預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座及其試驗方法
2023-06-04 12:58:06
專利名稱：預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座及其試驗方法
技術領域：
本發明涉及一種試驗臺座及其試驗方法，特別是一種抗彎試驗臺座及其試驗方法。
背景技術：
預應力U型混凝土板樁是一種新型的預製混凝土擋土樁型，以其獨特的U型結構截面，提高了結構截面的厚度和擋土寬度，抗彎性能優良，具有擋土截面大、受力性能好、性價比高等優點，可廣泛應用於水利、市政、港口、碼頭、工業與民用建築、公路、鐵路等工程領域中。預應力U型混凝土板樁最重要的指標就是抗彎性能，因此對生產出來的板樁進行抗彎試驗，驗證其抗彎性能是檢驗預應力U型混凝土板樁質量的重要指標，而目前常用的抗彎試驗臺座所適用的試件為常用的普通截面，而對於異型的U型截面混凝土板樁及其類似結構形式無法採用其進行抗彎試驗。因此，設計一種能通過合理加載，科學確定U型截面混凝土板樁抗彎性能的試驗裝置，成為預應力U型混凝土板樁廣泛推廣應用的必經之路。
發明內容
本發明的目的是提供一種預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座及其試驗方法，要解決現有的抗彎試驗臺座無法實現對異型，尤其是U型截面以及類似截面試件的抗彎性能測試的技術問題。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座，包括試件、混凝土平臺、加載框架、千斤頂和荷載分配梁，所述加載框架由兩列立柱和架在兩列立柱之間的反力梁，所述立柱和反力梁通過螺栓連接，所述立柱的底部預埋在混凝土平臺，所述試件通過支撐墊板支撐在混凝土平臺上，所述荷載分配梁與反力梁垂直設置，並通過設置在其兩端的傳力支架支撐在試件上， 所述千斤頂設置在反力梁和荷載分配梁之間，所述試件為U型混凝土板樁，所述傳力支架與U型混凝土板樁截面相匹配，卡套在U型混凝土板樁上。所述混凝土平臺底面設置有平臺基礎。所述立柱頂部預留有調節栓孔。所述支撐墊板的設置位置為距離U型混凝土板樁邊緣處，其中r力U型混凝土板樁的總長度。所述支撐墊板和內支撐塊均為鋼板焊接成的塊體，所述塊體內填充有混凝土，其頂面帶有限位凹槽。所述U型混凝土板樁在支撐墊板支撐位置處，其槽內設置有內支撐塊。所述千斤頂和荷載分配梁之間墊有調節墊塊。所述傳力支架和U型混凝土板樁之間、內支撐塊和U型混凝土板樁之間以及U型混凝土板樁和支撐墊板之間均墊有圓鋼，所述圓鋼放置在限位凹槽，在其背離限位凹槽面墊有彈性墊片。一種所述的預應力混凝土板樁抗彎試驗方法，步驟如下
步驟一，將U型混凝土板樁放置在混凝土平臺，使其中部位於加載框架的正中，並在距
υ型混凝土板樁邊緣%處墊支撐墊板；
步驟二，根據荷載分配梁的長度，對稱於U型混凝土板樁的中軸線在U型混凝土板樁上卡套傳力支架，並將荷載分配梁支撐在傳力支架上；
步驟三，將千斤頂布置在荷載分配梁的正中間，並根據千斤頂與反力梁之間的距離， 選擇千斤頂和荷載分配梁之間所墊調節墊塊的規格；
步驟四，通過逐級緩慢加壓使千斤頂向上頂反力梁，反力梁給千斤頂的反力傳給荷載分配梁，荷載分配梁通過傳力支架將荷載傳遞給U型混凝土板樁使其受彎，加壓過程中觀察U型混凝土板樁表面情況，並對應記錄數據；
步驟五，根據記錄數據推算U型混凝土板樁的開裂彎矩及極限彎矩。與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果
首先，本發明結構形式簡單，安裝和試驗加載方便只需要一臺液壓千斤頂即可，不需要額外的試驗設備，另外，通過在預應力U型混凝土板樁受力位置設置圓鋼，圓鋼和構件之間墊彈性墊片，保證了預應力U型混凝土板樁受到的荷載為線性荷載，使試驗儘可能與板樁抗彎設計條件基本一致，簡化了試驗結果的處理，同時提高了試驗結果準確性。其次，通過在立柱頂端預留調節栓孔，可調節反力梁與混凝土平臺間的距離，再加上通過調節墊塊進行少量距離調節，臺座可適用於不同高度的板樁試驗，擴大了試驗臺座的使用範圍，使其更具有實用性。再者，通過在圓鋼兩側設置限位凹槽，確保了加載過程中，圓鋼在預定位置，保證了試驗結果的可信度。本發明可廣泛應用於U型截面及其類似截面試件的抗彎性能試驗。
