一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置，包括端板，所述端板上設置有至少一個鋼質(zhì)壓頭，所述鋼質(zhì)壓頭為空心的柱體，所述柱體的內(nèi)徑d與鋼管內(nèi)徑相等，所述柱體的頂部端面與端板面板之間的高度為h，所述高度h等于鋼管在達到初應力時鋼管的軸向位移h1，所述柱體的頂部端面周側(cè)設置有包裹鋼管端部環(huán)形凸部。本發(fā)明無需持荷等待混凝土灌注形成強度，不會人為的增大試驗構(gòu)件的剛度、不會減小鋼管承受的初應力荷載等不利因素，而且初應力加載過程與實際工程較一致。
【專利說明】一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]初應力問題是指鋼管混凝土拱橋施工時，一般是先架設空鋼管拱肋，然后再向管內(nèi)灌注混凝土形成鋼管混凝土主拱結(jié)構(gòu)，因此，在鋼管混凝土拱結(jié)構(gòu)形成之前，空鋼管拱肋需預先承受鋼管自重、混凝土 (凝固前的)自重以及施工荷載等的作用，從而在拱肋中產(chǎn)生了初應力。
[0003]試驗研究中對于單肢鋼管混凝土柱的初應力施加，通常是在試件鋼管兩端焊接蓋板，并在蓋板四角開螺孔，然后通過精軋螺紋鋼對蓋板施加預荷載來獲得鋼管的初應力，待達到設定的初應力后再向管內(nèi)澆筑混凝土，持荷28d形成有初應力的鋼管混凝土柱。這種施加裝置雖較簡單，但精軋螺紋鋼的存在人為地增大了試驗構(gòu)件的剛度，且試驗過程持續(xù)時間長，需持荷進行混凝土灌注，整個過程中需采用實時采集系統(tǒng)隨時監(jiān)測鋼管的初應力，較為不便；同時，在后期鋼管與混凝土共同受壓試驗過程中，通過精扎螺紋鋼預加在鋼管的荷載會隨著加載過程逐漸減小至零，與實際工程受力并不完全一致。此外，鋼管混凝土格構(gòu)柱比單肢柱構(gòu)造復雜的多，施加的初應力荷載也大的多，對于有初應力的鋼管混凝土格構(gòu)柱試驗，這種初應力的施加方式不適合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術存在的問題做出改進，即本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置及其方法，不僅無需持荷等待混凝土灌注形成強度，不會人為的增大試驗構(gòu)件的剛度、不會減小鋼管承受的初應力荷載等不利因素，而且初應力加載過程與實際工程較一致。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案一是:一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置，包括端板，所述端板上設置有至少一個鋼質(zhì)壓頭，所述鋼質(zhì)壓頭為空心的柱體，所述柱體的內(nèi)徑d與鋼管內(nèi)徑相等，所述柱體的頂部端面與端板面板之間的高度為h，所述高度h等于鋼管在達到初應力時鋼管的軸向位移Ii1，所述柱體的頂部端面周側(cè)設置有包裹鋼管端部環(huán)形凸部。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案二是:一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的方法，該方法采用上述的裝置，按以下步驟進行:(I)在鋼管混凝土格構(gòu)柱設計前，對鋼管進行材料性質(zhì)試驗，根據(jù)所得的試驗數(shù)據(jù)進行計算鋼管在達到初應力時鋼管的軸向位移hi ; (2)根據(jù)鋼管的內(nèi)徑、外徑及鋼管的軸向位移hi確定鋼質(zhì)壓頭的尺寸，該軸向位移h即是鋼質(zhì)壓頭的高度h ;(3)再依據(jù)所要施加初應力的鋼管數(shù)量，確定鋼質(zhì)壓頭的數(shù)量并設計出對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置；(4)將該裝置安裝在待施加初應力的鋼管上，對該裝置施加載荷，載荷通過鋼質(zhì)壓頭先作用在鋼管上，將鋼管壓縮了鋼質(zhì)壓頭的高度h時，端板與管內(nèi)混凝土接觸，使鋼管和混凝土共同承載所有荷載，實現(xiàn)鋼管初應力的施加。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明無需持荷等待混凝土灌注形成強度，不會人為的增大試驗構(gòu)件的剛度、不會減小鋼管承受的初應力荷載等不利因素，而起初應力加載過程與實際工程較一致。
