[发明专利]一种小比例钢壳-混凝土组合梁试验试件与制作方法

说明书

本发明公开了一种小比例钢壳‑混凝土组合梁试验试件与制作方法，试验试件由一种组合截面构成，其外部为钢板焊接而成的封闭的钢壳，钢壳内部分割成若干箱室，箱室内部填充混凝土，钢壳的形状与实际桥梁中钢混结合段形状一致，箱室的数量与实际桥梁中钢混结合段的箱室数量相同，钢壳结构上分为三部分，顶部箱室、腹部箱室和底部箱室。本发明的小比例钢壳‑混凝土组合梁试验试件可以满足测试桥梁钢混结合段中钢混截面的承载力和破坏过程的加载试件尺寸需要，厘清结合段中钢混截面的应力分布规律，避免了以往采用混凝土段、钢结构段和组合结构段形成的试件无法得到钢混截面的承载力。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别涉及为一种小比例钢壳-混凝土组合梁试验试件与制作方法。

背景技术

桥梁工程中的钢混结合段是一种常见的结构构造，为了得到钢混结合段的受力性能，采用试验测试是一种常见的方法。对钢混结合段进行的试验研究通常采用整体缩尺模型或局部足尺模型。在整体缩尺模型中，通常把试验试件制作成混凝土段+钢混结合段+钢结构段三部分，采用与实桥模型相似的形状把三部分梁段进行缩尺，通过加载测试包括混凝土梁段、钢混结合段、钢结构段的整体受力情况。在局部足尺模型中，通常选取实桥中钢混结合段的一部分受力较大的部位进行测试，得到结合部节段中钢板、混凝土和连接件之间的受力情况。

现有技术中，在钢混结合段的整体缩尺模型试验试件中，通常把试验试件制作成混凝土段+钢混结合段+钢结构段三部分，其中混凝土段是由单一的混凝土材料组成，钢结构段是由单一的钢材组成，钢混结合段是由钢材和混凝土材料组成。然而在加载测试中整体缩尺试件的破坏要么发生在混凝土段，要么发生在钢结构段，而没有发生在钢混结合段的，无法真正测得钢混结合段截面的抗弯承载力。主要原因是钢混结合段的截面比混凝土段和钢结构段强大很多。

在钢混结合段的局部足尺模型试验试件中，通常按照实桥结构的真实尺寸截取一部分结构，采用与实桥相同的钢板、混凝土和连接件，通过加载测试局部结构的受力与破坏形式。然而在加载测试中局部足尺试件只能得到局部结构的受力情况，如钢板和混凝土的应力和变形、连接件的变形，无法得到钢混结合段截面的抗弯承载力，其主要原因是局部足尺试件与整个钢混结合段截面形成的试件结构形式相差较大。鉴于此，我们提出了一种小比例钢壳-混凝土组合梁试验试件与制作方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于解决现有桥梁中测试钢混结合段截面整体抗弯承载力试件难以进行整体截面设计与加工的问题，提供一种小比例钢壳-混凝土组合梁试验试件与制作方法，可以满足测试桥梁钢混结合段中钢混截面的承载力和破坏过程的加载试件尺寸需要，厘清结合段中钢混截面的应力分布规律，避免了以往采用混凝土段、钢结构段和组合结构段形成的试件无法得到钢混截面的承载力。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开的一种小比例钢壳-混凝土组合梁试验试件，所述试验试件由一种组合截面构成，其外部为钢板焊接而成的封闭的钢壳，钢壳内部分割成若干箱室，箱室内部填充混凝土，钢壳的形状与实际桥梁中钢混结合段形状一致，箱室的数量与实际桥梁中钢混结合段的箱室数量相同，填充的混凝土强度等级与实际桥梁中钢混结合段的相同，所述钢壳结构上分为三部分，顶部箱室、腹部箱室和底部箱室。

进一步的，所述顶部箱室分为左边顶部箱室和右边顶部箱室，所述左边顶部箱室和右边顶部箱室分别在腹部箱室的两侧，并与腹部箱室在上表面平齐；所述底部箱室分为左边底部箱室和右边底部箱室，所述左边底部箱室和右边底部箱室分别在腹部箱室的两侧，并与腹部箱室在下表面平齐。