[发明专利]一种荷载连续可调的双杠杆拉伸徐变装置及其测试方法

说明书

本发明涉及一种荷载连续可调的双杠杆拉伸徐变装置及其测试方法，包括固定钢架、主承重杠杆、主承重支柱、副承重杠杆、副支柱、保护装置、恒载配重装置、可滑动配重装置、可调连接装置、混凝土试件装置以及荷载传感器；主承重支柱、副支柱下端固定连接于固定钢架上；主承重杠杆通过主轴承与主承重支柱相连；副承重杠杆通过主轴承与副支柱相连；主承重杠杆一端通过混凝土试件装置与固定钢架相连；主承重杠杆另一端通过可调连接装置与副承重杠杆相连；本发明所述拉伸徐变测试装置可连续调节荷载，利用双杠杆放大重力荷载，可达到不低于10：1的荷载放大系数，整个拉伸徐变测定装置和方案简单易行，安全可靠。

技术领域

本发明涉及混凝土结构与材料领域，特别是混凝土拉伸徐变试验技术，具体涉及一种荷载连续可调的双杠杆拉伸徐变装置及其测试方法。

背景技术

近年来，国内外研究混凝土拉伸徐变的研究越来越多，测试仪器也随之增多，传统的试验仪器有着很多难以解决的问题。例如弹簧徐变仪、液压徐变仪等，只能测压徐变，但拉伸徐变无论是在材料领域还是在结构领域都是扮演着更为重要的角色，是混凝土研究的重要内容。材料角度，混凝土因其早期水化放热，在温度降低后产生很大的温度收缩变形，由于自身以及结构的约束作用产生很高的约束应力。然而混凝土由于自身粘弹性的特性，可以在持续的拉伸应力作用下发生徐变变形，释放大部分约束应力。因此拉伸徐变的准确测量对于在确保结构安全的前提下节约工程成本意义重大。结构角度，大跨度桥梁板底部长期承担拉应力而产生的额外变形形成挠曲，严重影响工程安全。这些结构问题也正对应着拉伸徐变的研究。

现有的拉徐变装置，即叠加钢板然后放大一定倍数。因此施加的荷载不能精确调整到具体数据值，以一块钢板50kg放大10倍加载为例，荷载只能每次增加或减少500Kg，难以保证施加到目标荷载值。

现有的微调荷载和控制加载速率方法主要为水箱法和千斤顶法，但水箱法在长期持荷时水分的蒸发容易导致荷载变化，而千斤顶只能在开始时控制加载速率，

因此现有方法并不能做到施加的荷载连续可调且长期保持固定目标值。在荷载放大倍数方面，现有的杠杆式拉徐变装置虽然可以将加载荷载放大，但由于空间的限制，杠杆臂不能做太长，放大倍数不够。另外因为杠杆臂过长导致初始安装时加载端离地高度大，安全风险大。而一味的增加加载端的重量，同样增加安全风险。总的来讲，过长的杠杆臂和过重的加载均不能满足安全要求。

以目前主流的10倍放大系数、荷载为500kg左右的拉伸徐变测试装置为例，在加载100*100cm截面的标准尺寸试件时，最高可以加载至5MPa，而某些超高性能混凝土的抗拉强度能达到15MPa左右。综上所述，如果想在高应力水平下（0.7以上）进行超高性能混凝土的拉徐变试验有必要改装一种简单安全，能精确调节载荷，且能更大倍数增加荷载，才能针对超高性能混凝土测试其拉伸徐变。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种荷载连续可调的双杠杆拉伸徐变装置及其测试方法，本发明装置可连续调节荷载，利用双杠杆放大重力荷载，可达到不低于10：1的荷载放大系数。整个拉伸徐变测定装置和方案简单易行，方便操作。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种荷载连续可调的双杠杆拉伸徐变装置，包括固定钢架、主承重杠杆、主承重支柱、副承重杠杆、副支柱、保护装置、恒载配重装置、可滑动配重装置、可调连接装置、混凝土试件装置以及荷载传感器；所述主承重支柱、副支柱下端固定连接于固定钢架上；所述主承重杠杆通过主轴承与主承重支柱相连；所述副承重杠杆通过主轴承与副支柱相连；所述恒载配重装置、可滑动配重装置均与副承重杠杆相连；所述主承重杠杆一端通过混凝土试件装置与固定钢架相连；所述主承重杠杆另一端通过可调连接装置与副承重杠杆相连；所述主承重杠杆与混凝土试件装置之间设有荷载传感器；所述保护装置下端固定连接于固定钢架上，所述保护装置设置在副承重杠杆外侧。