下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。圖1是U型混凝土板樁截面圖。圖2是本發明結構示意圖。圖3是圖2的俯視圖。圖4是圖2的左側視圖。圖5是圖2中A處詳圖。附圖標記1 一 U型混凝土板樁、2 —混凝土平臺、3 —立柱、4 一反力梁、5 —荷載分配梁、6 —千斤頂、7 —調節墊塊、8 —調節栓孔、9 一螺栓、10 —傳力支架、11 一支撐墊板、 12 —圓鋼、13 —彈性墊片、14 一內支撐塊、15 —平臺基礎、16 —限位凹槽。
具體實施例方式實施例參見圖1至圖5所示，一種預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座，包括試件、混凝土平臺2、加載框架、千斤頂6和荷載分配梁5，所述加載框架由兩列立柱3和架在兩列立柱之間的反力梁4，所述立柱3和反力梁4通過螺栓9連接，所述立柱3的底部預埋在混凝土平臺2，所述試件通過支撐墊板11支撐在混凝土平臺2上，所述荷載分配梁5與反力梁4 垂直設置，並通過設置在其兩端的傳力支架10支撐在試件上，所述千斤頂6設置在反力梁4 和荷載分配梁5之間，所述試件為U型混凝土板樁1，所述傳力支架10與U型混凝土板樁1 截面相匹配，卡套在U型混凝土板樁1上。所述U型混凝土板樁1為預應力U型混凝土板樁。所述混凝土平臺2底面設置有平臺基礎15，若臺座建立在軟弱地基上，所述平臺基礎為預製樁，所述預製樁為方樁或管樁。所述立柱3頂部預留有調節栓孔8。所述支撐墊板11
的設置位置為距離U型混凝土板樁1邊緣%處，其中￡為U型混凝土板樁1的總長度。所
述支撐墊板11和內支撐塊14均為鋼板焊接成的塊體，所述塊體內填充有混凝土，其頂面帶有限位凹槽16。所述U型混凝土板樁1在支撐墊板11支撐位置處，其槽內設置有內支撐塊 14。所述千斤頂6和荷載分配梁5之間墊有調節墊塊7。所述調節墊塊7的高度可做成多種規格。所述傳力支架10和U型混凝土板樁1之間、內支撐塊14和U型混凝土板樁1之間以及U型混凝土板樁1和支撐墊板11之間均墊有圓鋼12，所述圓鋼12放置在限位凹槽 16，在其背離限位凹槽16面墊有彈性墊片13。所述彈性墊片13為塑料墊片或膠墊。
一種所述的預應力混凝土板樁抗彎試驗方法，步驟如下
步驟一，將U型混凝土板樁1放置在混凝土平臺2，使其中部位於加載框架的正中，並在
距U型混凝土板樁1邊緣X處墊支撐墊板11 ；
步驟二，根據荷載分配梁5的長度，對稱於U型混凝土板樁1的中軸線在U型混凝土板樁1上卡套傳力支架10，並將荷載分配梁5支撐在傳力支架10上；
步驟三，將千斤頂布置在荷載分配梁5的正中間，並根據千斤頂與反力梁4之間的距離，選擇千斤頂6和荷載分配梁5之間所墊調節墊塊7的規格；
步驟四，通過逐級緩慢加壓使千斤頂6向上頂反力梁4，反力梁4給千斤頂6的反力傳給荷載分配梁5，荷載分配梁5通過傳力支架10將荷載傳遞給U型混凝土板樁1使其受彎， 加壓過程中觀察U型混凝土板樁1表面情況，用千分表測量撓度變化，並對應記錄數據；
步驟五，根據記錄數據採用力學計算公式，推算U型混凝土板樁1的開裂彎矩及極限彎矩並畫加載撓度曲線，並據此對U型混凝土板樁1做出綜合評價。
權利要求
1.一種預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座，包括試件、混凝土平臺(2)、加載框架、千斤頂(6)和荷載分配梁(5)，所述加載框架由兩列立柱(3)和架在兩列立柱之間的反力梁(4)， 所述立柱(3)和反力梁(4)通過螺栓(9)連接，所述立柱(3)的底部預埋在混凝土平臺(2)， 所述試件通過支撐墊板(11)支撐在混凝土平臺(2)上，所述荷載分配梁(5)與反力梁(4) 垂直設置，所述千斤頂(6)設置在反力梁(4)和荷載分配梁(5)之間，其特徵在於所述試件為U型混凝土板樁(1 )，所述荷載分配梁(5)通過設置在其兩端的傳力支架(10)支撐在試件上，所述傳力支架(10)卡套在U型混凝土板樁(1)上，其截面形狀與U型混凝土板樁(1) 截面相匹配。
