本发明专利技术公开了一种适用于多种应力组合的混凝土徐变试验装置及其试验方法，通过将混凝土试件四周和若干锯齿钢块一边设计为可咬合的锯齿形，实现应力从锯齿钢块到混凝土试件的传递，通过在锯齿钢块两个表面中部分别固定一个螺栓和一个连接件为加载杆系统提供端部固定的条件，通过水平加载杆系统、竖向加载杆系统、斜向加载杆体系联合加载以实现拉应力、压应力和剪应力等多种应力的复合加载，通过若干加载杆、加载套筒、弹簧和拉压传感器的组合以实现徐变荷载的长期保持，通过将试验装置放置于若干自由滚动的滚轴上以消除摩擦阻力等非试验荷载的引入，整个试验装置可按照设计在工厂预制，运至实验室安装即可使用，安装方便，制作简单。作简单。作简单。
【技术实现步骤摘要】
适用于多种应力组合的混凝土徐变试验装置及其试验方法
[0001]本专利技术属于混凝土结构
，特别是涉及适用于多种应力组合的混凝土徐变试验装置及其试验方法。
技术介绍
[0002]混凝土结构在服役期间由于其徐变特性，将产生长期变形，例如在大跨径混凝土梁式结构特别是连续梁桥中徐变问题较为严重，在桥梁建成以后变形持续增加，最终使其跨中挠度过大甚至出现倒塌风险。既有的混凝土徐变研究主要是针对单轴应力状态，事实上混凝土结构中任意一点应力可由三个法向应力和三个剪切应力叠加而成，由剪切应力引起的徐变常常是不可忽略的。有学者通过分析剪切变形对箱梁挠度的影响规律，推算了箱梁的剪切徐变挠度，并通过计算表明剪切徐变是造成箱梁持续下挠的原因之一。
[0003]综上所述，仅依靠轴向受压徐变理论建立的混凝土徐变模型难以考虑剪切徐变的影响，不能如实描述处于复合应力状态下混凝土的徐变发展和长期变形，亟需开展不同应力组合的混凝土徐变试验研究。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出适用于多种应力组合的混凝土徐变试验装置及其试验方法，以解决上述
技术介绍
所提到的问题。此装置可进行不同应力组合的混凝土徐变试验，从而为复合应力状态下混凝土的徐变理论提供试验数据支持和参考。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种适用于多种应力组合的混凝土徐变的试验方法，具体包括以下步骤：
[0006](1)制作试验装置：按照试验设计若干锯齿钢块、若干螺栓、若干连接件、若干加载杆、若干加载套筒、若干弹簧、若干拉压传感器、若干滚轴和底座钢板各个组成部分的尺寸，并在工厂完成制作，运输至试验地后进行组装；
[0007](2)制作混凝土试件：按照若干锯齿钢块围成的区域形状确定混凝土试件的底面形状，按照锯齿钢块的厚度确定混凝土试件的厚度，制作并养护混凝土试件达到设计强度；
[0008](3)安装试件：在混凝土试件四周按照锯齿形状安装若干锯齿钢块，每个锯齿钢块中部固定一个螺栓，于是在试件四周形成由若干螺栓组成的方阵，相对边和相邻边的螺栓两两之间由与水平面呈0度、45度和90度夹角的加载杆体系相连，每个加载杆系统由若干加载杆、一个加载套筒、一个弹簧和一个拉压传感器组成，加载杆系统两端通过连接件与螺栓连接固定；
[0009](4)重复以上过程，完成混凝土试件两面的装置安装；并将整个装置置于若干滚轴之上，若干滚轴置于底座钢板之上；
[0010](5)施加荷载和持续补载：加载套筒按照设计扭矩施加荷载，观察拉压传感器数值完成荷载保持；每隔一段时间查看拉压传感器数值，若出现荷载下降，及时通过扭动加载套筒补加荷载，使荷载持续保持至试验结束。
[0011]一种所述的适用于多种应力组合的混凝土徐变的试验方法采用的试验装置，包括若干锯齿钢块、若干螺栓、若干连接件、若干加载杆、若干加载套筒、若干弹簧、若干拉压传感器、若干滚轴和底座钢板，
[0012]混凝土试件四周用若干锯齿钢块按照锯齿形状放置，每个锯齿钢块中部固定一个螺栓，相对和相邻边的螺栓两两之间通过与水平面呈0度、45度和90度夹角的加载杆系统相连，每个加载杆体系均由若干加载杆、一个加载套筒、一个弹簧和一个拉压传感器组成，加载杆系统两端通过连接件与螺栓连接固定，整个装置置于若干滚轴之上，若干滚轴位于底座钢板之上。
[0013]更进一步的，所述混凝土试件的混凝土为水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土、聚合物混凝土、高性能混凝土、再生混凝土和纤维混凝土。
[0014]更进一步的，所述混凝土试件四周设置有锯齿，所述锯齿钢块与混凝土试件边上的锯齿啮合，锯齿短边与水平线形成的角度为45度，锯齿形状为等腰直角三角形，等腰直角三角形短边长度不少于10mm。
[0015]更进一步的，所述螺栓、连接件、加载杆、加载套筒、弹簧和拉压传感器的连接处均做攻丝或套丝工艺处理，保证连接可靠，安装拆卸方便。
[0016]更进一步的，所述螺栓和连接件按照所连接加载杆数量确定长度和接口位置，不同加载杆之间应留有不少于3mm的空隙，避免相互影响。
[0017]更进一步的，一个加载杆、加载套筒、另一个加载杆、拉压传感器、再另一个加载杆、弹簧和最后一个加载杆依次连接组成的一个加载杆系统，其通过扭动加载套筒实现拉力和压力的施加，通过拉压传感器显示荷载数值。
[0018]更进一步的，所述混凝土试件两个面设置的若干个加载杆系统完全对称。
