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一種道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法及系統(tǒng)，所述聲屏障包括立柱和隔聲屏板，且立柱通過螺栓固定在道路上。所述方法包括：步驟1，在聲屏障上選擇應(yīng)變測點(diǎn)、立柱位移測點(diǎn)和螺栓位移測點(diǎn)；步驟2，按從小到大的順序，向聲屏障立柱中部分級(jí)施加水平推力荷載；步驟3，每級(jí)水平推力荷載施加完成后，測量應(yīng)變測點(diǎn)的應(yīng)力變化情況、立柱位移測點(diǎn)的水平方向位移變化情況以及螺栓位移測點(diǎn)的豎向位移變化情況。本發(fā)明能夠在不破壞道路既有聲屏障的前提下，對其力學(xué)性能進(jìn)行現(xiàn)場檢測，操作簡單，成本低，時(shí)間短，效果明顯。
【專利說明】 一種道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程質(zhì)量檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市交通設(shè)施及車輛的不斷增加，道路與居民距離的逐漸拉近，為了防止車輛的噪音影響到居民的正常工作和生活，城市道路設(shè)置越來越多的聲屏障以阻止噪聲污染。
[0003]城市道路是城市交通的大動(dòng)脈，具有車流量大的特點(diǎn)，一旦道路既有聲屏障發(fā)生傾覆事故，將造成嚴(yán)重的交通事故，同時(shí)對高架橋下車輛及行人安全造成巨大威脅。道路既有聲屏障是指已安裝在道路上的聲屏障。目前《道路聲屏障結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(DG/TJ08-2086-2011)對聲屏障試件力學(xué)性能試驗(yàn)有相關(guān)規(guī)定，但其針對的是未安裝到道路上的聲屏障的力學(xué)性能檢測，并未對如何進(jìn)行道路既有聲屏障的力學(xué)性能現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)說明。
[0004]根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，驗(yàn)證道路既有聲屏障力學(xué)性能是否滿足設(shè)計(jì)要求，最直接有效的方法為在聲屏障上施加設(shè)計(jì)等效均布荷載，觀察聲屏障力學(xué)性能是否合格。但眾所周知，現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，對均布荷載精確模擬施加難度非常大，且不易做到精確控制。因此，本發(fā)明提出了一種道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法，采用單點(diǎn)集中荷載對道路既有聲屏障進(jìn)行力學(xué)性能測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法及系統(tǒng)，用于解決對道路既有聲屏障進(jìn)行現(xiàn)場力學(xué)性能測試的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法，所述聲屏障包括立柱和隔聲屏板，且立柱通過螺栓固定在道路上，包括以下步驟:
[0007]步驟1，在聲屏障上選擇應(yīng)變測點(diǎn)、立柱位移測點(diǎn)和螺栓位移測點(diǎn)；
[0008]步驟2，按從小到大的順序，向聲屏障立柱中部分級(jí)施加水平推力荷載；
[0009]步驟3，每級(jí)水平推力荷載施加完成后，測量應(yīng)變測點(diǎn)的應(yīng)力變化情況、立柱位移測點(diǎn)的水平方向位移變化情況以及螺栓位移測點(diǎn)的豎向位移變化情況。
[0010]對應(yīng)地，本發(fā)明的技術(shù)方案還包括用于上述道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法的系統(tǒng)，包括千斤頂、腳手架、荷載傳力裝置、荷載反力裝置、油泵、應(yīng)變計(jì)和千分表；
