一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統的製作方法

2023-05-29 07:51:56 3

一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了屬於橋梁結構工程【技術領域】的一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統。該系統包括豎向荷載施加裝置、表面應變計和數據採集儀；所述豎向荷載施加裝置設置在橋梁的關心截面上；所述表面應變計安裝在橋梁關心截面受拉區的一側砼邊緣或外緣鋼筋表面；所述數據採集儀通過導線連接在表面應變計上；所述表面應變計為鋼筋表面應變計；所述豎向荷載施加裝置為千斤頂。與現有技術相比，本實用新型所述的梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統操作簡單、結果準確可靠、易於被工程技術人員掌握，可適用於預應力混凝土梁橋；截面消壓彎矩及有效預壓應力檢測評定。
【專利說明】一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統

【技術領域】
[0001]本實用新型屬於橋梁結構工程【技術領域】，具體來說，涉及到一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統。

【背景技術】
[0002]預應力混凝土橋梁常因施工質量及後期運營期間的超載等不確定性因素，造成橋梁跨中截面附近的豎向裂縫較多。由於橋梁損傷程度的累積，結構將發生縱橋向內力重分布現象，同時截面內的應力狀態也將發生改變。
[0003]目前常用的截面現存應力檢測評定系統及方法一般採用應力釋放法(鑽孔法或盲孔法)。由於混凝土結構特別是損傷後結構受力的複雜性，以及測試儀器及試驗手段的局限性，使得目前有關文獻中的混凝土截面應力的測試方法均存在較大的誤差，部分測試結果失真。另外有部分文獻通過試驗彎矩計算有效預壓應力，該方法對於新橋是可行的，但對於運營期有損傷的結構，由於目前還未見可靠的剛度識別技術，該方法也無能為力。


【發明內容】

[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統，可適用於預應力混凝土梁橋截面消壓彎矩及有效預壓應力檢測評定。
[0005]本實用新型所述的一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統，所述系統用於橋梁I開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力的檢測，該系統包括豎向荷載施加裝置2、表面應變計3和數據採集儀4，所述豎向荷載施加裝置2設置在橋梁I的關心截面上；所述表面應變計3安裝在橋梁I關心截面受拉區的一側邊緣或外緣鋼筋表面；所述數據採集儀4通過導線連接在表面應變計3上。
[0006]本實用新型所述的一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統，所述表面應變計3為鋼筋表面應變計或大標距混凝土表面應變計。
[0007]本實用新型所述的一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統，所述表面應變計3安裝在橋梁I關心截面受拉區的一側砼邊緣或鋼筋表面。
[0008]本實用新型所述的一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統，所述豎向荷載施加裝置2為活荷載或加載設備。所述加載設備為千斤頂。
[0009]在使用時，可以按照如下步驟進行:(I)根據梁橋的受力特點，選擇需要檢測的開裂截面，在關心截面受拉區一側邊緣粘貼砼表面應變計(或鑿除受拉區縱向鋼筋保護層混凝土，粘貼鋼筋應變片)；(2)根據梁橋的受力特點，給關心截面施加一豎向荷載(加載過程中始終使該截面最先消壓)，用數據採集儀測試加載前後各測點的應變增量值；(3)根據加載過程中試驗彎矩-截面應變及位移(或其與理論值的差值及比值)的關係，繪製該截面彎矩-應變及位移(或差值及比值)曲線；(4)開裂截面達到消壓彎矩前一直處於開裂後的線彈性狀態，當截面達到消壓彎矩後裂縫重新發展，截面剛度開始下降，此時截面的應變、位移與內力不再保持消壓前的線性關係，即內力-位移(或應變)關係曲線出現拐點或突變點，根據第(3)步的曲線特點，尋找該曲線的突變點。由於該截面已經開裂，混凝土不能承受拉應力，因此該級荷載下所對應的截面內力即為該截面的消壓彎矩，截面達到消壓狀態時，荷載引起的該截面下緣砼(或鋼筋)測點的拉應力增量，與該位置處結構恆載作用下的現存預壓應力大小相等、方向相反，即該級荷載作用下截面受拉區砼(或鋼筋)的實測應變增量與該截面受拉區混凝土(或鋼筋)的現存預壓應力大小上是相等的。
[0010]與現有技術相比，本實用新型所述的梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統操作簡單、結果準確可靠、易於被工程技術人員掌握，可適用於預應力混凝土梁橋截面消壓彎矩及有效預壓應力檢測評定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1:梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統示意圖；
[0012]圖2:彎矩-下緣砼(或鋼筋)應變曲線；
[0013]1-橋梁、2-豎向荷載施加裝置、3-表面應變計、4-數據採集儀。

