一种大型试件的自平衡水平加载装置及测试方法

本申请涉及土木工程结构试验，特别涉及一种大型试件的自平衡水平加载装置及测试方法。

背景技术：

1、土木工程中，为了便于了解和验证结构设计中关键构件与节点的受力性能，一般会对构件进行静力加载试验。针对大型试件，目前主要采用的静力加载方式有大型压力机加载和自平衡加载两种方式。

2、目前，对于大型压力机加载，受限于压力机的设置方式，一般只能在室内进行，位置相对固定，且对试件的尺寸有限制要求，不能超出加载系统的内部净空间。对于自平衡加载，目前普遍采用地锚的形式与地上钢横梁通过钢螺杆或钢绞线传力形成自平衡门式或框式加载系统，而开挖地基浇筑混凝土地锚易受地质条件等不确定因素影响，耗时较长。此外，这种加载方式的位置固定，且整套反力装置的成本较高。

技术实现思路

1、本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种大型试件的自平衡水平加载装置及测试方法，能够在户外对大型试件进行静力加载，降低加载装置设置难度、提升加载试验效率。

2、根据本申请第一方面实施例，提供一种大型试件的自平衡水平加载装置，包括：

3、反力梁，所述反力梁横置并固定于地面；

4、待测试件，所述待测试件的数量有两个且对称安装在所述反力梁上；

5、千斤顶，所述千斤顶设置在两个所述待测试件中间，所述千斤顶的两端分别连接至两个所述待测试件；

6、监测传感组件，所述监测传感组件包括应变传感器，所述应变传感器安装于两个所述待测试件上，用于检测所述待测试件的应力变形情况；

7、其中，所述千斤顶启动后能够向两个所述待测试件施加相互分离的作用力，两个所述待测试件之间产生方向相反的作用力和反作用力。

8、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述大型试件的自平衡水平加载装置还包括侧向支撑梁，所述侧向支撑梁与所述反力梁的侧面连接以对所述反力梁进行辅助支撑。

9、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述反力梁包括相互对称的第一部分和第二部分，其中一个所述待测试件安装于所述第一部分，另一个所述待测试件安装于所述第二部分。

10、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述第一部分与所述第二部分的夹角为0至45°。

11、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述反力梁为单室或双室箱梁，所述反力梁内板材的厚度从中轴线向其两侧递减。

12、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述千斤顶的两端均安装有万向球铰，所述千斤顶通过所述万向球铰与所述待测试件连接。

13、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述大型试件的自平衡水平加载装置还包括千斤顶支撑架，所述千斤顶支撑架设置于两个所述大型试件中间，所述千斤顶支撑架的顶部与所述千斤顶的中部连接以提供支撑力。

14、根据本申请第一方面实施例，进一步地，所述监测传感组件还包括全站仪，所述反力梁的侧面粘贴有反光片，所述全站仪用于监测所述反力梁是否发生整体变形或不均匀沉降。

15、根据本申请第二方面实施例，提供一种测试方法，基于上述大型试件的自平衡水平加载装置进行，包括：

16、根据所述待测试件的形状和尺寸确定所述反力梁的形状和尺寸；

17、根据所述反力梁的外部轮廓，确定需要找平硬化的地基范围；

18、将两个所述待测试件对称地固定安装于所述反力梁上，两个所述待测试件之间预留出空间；

19、在两个所述待测试件中间的空间内安装所述千斤顶，使得所述千斤顶的两端分别连接至两个所述待测试件；

20、在所述待测试件上安装应变传感器；

21、启动所述千斤顶，同时对两个所述待测试件施加作用力；

22、记录所述应变传感器的数值，完成对所述待测试件的加载试验。

23、根据本申请第二方面实施例，进一步地，对地面进行硬化时采用素混凝土垫层。

24、本申请实施例的有益效果至少包括：本申请通过同时设置两个待测试件，利用千斤顶在两者中间同时施力，使得两个待测试件互为支撑，可以一次性完成两个待测试件的加载测试，提升测试效率；而且装置结构简单、易于建造，相较于传统的自平衡加载方式降低装置设置难度。

技术特征：

1.一种大型试件的自平衡水平加载装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的大型试件的自平衡水平加载装置，其特征在于：所述大型试件的自平衡水平加载装置还包括侧向支撑梁，所述侧向支撑梁与所述反力梁的侧面连接以对所述反力梁进行辅助支撑。

3.根据权利要求1所述的大型试件的自平衡水平加载装置，其特征在于：所述反力梁包括相互对称的第一部分和第二部分，其中一个所述待测试件安装于所述第一部分，另一个所述待测试件安装于所述第二部分。

4.根据权利要求3所述的大型试件的自平衡水平加载装置，其特征在于：所述第一部分与所述第二部分的夹角为0至45°。

5.根据权利要求1所述的大型试件的自平衡水平加载装置，其特征在于：所述反力梁为单室或双室箱梁，所述反力梁内板材的厚度从中轴线向其两侧递减。

6.根据权利要求1所述的大型试件的自平衡水平加载装置，其特征在于：所述千斤顶的两端均安装有万向球铰，所述千斤顶通过所述万向球铰与所述待测试件连接。

7.根据权利要求1所述的大型试件的自平衡水平加载装置，其特征在于：所述大型试件的自平衡水平加载装置还包括千斤顶支撑架，所述千斤顶支撑架设置于两个所述大型试件中间，所述千斤顶支撑架的顶部与所述千斤顶的中部连接以提供支撑力。

8.根据权利要求1所述的大型试件的自平衡水平加载装置，其特征在于：所述监测传感组件还包括全站仪，所述反力梁的侧面粘贴有反光片，所述全站仪用于监测所述反力梁是否发生整体变形或不均匀沉降。

9.一种测试方法，基于权利要求1至8的所述大型试件的自平衡水平加载装置进行，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于：对地面进行硬化时采用素混凝土垫层。

技术总结本申请公开了一种大型试件的自平衡水平加载装置及测试方法，本加载装置包括反力梁，其固定于地面；待测试件，其数量有两个且对称安装在反力梁上；千斤顶，其设置在两个待测试件中间，千斤顶的两端分别连接至两个待测试件；监测传感组件，其包括应变传感器，应变传感器安装于两个待测试件上；其中，千斤顶启动后能够向两个待测试件施加相互分离的作用力，两个待测试件之间产生方向相反的作用力和反作用力。本申请通过同时设置两个待测试件，利用千斤顶在两者中间同时施力，使得两个待测试件互为支撑，可以一次性完成两个待测试件的加载测试，提升测试效率；而且装置结构简单、易于建造，相较于传统的自平衡加载方式降低装置设置难度。技术研发人员：石开荣,余健熙,区彤,姜正荣,周天,谭坚,占甫,邓德员,张艳辉,王嘉荣受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/26