2.根據權利要求1所述的預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座，其特徵在於所述混凝土平臺(2)底面設置有平臺基礎(15)。
3.根據權利要求1所述的預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座，其特徵在於所述立柱(3) 頂端預留有調節栓孔(8)。
4.根據權利要求1所述的預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座，其特徵在於所述支撐墊板(11)的設置位置為距離U型混凝土板樁(1)邊緣%處，其中￡為U型混凝土板樁(1)的總長度。
5.根據權利要求1所述的預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座，其特徵在於所述支撐墊板(11)和內支撐塊(14)均為鋼板焊接成的塊體，所述塊體內填充有混凝土，其頂面帶有限位凹槽(16)。
6.根據權利要求1所述的預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座，其特徵在於所述U型混凝土板樁(1)在支撐墊板(11)支撐位置處，其槽內設置有內支撐塊(14 )。
7.根據權利要求1所述的預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座，其特徵在於所述千斤頂 (6)和荷載分配梁(5)之間墊有調節墊塊(7)。
8.根據權利要求1所述的預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座，其特徵在於所述傳力支架(10)和U型混凝土板樁(1)之間、內支撐塊(14)和U型混凝土板樁(1)之間以及U型混凝土板樁(1)和支撐墊板(11)之間均墊有圓鋼(12)，所述圓鋼(12)放置在限位凹槽(16)， 在其背離限位凹槽(16)面墊有彈性墊片(13)。
9.一種根據權利要求1 8任意一項所述的預應力混凝土板樁抗彎試驗方法，其特徵在於步驟如下步驟一，將U型混凝土板樁(1)放置在混凝土平臺(2)，使其中部位於加載框架的正中， 並在距U型混凝土板樁(1)邊緣Y4處墊支撐墊板(11);步驟二，根據荷載分配梁(5)的長度，對稱於U型混凝土板樁(1)的中軸線在U型混凝土板樁(1)上卡套傳力支架(10)，並將荷載分配梁(5)支撐在傳力支架(10)上；步驟三，將千斤頂布置在荷載分配梁(5)的正中間，並根據千斤頂與反力梁(4)之間的距離，選擇千斤頂(6)和荷載分配梁(5)之間所墊調節墊塊(7)的規格；步驟四，通過逐級緩慢加壓使千斤頂(6)向上頂反力梁(4)，反力梁(4)給千斤頂(6)的反力傳給荷載分配梁(5)，荷載分配梁(5)通過傳力支架(10)將荷載傳遞給U型混凝土板樁(1)使其受彎，加壓過程中觀察U型混凝土板樁(1)表面情況，並對應記錄數據； 2步驟五，根據記錄數據推算U型混凝土板樁(1)的開裂彎矩及極限彎矩。
全文摘要
本發明涉及一種預應力混凝土板樁抗彎試驗臺座及其試驗方法，所述試驗臺座包括試件、混凝土平臺、加載框架、千斤頂和荷載分配梁，所述加載框架由兩列立柱和架在兩列立柱之間的反力梁，所述立柱和反力梁通過螺栓連接，所述立柱的底部預埋在混凝土平臺，所述試件通過支撐墊板支撐在混凝土平臺上，所述荷載分配梁與反力梁垂直設置，所述千斤頂設置在反力梁和荷載分配梁之間，所述荷載分配梁通過設置在其兩端的傳力支架支撐在試件上，所述試件為預應力U型混凝土板樁，所述傳力支架與U型混凝土板樁截面相匹配，卡套在U型混凝土板樁上。具有結構形式簡單，安裝和試驗加載方便等優點，可廣泛應用於U型截面及其類似截面試件的抗彎性能試驗。
文檔編號G01N3/20GK102445394SQ201110292179
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者高玉亭, 黃遠超 申請人:中國建築第二工程局有限公司