[0011]所述千斤頂，其通過腳手架托起，并安置在聲屏障立柱中部，且千斤頂出頂方向指向立柱，千斤頂軸線與立柱垂直，所述千斤頂用于向聲屏障施加水平推力荷載；
[0012]所述荷載傳力裝置，其一端連接所述千斤頂，另一端連接所述荷載反力裝置，且所述荷載傳力裝置通過腳托架托起，與千斤頂處于同一水平線上，用于調(diào)節(jié)向聲屏障施加的水平推力荷載；[0013]所述荷載反力裝置，用于提供荷載反力；
[0014]所述油泵，用于向所述千斤頂?shù)挠透壮溆停?br> [0015]所述應(yīng)變計(jì)，用于測量應(yīng)變測點(diǎn)的應(yīng)力變化情況；
[0016]所述千分表，用于測量立柱位移測點(diǎn)的水平方向位移變化情況以及螺栓位移測點(diǎn)的豎向位移變化情況。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能夠在不破壞道路既有聲屏障的前提下，對其力學(xué)性能進(jìn)行現(xiàn)場檢測，優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，成本低，時(shí)間短，效果明顯，能夠驗(yàn)證聲屏障結(jié)構(gòu)是否能夠滿足設(shè)計(jì)荷載的要求，最終判斷聲屏障力學(xué)性能是否合格。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為聲屏障上測點(diǎn)布置示意立面圖；
[0019]圖2為聲屏障上測點(diǎn)布置示意平面圖；
[0020]圖3為本發(fā)明所述道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法的流程示意圖；
[0021]圖4為聲屏障的力學(xué)性能測試的現(xiàn)場示意圖。
[0022]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0023]1、立柱，2、隔聲屏板，3、應(yīng)變測點(diǎn)，4、立柱位移測點(diǎn)，5、螺栓位移測點(diǎn)，6、千斤頂，
7、腳手架，8、荷載傳力裝置，9、荷載反力裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0025]如圖1及圖2所示，聲屏障包括立柱I和隔聲屏板2，且立柱I通過螺栓固定在道路上。本實(shí)施例給出了一種道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法，如圖3所示，包括以下步驟:
[0026]步驟1，在聲屏障上選擇應(yīng)變測點(diǎn)3、立柱位移測點(diǎn)4和螺栓位移測點(diǎn)5 ；
[0027]步驟2，按從小到大的順序，向聲屏障立柱中部分級(jí)施加水平推力荷載；
[0028]步驟3，每級(jí)水平推力荷載施加完成后，測量應(yīng)變測點(diǎn)的應(yīng)力變化情況、立柱位移測點(diǎn)的水平方向位移變化情況以及螺栓位移測點(diǎn)的豎向位移變化情況。
[0029]傳統(tǒng)均布荷載精確模擬施加難度非常大，本實(shí)施例選定測點(diǎn)，進(jìn)行單點(diǎn)集中荷載，不僅施加起來容易，而且能做到精確控制。單點(diǎn)集中荷載利用位移等效原則，即單點(diǎn)集中荷載與均布荷載所得的最大理論水平位移相同，將設(shè)計(jì)均布荷載等效轉(zhuǎn)換為單點(diǎn)集中荷載，現(xiàn)場實(shí)施對聲屏障立柱施加單點(diǎn)集中荷載，測量聲屏障在分級(jí)加載過程中的應(yīng)力、變形等情況，綜合考慮并對聲屏障的力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0030]基于上述三個(gè)步驟，具體的實(shí)施過程主要包括以下幾個(gè)部分。
[0031](一)測點(diǎn)布置
[0032]如圖1及圖2所示選擇立柱根部的任意測試點(diǎn)作為應(yīng)變測點(diǎn)3，用于測定不同荷載等級(jí)作用下立柱根部應(yīng)力變化情況。
