一种铁路声屏障用靴形钢柱脚疲劳试验装置及其疲劳测试方法与流程

技术特征：

1.一种铁路声屏障用靴形钢柱脚疲劳试验装置，其特征在于：所述疲劳试验装置包括：反力墙(1)、混凝土台座(2)、作动器(3)、工具梁(4)、螺纹钢(5)和靴形钢柱脚(6)；所述反力墙(1)与所述混凝土台座(2)对立设置，且所述混凝土台座(2)通过地脚螺栓(8)固定在地槽上；所述工具梁(4)设置在所述反力墙(1)与所述混凝土台座(2)之间进行限位，且所述螺纹钢(5)的两端连接固定所述反力墙(1)与所述混凝土台座(2)；所述混凝土台座(2)的上表面对称预埋有多根螺杆(7)，且所述螺杆(7)预埋在所述混凝土台座(2)内的部分、所述混凝土台座(2)上、以及所述靴形钢柱脚(6)表面均布设有多个应变片(21)；所述靴形钢柱脚(6)通过所述螺杆(7)安装固定在所述混凝土台座(2)上，所述作动器(3)水平安装在所述反力墙(1)上，所述靴形钢柱脚(6)的左右两侧均设置有加载板(61)，且靠近所述反力墙(1)一侧的加载板(61)通过螺栓螺母连接固定在所述作动器(3)的输出端上。2.根据权利要求1所述的铁路声屏障用靴形钢柱脚疲劳试验装置，其特征在于：还包括位移计(9)，所述靴形钢柱脚(6)的四角、以及所述螺杆(7)上均安装有所述位移计(9)，所述位移计(9)用于采集所述靴形钢柱脚(6)在受力情况下的位移情况、以及所述螺杆(7)的松动情况。

3.根据权利要求1所述的铁路声屏障用靴形钢柱脚疲劳试验装置，其特征在于：所述螺纹钢(5)设置有两根，对称布置在所述混凝土台座(2)的两侧；其中，所述螺纹钢(5)穿过所述反力墙(1)的一端通过设置的限位螺母(52)进行锁紧；所述螺纹钢(5)靠近所述混凝土台座(2)的一端设置有挡板(51)，且所述挡板(51)通过设置的限位螺母(52)将所述混凝土台座(2)向靠近所述反力墙(1)的一侧锁紧。4.根据权利要求1所述的铁路声屏障用靴形钢柱脚疲劳试验装置，其特征在于：所述加载板(61)通过设置的十字钢板(611)焊接固定在所述靴形钢柱脚(6)上，且所述靴形钢柱脚(6)两侧的加载板(61)对称布置。5.根据权利要求1所述的铁路声屏障用靴形钢柱脚疲劳试验装置，其特征在于：所述靴形钢柱脚(6)的表面设置有多根用于增韧的横向加劲肋(62)和竖向加劲肋(63)。6.根据权利要求1所述的铁路声屏障用靴形钢柱脚疲劳试验装置，其特征在于：所述作动器(3)连接外界的伺服液压源，且所述伺服液压源的出油口与所述作动器(3)的进油口连通，所述伺服液压源的进油口与所述作动器(3)的出油口连通；所述应变片(21)连接外界的应力采集仪，用于采集所述靴形钢柱脚(6)在受力情况下的应变情况。

7.一种疲劳测试方法，利用权利要求1-6任一所述的疲劳试验装置进行铁路声屏障的疲劳测试，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：装置安装11、将螺纹钢(5)的一端穿过反力墙(1)，另一端穿过钢板(51)，且钢板(51)宽度大于两根螺纹钢(5)的间距，两端通过螺帽(52)进行固定；12、将工具梁(4)放置在混凝土台座(2)与反力墙(1)之间，保证混凝土台座(2)与反力墙(1)之间相对位置的固定；

步骤2：设备调试21、将作动器(3)和靴形钢柱脚(6)分别安装在反力墙(1)和混凝土台座(2)上，且作动器(3)水平放置，靴形钢柱脚(6)竖直放置；22、利用螺栓将作动器(3)的输出端与靴形钢柱脚(6)一侧的加载端板(61)连接固定，同时，将作动器(3)连接外界的伺服液压源，将应变片(21)连接外界的应力采集仪；步骤3：疲劳试验，包括疲劳加载和静力加载两种加载形式；其中，疲劳加载设置有两种工况：工况a：在靴形钢柱脚(6)的疲劳裂纹出现前，作动器(3)每加载20万次暂停一次；工况b：在靴形钢柱脚(6)的疲劳裂纹出现后，作动器(3)每加载10万次暂停一次；静力加载为：逐级增大作动器(3)的加载压力，直至加载到靴形钢柱脚(6)的疲劳荷载值；疲劳试验过程包括以下步骤：步骤31：对靴形钢柱脚(6)进行静力加载；步骤32：工况a状态下进行疲劳加载，且作动器(3)每加载20万次进行一次静力加载；步骤33：工况b状态下进行疲劳加载，且作动器(3)每加载10万次进行一次静力加载；步骤31、步骤32和步骤33在进行疲劳加载和静力加载的过程中，通过应变片(21)采集的螺杆(7)、混凝土台座(2)和靴形钢柱脚(6)应变数据，通过位移计(9)采集靴形钢柱脚(6)和螺杆(7)的位移读数；同时，观察并记录靴形钢柱脚(6)焊缝开裂情况或记录裂纹的扩展长度和形态，并监测螺杆(7)工作状态和混凝土台座(2)工作状态；步骤4：根据应变片(21)记录的应变数据可实时监控测试过程中螺杆(7)、混凝土台座(2)和靴形钢柱脚(6)的受力状况；根据靴形钢柱脚(6)四角的位移计(9)记录数据，可判断靴形钢柱脚(6)与混凝土台座(2)之间是否满足固结；根据螺杆(7)上的位移计(9)记录数据，可判断螺杆(7)是否有发生松动。

技术总结

本发明涉及建筑设备技术领域，本发明的一种铁路声屏障用靴形钢柱脚疲劳试验装置，所述疲劳试验装置包括：反力墙、混凝土台座、作动器、工具梁、螺纹钢和靴形钢柱脚；所述工具梁设置在所述反力墙与所述混凝土台座之间进行限位，所述混凝土台座的上表面对称预埋有多根螺杆，且螺杆预埋在混凝土台座内的部分、混凝土台座上、以及靴形钢柱脚表面均布设有多个应变片；所述靴形钢柱脚的左右两侧均设置有加载板，且靠近所述反力墙一侧的加载板通过螺栓螺母连接固定在所述作动器的输出端上。本发明的疲劳试验方法通过设置的作动器模拟列车脉动风压，对声屏障的钢柱脚构件在列车通过时产生的脉动压力以及其他多种载荷作用下的疲劳性能，操作简单。操作简单。操作简单。

技术研发人员：李明 张腾飞 李利 方海涛 赵国权 宋满蓉 李宝革 李亮科 孔绍东

受保护的技术使用者：中铁上海工程局集团建筑工程有限公司

技术研发日：2021.11.30

技术公布日：2022/8/11