(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211058422.5 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 中铁工程设计咨询集团有限公司 地址 100055 北京市丰台区广安路15号中 铁设计大厦 申请人 广州大学 (72)发明人 邹爽　张崇斌　徐升桥　焦亚萌　 杨永明　李辉　彭岚平　 温留汉·黑沙　金令　殷晓波　 冯虎　 (74)专利代理 机构 北京集智东方知识产权代理 有限公司 1 1578 专利代理师 陈亚斌　关兆辉 (51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01)G01N 3/36(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置及试 验方法 (57)摘要 本发明提供了一种用于预制拼装式桥墩的 足尺试验装置及试验 方法， 涉及预制拼装式桥墩 的试验领域。 本发明包括桥墩承台， 所述桥墩承 台的底部固定连接有桥墩基础， 桥墩承台的顶部 固定连接有墩柱， 墩柱的顶部固定连接有桥墩盖 梁； 包括加载反力架， 所述加载反力架为框架结 构； 包括加载力装置， 以及水平滑移支座， 所述水 平滑移支座的顶部与竖向加载反力架的底部固 定连接， 水平滑移支座的底部与竖向力加载装置 的顶部接触， 竖向力加载装置的底部固定连接在 桥墩盖梁的顶部上。 本发明提供了一种用于预制 拼装式桥墩的足尺试验装置， 本试验装置能够适 用于预制拼装式桥墩足尺试验的本构模型参数 的测定， 填补了现有足尺桥墩荷载试验装置的空 白。 权利要求书3页 说明书7页 附图8页 CN 115389332 A 2022.11.25 CN 115389332 A 1.用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置， 包括桥墩承台(1)， 所述桥墩承台(1)的底部 固定连接有桥墩基础(2)， 桥墩承台(1)的顶部固定连接有墩柱(3)， 墩柱(3)的顶部固定连 接有桥墩盖梁(4)， 其特 征在于， 包括 加载反力架， 所述加载反力架为框架结构， 加载反力架包括竖向加载反力架(51)和多 个水平加载反力架(52)， 其中水平加载反力架(52)的顶部与竖向加载反力架(51)固定连 接， 水平加载反力架(52)的底部与桥墩承台(1)固定连接或用于与地面固定连接， 所述竖向 加载反力架(51)设置在桥墩盖梁(4)的上部， 所述水平加载反力架(52)设置在墩柱(3)的外 侧； 加载力装置， 所述加载力装置包括竖向力加载装置(61)和水平力加载装置(62)， 所述 竖向力加载装置(61)能够对桥墩盖梁(4)提供竖向力， 所述水平力加载装置(62)设置在所 述水平加载反力架(52)和墩柱(3)之间， 水平力加载装置(62)的一端固定连接在水平加载 反力架(52)的侧壁上， 水平力加载装置(62)的另一端能够对墩柱(3)侧部或桥墩盖梁(4)的 侧部提供 水平力； 以及水平滑移支座(7)， 所述水平滑移支座(7)的顶部与竖向加载反力架(51)的底部固 定连接， 水平滑移支座(7)的底部与竖向力加载装置(61)的顶部接触， 竖向力加载装置(61) 的底部固定连接在桥墩盖梁(4)的顶部上。 2.根据权利要求1所述的用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置， 其特征在于， 所述加载 反力架为门式反力架， 所述门式反力架包括竖向加载反力架( 51)、 第一水平加载反力架 (521)和第二水平加载反力架(522)， 所述第一水平加载反力架(521)和第二水平加载反力 架(522)相对设置； 所述水平力加载装置(62)包括第一水平力加载装置(621)和第二水平力加载装置 (622)， 所述墩柱(3)包括第一侧面(31)和第二侧面(32)， 所述第一水平力加载装置(621)设 置在第一水平加载反力架(521)和第一侧面(31)之间， 第二水平力加载装置(622)设置在第 二水平加载反力架(52 2)和第二侧面(32)之间。 3.根据权利要求1所述的用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置， 其特征在于， 所述加载 反力架为整体式反力架， 所述整体式反力架包括主架和副架， 所述主架包括竖向加载反力 架(51)和 两组相对设置的水平加载反力架(52)， 所述副架为框架结构， 且副架设置在主架 的外周， 所述水平力加载装置(62)包括两组相对设置的水平力加载装置(62)。 4.