【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁翼缘板拼接领域，尤其是涉及一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置及方法。
技术介绍
1、在改扩建工程中，部分工程采用将两座桥梁翼缘板拼接于一体的方法，提升桥面的通行能力。然而在偏载、沉降等作用下发生挠度差，接缝会受到连续的往复剪切作用，需开展试验研究拼缝构造的性能。试验中传统的支座与加载体系无法实现对挠度差的精确控制与连续往复剪切作用的模拟。
2、专利cn201810963341.7公布了一种钢板混凝土墙平面内往复剪切试验自平衡结构，该专利针对钢板混凝土墙结构，专利cn202022217110.7公布了一种多方向岩石往复剪切试验系统，针对的是岩石的剪切试验。以上专利，建立了往复剪切性能的试验方法，但是针对新老桥拼缝结构试验缺乏适用性。专利202210320950.7公布了一种桥梁拼接缝车载变形差模拟试验装置及模拟方法，仅针对湿接缝型拼接缝结构在车桥耦合作用下的弯曲变形试验建立了相关方法，但是对其它类型拼接缝与考虑挠度差的拼接缝剪切试验缺乏适用性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了提供一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置及方法。针对桥梁翼缘板接缝连续往复剪切试验，在已知挠度差的情况下，通过在翼缘板构件下分别安置弹性限位器与非弹性限位器，平衡了构件的重力，提高了剪切变形的空间，精确控制翼缘板构件之间的挠度差，同时利用弹性限位器的恢复力实现剪切的往复作用。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
4、所述新桥翼缘板构件下方设有多个弹性限位器，所述新桥翼缘板构件上方设有剪切加载用作动器，
5、所述旧桥翼缘板构件下方设有多个弹性限位器和非弹性限位器，每个所述非弹性限位器与一个弹性限位器相邻，所述旧桥翼缘板构件上方设有固定用作动器。
6、进一步地，所述弹性限位器包括弹性限位器外弹簧、弹性限位器内弹簧、弹性限位器外围纤维布和弹性限位器钢底座，所述弹性限位器外围纤维布设于弹性限位器钢底座上方，所述弹性限位器钢底座内设有弹性限位器外弹簧和弹性限位器内弹簧，所述弹性限位器内弹簧设于弹性限位器外弹簧内部，
7、当剪切加载用作动器对新桥翼缘板构件卸载作用力时，所述弹性限位器内弹簧顶端与新桥翼缘板构件相接，当剪切加载用作动器对新桥翼缘板构件加载作用力时，新桥翼缘板构件向下运动，所述弹性限位器外弹簧、弹性限位器内弹簧和弹性限位器外围纤维布顶端均与新桥翼缘板构件相接。
8、上述更进一步地，所述弹性限位器内弹簧与弹性限位器外弹簧的刚度不同，所述弹性限位器外弹簧的刚度大于弹性限位器内弹簧的刚度；
9、弹性限位器内弹簧的横截面直径至少小于弹性限位器外弹簧的横截面直径2cm，便于将弹性限位器内弹簧放置于弹性限位器外弹簧之中。
10、进一步地，所述弹性限位器沿着新桥翼缘板构件或旧桥翼缘板构件的横纵向每隔40～60cm设置一个，
11、所述新桥翼缘板构件和旧桥翼缘板构件每个方向最少设置2个弹性限位器。
12、进一步地，所述新桥翼缘板构件和旧桥翼缘板构件下方的弹性限位器数量相同，所述非弹性限位器的数量为新桥翼缘板构件和旧桥翼缘板构件下方所有弹性限位器数量的一半，所述非弹性限位器设于旧桥翼缘板构件下方的弹性限位器的一侧。
13、进一步地，所述非弹性限位器包括非弹性限位器钢柱和非弹性限位器钢底座，所述非弹性限位器钢柱顶端与旧桥翼缘板构件相接，所述非弹性限位器钢柱底端固定于非弹性限位器钢底座上方。
14、上述更进一步地，所述非弹性限位器钢柱为钢制短柱。
15、进一步地，所述新桥翼缘板构件和剪切加载用作动器之间设有加载梁，所述旧桥翼缘板构件和固定用作动器之间设有加载梁。
16、此外，本专利技术还提供一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置的使用方法，具体步骤如下：
17、s1、试验开始前，在新桥翼缘板构件和旧桥翼缘板构件下方设置弹性限位器，在旧桥翼缘板构件下方设置非弹性限位器；
18、s2、在新桥翼缘板构件、旧桥翼缘板构件和接缝构件的自重作用下，弹性限位器内弹簧压缩量为弹性限位器内弹簧与弹性限位器外弹簧的高度差；
19、s3、试验过程中，旧桥翼缘板构件在非弹性限位器和固定用作动器的限制下保持静止，新桥翼缘板构件在剪切加载用作动器的剪切作用下，新桥翼缘板构件和旧桥翼缘板构件产生拟定翼缘板挠度差变形；
20、s4、剪切加载用作动器的剪切作用卸载后，新桥翼缘板构件在弹性限位器作用下复位，剪切加载用作动器重复加载、卸载，实现连续的往复剪切作用的试验，直到达到试验要求往复剪切次数。
21、进一步地，步骤s1之前设有s0：试验开始前对试验开展有限元模拟，确定无弹性限位器条件下发生拟定翼缘板构件挠度差的剪切荷载的大小。
22、上述更进一步地，确定弹性限位器内弹簧与弹性限位器外弹簧的高度差，如式ⅰ所示：
23、
24、式ⅰ中：
25、l1——弹性限位器内弹簧高度；
26、l2——弹性限位器外弹簧高度；
27、g——新桥翼缘板构件、旧桥翼缘板构件和接缝构件的总重；
28、n——弹性限位器总数；
29、k1——弹性限位器内弹簧刚度；
30、δl——高度差。
31、上述更进一步地，确定弹性限位器内弹簧和弹性限位器外弹簧的长度极限，如式ⅱ所示：
32、
33、式ⅱ中：
34、μ1——弹性限位器内弹簧最大压缩量比例；
35、μ2——弹性限位器外弹簧最大压缩量比例；
36、l1——弹性限位器内弹簧高度；
37、l2——弹性限位器外弹簧高度；
38、δ——拟定翼缘板构件挠度差；
39、δl——高度差。
40、上述更进一步地，确定弹性限位器内弹簧和弹性限位器外弹簧的刚度，如式ⅲ所示：
41、0.8n·δ·(k1+k2)≤f*-f 式ⅲ，
42、式ⅲ中：
43、δ——拟定翼缘板构件挠度差；
44、k1——弹性限位器内弹簧刚度；
45、k2——弹性限位器外弹簧刚度；
