本发明专利技术公开了一种桥面板疲劳寿命测试装置及测试方法，其中疲劳寿命测试装置包括反力钢架柱，左右相对设置，固定于地面或测试底座上；反力钢架梁，至少为两个，其两端分别固定于反力钢架柱上，沿竖直方向上平行设置，反力钢架梁上间隔设置若干连接锚栓；若干个电液压千斤顶，其中一组电液压千斤顶的底座与锚栓固定连接，伸缩部与夹持钢梁螺接，另一组电液压千斤顶的底座与反力钢架柱固定连接；作动器，安装于作动器底座上，所述作动器底座固定于地面或测试底座上；作动器与电液压伺服控制端连接。本发明专利技术采用新型结构以及处理方式，可模拟桥面板的初始预压应变；采用电液压伺服技术，可进行单向疲劳荷载加载，能够更真实的反应桥面板的受力状态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于桥梁工程领域，尤其是一种。
技术介绍
桥面板顶板是桥梁中直接受到车辆荷载作用的构件，桥面板的疲劳特性关乎桥梁的安全与使用寿命，必须对桥面板顶板进行相应的疲劳特征试验以确定其性能。斜拉桥是一种传统的大跨度预应力桥梁，通过拉索的张拉来承担桥面传递的荷载。如图1所示，与其它类型桥梁比较，由于斜拉索中预应力的作用，桥梁(箱型梁)中存在初始的纵向压应变。从图2中可见箱型梁的结构构造，桥面板端部与箱型梁的肋板是焊接在一起的，因此在桥面板上也会产生相应的应力应变变化，桥面板受到由拉索作用而产生如图3所示的变形。从变形特征可以看出，压应变从桥面板两侧向中间逐渐减小，且由于纵向肋的作用，纵向肋处的刚度是一个增大的突变，因而在纵向肋处应力应变的分布特征会发生突变，在纵向肋处可能产生横向的拉应变。传统的桥面板疲劳试验将桥面板模型进行缩尺，并且，以一端悬臂承受荷载来模拟桥面板的受力过程，疲劳荷载采用低频率偏心轮的方式进行加载。这种试验方法存在以下缺点:(1)缩尺后由于尺寸效应，模型与实际桥面板的刚度存在较大差异，应力-应变关系不一致。(2)在高周循环是以应力控制，低周循环是以应变和变形共同控制，缩尺后应变与变形的关系发生变化，试验的真实性存在出入，可信度不高。(3)桥面板在实际受力过程中，是两端焊接在肋板上的，并非悬臂构件，因而进行悬臂试验会导致板面上的应力分布与实际分布不符。(4)实际的车辆荷载是单向的脉冲荷载，应力比R=0，而传统试验方法所用偏心轮产生的荷载为交变荷载，应力比R=l，二者的应力疲劳特征差异较大，为应力比的极小值和极大值，试验不能真实反映桥面板的疲劳寿命。(5)传统试验采用喷水法进行裂缝产生的观测，以此来确定疲劳寿命，但是该方法人为因素过多，试验的准确性不高。(6)无法对桥面板端部施加纵向的预压应变。
技术实现思路
专利技术目的:一个目的是提供一种桥面板疲劳寿命测试装置，以解决现有技术存在的上述问题。技术方案:一种桥面板疲劳寿命测试装置，反力钢架柱，左右相对设置，固定于地面或测试底座上；反力钢架梁，至少为两个，其两端分别固定于反力钢架柱上，沿竖直方向上平行设置，反力钢架梁上间隔设置若干连接锚栓； 若干个电液压千斤顶，其中一组电液压千斤顶的底座与锚栓固定连接，伸缩部与夹持钢梁螺接，另一组电液压千斤顶的底座与反力钢架柱固定连接； 作动器，安装于作动器底座上，所述作动器底座固定于地面或测试底座上；所述作动器与电液压伺服控制端连接。进一步的，所述反力钢架柱和/或反力钢架梁上设置有加劲肋。所述夹持钢梁为宽翼缘加劲H型钢。位于下方的反力钢架梁通过锚栓固定于地面。所述夹持钢梁、反力钢架梁和反力钢架柱的材质为Q345。提供一种桥面板疲劳寿命测试方法，包括如下步骤: 步骤1.制作桥面板疲劳测试装置，组装反力钢架梁、反力钢架柱，以及位于下方的电液压千斤顶和夹持钢梁； 步骤2.将桥面板试件吊装到指定的位置，在桥面板上布置应变片，在裂缝观测处布置用于磁粉探伤的电极并铺洒磁粉，安装位于上部的电液压千斤顶和夹持钢梁； 步骤3.