載下的耦合下的試驗。

為解決上述技術問題，本發明所述的一種模擬構件受長期軸向荷載和沖擊耦合災害的試驗裝置、系統及方法所采用的技術方案如下：包括長期軸向荷載加載裝置；所述長期軸向荷載加載裝置包括一對試件支座，每個試件支座均包括用于夾持構件的上下支座且上下支座之間通過地栓螺栓固定；位于左側的試件支座的左側固定有一個剛性板支座，右側的試件支座的右側也固定有一個剛性板支座，左右兩個剛性板支座上均放置有一個剛性板，所述剛性板均呈前后走向；左右兩個剛性板之間連接有一對呈左右走向并與剛性板垂直且分別穿過一對剛性板的對拉螺栓桿，兩個對拉螺栓桿以兩個剛性板中心連線為軸前后對稱設置；對拉螺栓桿的左端固定在左側的剛性板上，對拉螺栓桿的右端在伸出右側剛性板右端的部分自左向右分別套裝有壓力傳感器、薄性墊片和加力螺母。

該裝置屬于試驗器材技術領域，用于對構件進行長期軸向荷載加載裝置。構件定位在支座上且夾在一對剛性板之間，通過擰動對拉螺栓桿上的加力螺母調節構件兩端受到的長期荷載力，壓力傳感器用于采集構件受到的壓力數據。

進一步的，還包括位于試件支座上方的落錘防護架；所述落錘防護架包括上下貫通的筒體以及固定在筒體兩側的一對連接架；一對連接架分別固定在左右兩個試件支座位于對角的地栓螺栓桿上。落錘防護架用于確保沖擊試驗裝置通過防護架落至構件上，防止沖擊試驗裝置落到其它部件上造成部件損傷。

本發明所述的一種試驗系統所采用的技術方案如下：包括軸力加載裝置和沖擊試驗裝置；所述軸力加載裝置包括軸力傳感器、彈簧組片、液壓千斤頂、左右兩個反力架以及順次安裝在右側剛性板的右側的彈簧支座和液壓千斤頂支架；水平放置的彈簧組片和液壓千斤頂分別安裝在彈簧支座和液壓千斤頂支架上，右側的剛性板右側面設有淺圓形凹槽，軸力傳感器的一端頂在淺圓形凹槽內，另一端位于彈簧支座上且與彈簧組實現壓緊；液壓千斤頂的左側活動桿與彈簧組實現壓緊； 左側的反力架頂住左側剛性板，右側的反力架頂住液壓千斤頂右側；