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原文传递模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置及应用方法

专利名称：	模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置及应用方法
摘要：	本发明公开了一种模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置及应用方法，包括荷载分配系统、荷载传递系统和粘弹性接触模拟系统。所述荷载传递系统包括若干个荷载传递装置，所述荷载传递装置包括连接顶板、不同劲度系数的传力弹簧、铰接底板、连接滑槽和连接滑杆。基于上述辅助装置的应用方法，包括步骤：(1)确定各传力弹簧的劲度系数；(2)辅助装置的组装；(3)疲劳加载。本发明的模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置及方法能够较好地模拟铺装层对疲劳荷载的扩散作用，简化试验条件。基于本发明的辅助加载装置得到的疲劳试验结果可较好的考虑铺装应力扩散作用对试验结果的影响，使所得试验结果更接近实际运营情况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	河海大学
发明人：	王秋东;吉伯海;叶枝;傅中秋
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201811590503.3
公开号：	CN109696366A
代理机构：	南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	张秀
分类号：	G01N3/32(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	210000 江苏省南京市鼓楼区西康路1号
主权项：	1.一种模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置，其特征在于：包括依次连接的荷载分配系统、荷载传递系统和粘弹性接触模拟系统， -所述荷载分配系统包括横置的荷载分配梁(1)，所述荷载分配梁(1)能够将荷载均匀分散到荷载传递系统上； -所述荷载传递系统包括若干横向依次连接的荷载传递装置(2)，各所述荷载传递装置(2)包括与所述荷载分配梁连接的连接顶板(21)、与所述粘弹性接触模拟系统连接的铰接底板(22)、以及设于所述连接顶板(21)和铰接底板(22)之间的传力弹性件(23)； -所述粘弹性接触模拟系统包括能够模拟现实状况中车轮与钢桥面板体系粘弹性接触行为的垫板(3)。 2.根据权利要求1所述的模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置，其特征在于：所述连接顶板(21)和铰接底板(22)之间还设有能够支撑两者并随着传力弹性件(23)伸缩而滑动伸缩的若干滑动组件，所述滑动组件包括设于所述连接顶板(21)和铰接底板(22)之间的连接滑槽(24)以及能够在所述连接滑槽(24)内滑动的连接滑杆(25)，且所述连接滑槽(24)和连接滑杆(25)能够随传力弹性件(23)的伸缩而滑动伸缩。 3.根据权利要求1或2所述的模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置，其特征在于：所述荷载传递装置(2)设有奇数个。 4.根据权利要求1所述的模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置，其特征在于：若干所述传力弹性件(23)的劲度系数由中间向两侧逐渐减小。 5.根据权利要求1所述的模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置，其特征在于：各所述连接顶板(22)、铰接底板(23)的两侧分别设置有能够使两相邻的连接顶板(22)、铰接底板(23)相互啮合的凹槽与凸起。 6.根据权利要求1所述的模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置，其特征在于：所述荷载分配梁(1)底部设有若干滑块(11)，所述连接顶板(22)设有与所述滑块(11)配合使用的若干滑槽(26)，并能够将荷载分配系统与荷载传递系统连接。 7.根据权利要求1所述的模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置，其特征在于：所述荷载分配梁(1)设有若干纵横向加劲肋(12)。 8.根据权利要求1所述的模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置，其特征在于：所述铰接底板(23)开设有若干孔洞(27)，且各所述孔洞(27)中设有能够吸附所述垫板(3)的磁铁(28)。 9.根据权利要求1所述的模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置，其特征在于：所述垫板(3)从上自下依次包括橡胶面层(31)、钢板芯层(32)及橡胶底层(33)。 10.根据1-9任一权利要求所述的模拟铺装层应力扩散作用的辅助加载装置的加载方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)传力弹性件(23)劲度系数的确定依据试件(4)的基本参数，建立带有铺装层(5)的有限元模型，将面荷载(6)施加于铺装层(5)表面的最不利位置，提取试件(4)表面的竖向应力计算结果并用高斯方程等函数进行拟合，绘制拟合曲线(7)，依据条分法将拟合曲线(7)等效为曲线，并按下式计算得到各传力弹性件(23)的劲度系数： k1＝F1/x 其中，k1为中间传力弹性件(23)的劲度系数；F1为面积最大的矩形所对应的压力值；x为作动头预定的加载位移；h1为传力弹性件对应的矩形的高度；ki为传力弹性件的劲度系数；hi为传力弹性件对应于曲线中矩形的高度； (2)装置的组装将各荷载传递装置(2)连接，将垫板(3)固定于荷载传递系统底部，将荷载分配梁(1)固定于连接顶板(22)顶端； (3)试验加载将组装好的辅助加载装置放置于试件(4)的最不利加载位置，将作用头(8)压紧于荷载分配梁(1)的表面，设置好预计的作动头加载位移x，即可开始疲劳加载。
所属类别：	发明专利