调试位于下部的电液压千斤顶，随桥面板调平，安装作动器底座和作动器；步骤4.调节位于上部的电液压千斤顶，使夹持钢梁夹持桥面板的纵向肋，控制纵向肋腹板的弹性形变； 步骤5.开启桥面板两端的电液压千斤顶，对纵向肋施压； 步骤6.通过电液压伺服控制端向作动器输入脉冲信号，进行疲劳荷载加载； 步骤7.观察各观测点的裂缝开展情况，通过电液压伺服控制端输出最终的循环次数、荷载特征，通过布置在试件上的应变片来计算破坏点处的应力特征。在步骤2中，铺洒磁粉于桥面板上，磁粉的位置包括纵向肋的端部、纵向肋与横向肋的交界处以及桥面板的跨中。在步骤6中，加载频率为10?20Hz。有益效果:本专利技术采用新型结构以及处理方式，可模拟桥面板的初始预压应变；采用电液压伺服技术，可进行单向疲劳荷载加载，能够更真实的反应桥面板的受力状态；本专利技术可使用足尺寸模型，真实反应桥面板的刚度、应力的力学特征以及实际工程中的焊接、材料和制作的缺陷。【附图说明】图1是斜拉桥预应力作用示意图。图2是钢箱梁的结构示意图。图3是桥面板顶板的结构及受力后的变形的结构示意图。图4是本专利技术桥面板疲劳寿命测试装置的平面图。图5是沿图4中A-A方向的剖视图。图6是沿图4中B-B方向的剖视图。【具体实施方式】如图4所示，本专利技术的桥面板疲劳寿命测试装置主要包括反力钢架柱1、反力钢架梁2、夹持钢梁3、电液压千斤顶4、作动器5和电液压伺服控制端6。其中，反力钢架柱I左右相对设置，可固定于地面或测试底座上。反力钢架梁2的数量至少为两个，钢架梁的两端分别固定于反力钢架柱上，沿竖直方向上平行设置，一组位于反力钢架梁上间隔设置若干连接锚栓。电液压千斤顶4为若干组，其中一组电液压千斤顶的底座与锚栓固定连接，伸缩部与夹持钢梁3螺接，另一组电液压千斤顶的底座与反力钢架柱固定连接。每组电液压千斤顶的数量根据需要设定。作动器5安装于作动器底座7上，所述作动器底座固定于地面或测试底座上；作动器与电液压伺服控制端6连接。在使用时，加持钢梁和液压千斤顶将试件夹持固定后，采用作动器对试件进行荷载加载。本专利技术桥面板疲劳寿命测试采用了新的设计思路，可以采用足尺寸模型进行试验，因此可以更加真实地反应桥面板的刚度、应力的力学特征以及实际工程中的焊接、材料和/或制作缺陷。通过新型的加载架和处理方式，可以模拟桥面板的初始预压应变。采用电液压伺服技术进行单向疲劳荷载加载，能够更加真实地反应桥面板的受力状态。在上述实施例中，桥面板上设置有应变片，在裂缝观测处布置磁粉探伤电极并铺洒磁粉，例如在纵向肋的端部、纵向肋和横向肋的交界处，以及桥面板的跨中。通过磁粉探伤的方式，能够更加清晰和方便地观察裂纹当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种桥面板疲劳寿命测试装置，其特征在于，反力钢架柱（1），左右相对设置，固定于地面或测试底座上；反力钢架梁（2），至少为两个，其两端分别固定于反力钢架柱上，沿竖直方向上平行设置，反力钢架梁上间隔设置若干连接锚栓；若干个电液压千斤顶（4），其中一组电液压千斤顶的底座与锚栓固定连接，伸缩部与夹持钢梁（3）螺接，另一组电液压千斤顶的底座与反力钢架柱固定连接；作动器（5），安装于作动器底座（7）上，所述作动器底座固定于地面或测试底座上；所述作动器与电液压伺服控制端（6）连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：伍凯，张贺，曹平周，王锐，徐方媛，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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