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實施例的主視圖。
[0010]圖2為本發(fā)明實施例的俯視圖。
[0011]圖中:1-端板，2-鋼制壓頭，3-環(huán)形凸部，d-鋼制壓頭的內(nèi)徑，h_鋼制壓頭的高度。
【具體實施方式】
[0012]實施例一:如圖f 2所示，一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置，包括端板1，所述端板I上設置有至少一個鋼質(zhì)壓頭2，所述鋼質(zhì)壓頭2為空心的柱體，所述柱體的內(nèi)徑d與鋼管內(nèi)徑相等，所述柱體的頂部端面與端板I面板之間的高度為h，所述高度h等于鋼管在達到初應力時鋼管的軸向位移Ii1，所述柱體的頂部端面周側(cè)設置有包裹鋼管端部環(huán)形凸部3。
[0013]一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的方法，該方法采用上述的裝置，按以下步驟進行:(I)在鋼管混凝土格構(gòu)柱設計前，對鋼管進行材料性質(zhì)試驗，根據(jù)所得的試驗數(shù)據(jù)進行計算鋼管在達到初應力時鋼管的軸向位移hi ; (2)根據(jù)鋼管的內(nèi)徑、外徑及鋼管的軸向位移h確定鋼質(zhì)壓頭的尺寸，該軸向位移Ii1即是鋼質(zhì)壓頭2的高度h ; (3)再依據(jù)所要施加初應力的鋼管數(shù)量，確定鋼質(zhì)壓頭2的數(shù)量并設計出對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置；(4)將該裝置安裝在待施加初應力的鋼管上，對該裝置施加載荷，載荷通過鋼質(zhì)壓頭2先作用在鋼管上，將鋼管壓縮了鋼質(zhì)壓頭2的高度h時，端板與管內(nèi)混凝土接觸，使鋼管和混凝土共同承載所有荷載，實現(xiàn)鋼管初應力的施加。
[0014]本實施例中，通過改變對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置的鋼制壓頭中空部位的高度h來控制施加初應力大小。
[0015]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置，其特征在于:包括端板，所述端板上設置有至少一個鋼質(zhì)壓頭，所述鋼質(zhì)壓頭為空心的柱體，所述柱體的內(nèi)徑d與鋼管內(nèi)徑相等，所述柱體的頂部端面與端板面板之間的高度為h，所述高度h等于鋼管在達到初應力時鋼管的軸向位移Ii1，所述柱體的頂部端面周側(cè)設置有包裹鋼管端部環(huán)形凸部。
2.一種對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的方法，該方法采用權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，按以下步驟進行:(I)在鋼管混凝土格構(gòu)柱設計前，對鋼管進行材料性質(zhì)試驗，根據(jù)所得的試驗數(shù)據(jù)進行計算鋼管在達到初應力時鋼管的軸向位移Ii1 ; (2)根據(jù)鋼管的內(nèi)徑、外徑及鋼管的軸向位移h確定鋼質(zhì)壓頭的尺寸，該軸向位移Ill即是鋼質(zhì)壓頭的高度h ; (3)再依據(jù)所要施加初應力的鋼管數(shù)量，確定鋼質(zhì)壓頭的數(shù)量并設計出對鋼管混凝土格構(gòu)柱施加鋼管初應力的裝置；(4)將該裝置安裝在待施加初應力的鋼管上，對該裝置施加載荷，載荷通過鋼質(zhì)壓頭先作用在鋼管上，將鋼管壓縮了鋼質(zhì)壓頭的高度h時，端板與管內(nèi)混凝土接觸，使鋼管和混凝土共同承載所有荷載，實現(xiàn)鋼管初應力的施加。
【文檔編號】E01D21/00GK103628415SQ201310685312
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】黃福云, 俞冠, 方子明, 孫晉城 申請人:福州大學