【具體實施方式】
[0014]下面結合具體的實施例對本實用新型所述的梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統做進一步說明，但是本實用新型的保護範圍並不限於此。
[0015]實施例1
[0016]一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統，所述系統用於橋梁I開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力的檢測，該系統包括豎向荷載施加裝置2、表面應變計3和數據採集儀4，所述豎向荷載施加裝置2設置在橋梁I的關心截面上；所述表面應變計3安裝在橋梁I關心截面受拉區的下緣砼(或鋼筋)上；所述數據採集儀4通過導線連接在表面應變計3上；所述表面應變計3為鋼筋表面應變計或大標距混凝土表面應變計；所述豎向荷載施加裝置2為活荷載或千斤頂等加載設備。
[0017]在使用時，可以按照如下步驟進行:(I)根據梁橋的受力特點，選擇需要檢測的開裂截面，在關心截面受拉區一側邊緣粘貼砼表面應變計(或鋼筋表面應變計)；(2)根據梁橋的受力特點，給關心截面施加一豎向荷載(加載過程中始終使該截面最先消壓)，用數據採集儀測試加載前後各測點的應變增量值；(3)根據加載過程中試驗彎矩-截面應變及位移的關係，繪製該截面彎矩-應變及位移曲線；(4)開裂截面達到消壓彎矩前一直處於開裂後的線彈性狀態，當截面達到消壓彎矩後裂縫重新發展，截面剛度開始下降，此時截面的應變、位移與內力不再保持消壓前的線性關係，即內力-位移關係曲線出現拐點或突變點。結果見圖2及表I。
[0018]表1:預壓應力試驗結果
[0019]
荷載等級(Mj 跨中截面下緣受拉區
(KN-m)拉應變增量(με)
14L4^105
212.1Τ62
226.24^167
240.38^181
254.52Τ97
268.66^202
282.8^217
296.94^232
311.08^248
325.22^275
339.36507
截面下緣混凝土理論



211 (.E)

有效預壓應力
與理論值之差3%
[0020]由圖2可見，在第七級加載作用下，截面的彎矩-位移及彎矩應變曲線出現明顯的突變，表明當開裂截面再次加載到消壓彎矩時，其下緣混凝土預壓應力已經被外荷載增量所抵消，截面裂縫重新發展，剛度開始降低，下緣纖維應變增量呈現快速增加。截面達到消壓狀態時，荷載引起的該截面下緣鋼筋測點的拉應力增量，與該位置處結構恆載作用下的現存預壓應力大小相等、方向相反，即原截面下緣鋼筋測點處現存預壓應變為217 μ ε (7.48Mpa)。
[0021]與現有技術相比，本實用新型所述的梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統操作簡單、結果準確可靠、易於被工程技術人員掌握，可適用於預應力混凝土梁橋截面消壓彎矩及有效預壓應力檢測評定。
【權利要求】
1.一種梁橋開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力試驗系統，其特徵在於，所述系統用於橋梁(I)開裂截面受拉區混凝土現存預壓應力的檢測，該系統包括豎向荷載施加裝置(2)、表面應變計(3)和數據採集儀(4);所述豎向荷載施加裝置(2)設置在橋梁(I)的關心截面上；所述表面應變計(3)安裝在橋梁(I)關心截面受拉區的一側砼邊緣或外緣鋼筋表面；所述數據採集儀(4)通過導線連接在表面應變計(3)上；所述表面應變計(3)為鋼筋表面應變計；所述豎向荷載施加裝置(2)為千斤頂。
【文檔編號】G01L1/00GK204027740SQ201420181515
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年4月15日 優先權日:2014年4月15日
【發明者】郭文龍, 韓之江, 趙雷, 劉志華, 何國花, 傅莉, 毛敏, 陳棟棟, 申雁鵬, 呂立寧, 楊兵兵, 謝立安, 盧鵬, 汪永強, 寇偉, 趙文溥, 劉媛媛, 趙芳, 趙學峰 申請人:山西省交通科學研究院, 山西交科公路勘察設計院