根据权利要求3所述的用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置， 其特征在于， 所述主架 包括支撑横梁(53)、 第一斜拉杆(54)和第二斜拉杆(55)， 所述支撑横梁(53)设置在一组相 对设置的水平加载反力架(52)之间， 所述第一斜拉杆(54)设置在支撑横梁(53)的上方， 第 一斜拉杆(54)的一端与竖向加载反力架(51)固定连接， 第一斜拉杆(54)的另一端与支撑横 梁(53)固定连接， 所述第二斜拉杆(55)设置在支撑横梁(53)的下方， 第二斜拉杆(55)的一 端与一所述水平加载反力架(52)固定连接， 第二斜拉杆(55)的另一端与 支撑横梁(53)固定 连接。 5.根据权利要求3或4所述的用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置， 其特征在于， 所述 副架包括副架立柱(81)、 副架水平杆(82)和副架斜拉杆(83)， 所述副架立柱(81)竖直设置， 副架水平杆(82)水平设置， 副架水平杆(82)的一端与副架立柱(81)固定连接， 副架水平杆 (82)的另一端与一所述水平加载反力架(52)固定连接， 所述副架斜拉杆(83)倾斜设置， 副权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115389332 A 2架斜拉杆(83)的一端与副架立柱(81)固定连接， 副架斜拉杆(83)的另一端与一所述水平加 载反力架(52)固定连接 。 6.根据权利要求1所述的用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置， 其特征在于， 所述竖向 力加载装置(61)为竖向承压千斤顶， 所述水平力加载装置(62)为水平承压千斤顶。 7.根据权利要求1所述的用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置， 其特征在于， 所述水平 力加载装置(62)为水平张拉千斤顶和张拉钢索， 水平张拉千斤顶的一端与一所述水平加载 反力架(52)固定连接， 水平张拉千斤顶的另一端与张拉钢索的一端固定连接， 张拉钢索的 另一端与墩柱(3)侧部或桥墩盖梁(4)的侧部固定连接 。 8.预制拼装式桥墩的足尺试验方法， 其特征在于， 包括上述权利要求1至7任意一项所 述的用于预制拼装式桥墩的足尺试验 装置， 以及以下步骤： 竖向荷载试验： 先将用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置进行连接， 之后竖向力加载 装置(61)向桥墩盖梁(4)一次性 或逐级施加轴向力， 直至轴向力达到 设计荷载； 在加载过程 中测量和记录桥墩观测点的位移大小、 桥墩重点观测部位的钢筋和混凝土的应变情况及墩 柱(3)的裂缝 形式、 大小和深度； 水平单向荷载试验： 保持上述步骤中的轴向力恒定， 之后一所述水平力加载装置(62) 向墩柱(3)侧部或桥墩盖梁(4)的侧部一次性或逐级施加水平力， 直至水平力达到设计荷 载； 在加载过程中测 量和记录桥墩观测 点的位移大小、 桥墩重点观测部位的钢筋和混凝土 的应变情况及墩柱(3)的裂缝 形式、 大小和深度； 水平往复荷载试验： 在用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置中， 需设置至少一组相对 设置的水平加载反力架(52)， 将用于预制拼装式桥墩的足尺试验装置进行连接， 之后竖向 力加载装置(61)向桥墩盖梁(4)一次性 或逐级施加轴向力， 直至轴向力达到设计荷载， 保持 该轴向力恒定； 之后进行多次加载循环。 9.根据权利要求8所述的预制拼装式桥墩的足尺试验方法， 其特征在于， 所述加载循环 的步骤为： 确定正、 负荷载加载方向： 选定一组相对设置的水平加载反力架(52)， 墩柱(3)包括第 一加载侧端和第二加载侧端， 所述第一加载侧端和第二加载侧端相对设置， 以其中的一个 水平加载反力架(52)至第一加载侧端为正向， 以另一个水平加载反力架(52)至第二加载侧 端为负向； 正向加载： 在正向的水平力加载装置(62)中向第一加载侧端或桥墩盖梁(4)的侧部施 加水平力； 卸载： 将上述正向加载的水平力全部卸去， 让桥墩自行恢 复变形， 并记录桥墩的残余位 移； 负向加载： 在负向的水平力加载装置(62)中向第二加载侧端或桥墩盖梁(4)的侧部施 加水平力； 卸载： 将上述负向加载的水平力全部卸去， 让桥墩自行恢 复变形， 并记录桥墩的残余位 移； 所述正向加载 ‑卸载‑负向加载 ‑卸载作为一个加载循环， 逐级增大每个加载循环的荷 载幅值， 记录并观测每个加载循环后桥墩的响应； 在每个加载循环中， 测量和记录桥墩观测 点的位移大小、 桥墩重点观测部位的钢筋和混凝土的应变情况及墩柱(3)的裂缝形式、 大小权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115389332 A 3