[0019]更进一步的，所述滚轴数量不少于3个，所述滚轴长度不少于锯齿钢块厚度的1.5倍。
[0020]更进一步的，所述底座钢板保持上表面水平，其长度不少于混凝土试件长度的2倍，其宽度不少于滚轴长度。
[0021]与现有技术相比，本专利技术通过水平加载杆系统、竖向加载杆系统、斜向加载杆体系联合加载以实现拉应力、压应力和剪应力等多种应力的复合加载，通过若干加载杆、加载套筒、弹簧和拉压传感器的组合以实现徐变荷载的长期保持，通过将试验装置放置于若干自由滚动的滚轴上以消除摩擦阻力等非试验荷载的引入。综合来看，该徐变试验装置具有以下优势：
[0022](1)受力机理明确。混凝土试件与《材料力学》的受力简图基本相同，具有两个法向应力和两个剪切应力，可直接按照所需的应力组合计算不同加载杆系统所施加的荷载，传力路径简单明确，有效降低试验设计的难度。
[0023](2)可实现多种应力组合的加载。通过水平加载杆系统可对试件施加水平的拉应力或压应力，通过竖向加载杆系统可对试件施加竖向的拉应力或压应力，通过与水平面45度夹角的加载杆体系可对试件施加剪应力，多个加载杆系统的联合加载可实现拉应力、压应力和剪应力等多种应力的复合施加。
[0024](3)实现徐变荷载的长期保持。试验加载装置主要是通过加载套筒扭转丝扣，使若干加载杆对试件施加拉力或压力，通过设计弹簧缓冲试验中荷载的变化，通过观察拉压传
感器及时补充荷载，从而实现徐变荷载的长期保持。
[0025](4)避免摩擦力等非试验荷载的引入。试验装置放置于若干滚轴上，自由滚动的滚轴有效消除摩擦阻力等非试验荷载的引入，使混凝土试件只受到锯齿钢块传来的正应力和剪应力，保证受力状态的准确。
[0026](5)构造简单，便于安装、调节和更换。整个试验装置全部由钢块、螺杆、连接件、加载套筒、弹簧、滚轴、垫板等钢构件组成，可按照设计在工厂预制，运至实验室安装即可使用，主要采用丝扣等机械连接方式，以便于安装、调节和更换。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0028]图1为本专利技术所述的适用于多种应力组合的混凝土徐变试验装置的立体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术所述的适用于多种应力组合的混凝土徐变试验装置的正视图；
[0030]图3为本专利技术所述的适用于多种应力组合的混凝土徐变试验装置的侧视图；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于多种应力组合的混凝土徐变的试验方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)制作试验装置：按照试验设计若干锯齿钢块(2)、若干螺栓(3)、若干连接件(4)、若干加载杆(5)、若干加载套筒(6)、若干弹簧(7)、若干拉压传感器(8)、若干滚轴(9)和底座钢板(10)各个组成部分的尺寸，并在工厂完成制作，运输至试验地后进行组装；(2)制作混凝土试件：按照若干锯齿钢块(2)围成的区域形状确定混凝土试件(1)的底面形状，按照锯齿钢块(2)的厚度确定混凝土试件(1)的厚度，制作并养护混凝土试件(3)达到设计强度；(3)安装试件：在混凝土试件(1)四周按照锯齿形状安装若干锯齿钢块(2)，每个锯齿钢块(2)中部固定一个螺栓(3)，于是在试件四周形成由若干螺栓(3)组成的方阵，相对边和相邻边的螺栓(3)两两之间由与水平面呈0度、45度和90度夹角的加载杆体系相连，每个加载杆系统由若干加载杆(5)、一个加载套筒(6)、一个弹簧(7)和一个拉压传感器(8)组成，加载杆系统两端通过连接件(4)与螺栓(3)连接固定；(4)重复以上过程，完成混凝土试件(1)两面的装置安装；并将整个装置置于若干滚轴(9)之上，若干滚轴(9)置于底座钢板(10)之上；(5)施加荷载和持续补载：加载套筒(6)按照设计扭矩施加荷载，观察拉压传感器(8)数值完成荷载保持；每隔一段时间查看拉压传感器(8)数值，若出现荷载下降，及时通过扭动加载套筒(6)补加荷载，使荷载持续保持至试验结束。2.一种如权利要求1所述的适用于多种应力组合的混凝土徐变的试验方法采用的试验装置，其特征在于：包括若干锯齿钢块(2)、若干螺栓(3)、若干连接件(4)、若干加载杆(5)、若干加载套筒(6)、若干弹簧(7)、若干拉压传感器(8)、若干滚轴(9)和底座钢板(10)，混凝土试件(1)四周用若干锯齿钢块(2)按照锯齿形状放置，每个锯齿钢块(2)中部固定一个螺栓(3)，相对和相邻边的螺栓(3)两两之间通过与水平面呈0度、45度和90度夹角的加载杆系统相连，每个加载杆体系均由若干加载杆(5)、一个加载套筒(6)、一个弹簧(7)和一个拉压传感器(8)组成，加载杆系统两端通过连接件(4)与螺栓(3)连接固定，整...
【专利技术属性】
技术研发人员：张欢，高文昌，耿悦，陈学鹏，王玉银，杨华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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