46、f*——新桥翼缘板构件可承受最大荷载；
47、f——无弹性限位器下发生拟定翼缘板构件挠度差的剪切荷载，通过有限元模拟获得。
48、上述更进一步地，确定非弹性限位器高度，如式ⅳ所示：
49、h＝l2 式ⅳ，
50、式ⅳ中：
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【技术保护点】
1.一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，所述桥梁翼缘板包括新桥翼缘板构件(1)、旧桥翼缘板构件(2)和接缝构件(3)，所述接缝构件(3)设于新桥翼缘板构件(1)和旧桥翼缘板构件(2)之间，其特征在于，所述试验装置包括弹性限位器(4)、非弹性限位器(5)、固定用作动器(6)和剪切加载用作动器(7)，
2.根据权利要求1所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，其特征在于，所述弹性限位器(4)包括弹性限位器外弹簧(41)、弹性限位器内弹簧(42)、弹性限位器外围纤维布(43)和弹性限位器钢底座(44)，所述弹性限位器外围纤维布(43)设于弹性限位器钢底座(44)上方，所述弹性限位器钢底座(44)内设有弹性限位器外弹簧(41)和弹性限位器内弹簧(42)，所述弹性限位器内弹簧(42)设于弹性限位器外弹簧(41)内部，
3.根据权利要求2所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，其特征在于，所述弹性限位器内弹簧(42)与弹性限位器外弹簧(41)的刚度不同，所述弹性限位器外弹簧(41)的刚度大于弹性限位器内弹簧(42)的刚度；>
4.根据权利要求1所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，其特征在于，所述弹性限位器(4)沿着新桥翼缘板构件(1)或旧桥翼缘板构件(2)的横纵向每隔40～60cm设置一个，
5.根据权利要求1所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，其特征在于，所述非弹性限位器(5)包括非弹性限位器钢柱(51)和非弹性限位器钢底座(52)，所述非弹性限位器钢柱(51)顶端与旧桥翼缘板构件(2)相接，所述非弹性限位器钢柱(51)底端固定于非弹性限位器钢底座(52)上方。
6.根据权利要求1所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，其特征在于，所述新桥翼缘板构件(1)和剪切加载用作动器(7)之间设有加载梁(8)，所述旧桥翼缘板构件(2)和固定用作动器(6)之间设有加载梁(8)。
7.一种如权利要求1-6中任一所述的对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
8.根据权利要求7所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置的使用方法，其特征在于，步骤S1之前设有S0：试验开始前对试验开展有限元模拟，确定无弹性限位器(4)条件下发生拟定翼缘板构件挠度差(413)的剪切荷载的大小。
9.根据权利要求8所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置的使用方法，其特征在于，确定弹性限位器内弹簧(42)与弹性限位器外弹簧(41)的高度差(412)，如式Ⅰ所示：
10.根据权利要求7所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置的使用方法，其特征在于，步骤S1中，所述弹性限位器(4)用于平衡新桥翼缘板构件(1)、旧桥翼缘板构件(2)和接缝构件(3)的自重，并将新桥翼缘板构件(1)和旧桥翼缘板构件(2)的高度调平；
...【技术特征摘要】
1.一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，所述桥梁翼缘板包括新桥翼缘板构件(1)、旧桥翼缘板构件(2)和接缝构件(3)，所述接缝构件(3)设于新桥翼缘板构件(1)和旧桥翼缘板构件(2)之间，其特征在于，所述试验装置包括弹性限位器(4)、非弹性限位器(5)、固定用作动器(6)和剪切加载用作动器(7)，
2.根据权利要求1所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，其特征在于，所述弹性限位器(4)包括弹性限位器外弹簧(41)、弹性限位器内弹簧(42)、弹性限位器外围纤维布(43)和弹性限位器钢底座(44)，所述弹性限位器外围纤维布(43)设于弹性限位器钢底座(44)上方，所述弹性限位器钢底座(44)内设有弹性限位器外弹簧(41)和弹性限位器内弹簧(42)，所述弹性限位器内弹簧(42)设于弹性限位器外弹簧(41)内部，
3.根据权利要求2所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，其特征在于，所述弹性限位器内弹簧(42)与弹性限位器外弹簧(41)的刚度不同，所述弹性限位器外弹簧(41)的刚度大于弹性限位器内弹簧(42)的刚度；
4.根据权利要求1所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，其特征在于，所述弹性限位器(4)沿着新桥翼缘板构件(1)或旧桥翼缘板构件(2)的横纵向每隔40～60cm设置一个，
5.根据权利要求1所述的一种对桥梁翼缘板接缝进行连续往复作用的试验装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨海鹏，张明，翁奇波，杨成安，叶宁波，陈宜保，石雪飞，黄彬，成永明，
申请(专利权)人：浙江杭甬复线宁波一期高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：
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