[0033]沿立柱高度方向，等間距選擇若干個(gè)測試點(diǎn)作為立柱位移測點(diǎn)4( 一般選擇3至4個(gè)位移測點(diǎn))，用以測定不同荷載等級(jí)作用下立柱水平方向位移變化情況。[0034]選擇聲屏障內(nèi)側(cè)的兩個(gè)螺栓的頂部作為螺栓位移測點(diǎn)5，用以測定不同荷載等級(jí)作用下立柱水平方向位移變化情況。
[0035](二)力學(xué)性能測試過程
[0036]I)荷載分級(jí)
[0037]試驗(yàn)中采用分級(jí)加載方式，一般向聲屏障施加四級(jí)水平推力荷載，一級(jí)卸載，且各級(jí)水平推力荷載的比例分別為最大集中荷載值的30%、60%、80%和100%。
[0038]采用分級(jí)荷載是因?yàn)閷τ诘缆芳扔新暺琳献鲈囼?yàn)時(shí)，現(xiàn)場是在道路上，因此不可能做破壞性試驗(yàn)，即就不能一次性加到100%，因?yàn)閷τ谄淞W(xué)性能不合格的聲屏障直接加到100%就有可能破壞從而危害到道路及行人的安全?；谶@個(gè)出發(fā)點(diǎn)，如果在加載過程中，比如加到80%時(shí)，已達(dá)到了理論計(jì)算值，那么現(xiàn)場再加載時(shí)就需謹(jǐn)慎，因此再加到100 %就有可能導(dǎo)致聲屏障的破壞。
[0039]分級(jí)加載的另外一個(gè)目的就是通過分級(jí)加載看看聲屏障的變形或者應(yīng)力是否沿線性分步，即驗(yàn)證其力學(xué)性能是否保持彈性。
[0040]2)荷載施加過程
[0041]如圖4所示，進(jìn)行上述力學(xué)性能測試方法的系統(tǒng)包括千斤頂6、腳手架7、荷載傳力裝置8、荷載反力裝置9、油泵、應(yīng)變計(jì)和千分表；
[0042]所述千斤頂，其通過腳手架托起，并安置在聲屏障立柱中部，且千斤頂出頂方向指向立柱，千斤頂軸線與立柱垂直，所述千斤頂用于向聲屏障施加水平推力荷載；
[0043]所述荷載傳力裝置，其一端連接所述千斤頂，另一端連接所述荷載反力裝置，且所述荷載傳力裝置通過腳托架托起，與千斤頂處于同一水平線上，用于調(diào)節(jié)向聲屏障施加的水平推力荷載；所述荷載反力裝置，用于提供荷載反力；所述油泵，用于向所述千斤頂?shù)挠透壮溆?；所述?yīng)變計(jì)，用于測量應(yīng)變測點(diǎn)的應(yīng)力變化情況；所述千分表，用于測量立柱位移測點(diǎn)的水平方向位移變化情況以及螺栓位移測點(diǎn)的豎向位移變化情況。其中，所述荷載傳力裝置采用方鋼；所述荷載反力裝置采用重載車。在向立柱施加力的時(shí)候，是利用千斤頂完成的，力的作用是相互的，所以必須有一個(gè)裝置給千斤頂提供一個(gè)力，才能使千斤頂施加力到別的物體上，該裝置即為荷載反力裝置。
[0044]試驗(yàn)中安放好千斤頂，并連接荷載傳力裝置后，通過手動(dòng)油泵向千斤頂油缸充油，對被檢測的聲屏障分級(jí)施加水平推力荷載。
[0045]每級(jí)荷載加載完畢后，要穩(wěn)定一段時(shí)間，即需等待聲屏障穩(wěn)定后再進(jìn)行應(yīng)變測點(diǎn)、立柱位移測點(diǎn)和螺栓位移測點(diǎn)的測，一般情況下穩(wěn)定時(shí)間為10?15min，最后一級(jí)荷載穩(wěn)定30min，在穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)仔細(xì)觀察聲屏障形狀變化，有無開焊、斷裂等現(xiàn)象，在穩(wěn)定時(shí)間結(jié)束時(shí)，觀測各項(xiàng)讀數(shù)；卸載后，穩(wěn)定30min，然后讀取殘余變形及應(yīng)變。其中，殘余變形=殘余值/總值，總值為加載到100%時(shí)聲屏障的變形或者應(yīng)變值，殘余值為卸載后聲屏障的變形或應(yīng)變值。
[0046]3)結(jié)果評(píng)定
[0047]道路既有聲屏障力學(xué)性能現(xiàn)場試驗(yàn)檢測結(jié)果評(píng)定一般分為以下2種:
[0048]第I種，聲屏障在各級(jí)荷載作用下，當(dāng)發(fā)生以下任何一種情況時(shí)，為“不滿足設(shè)計(jì)要求”。
[0049]a)出現(xiàn)斷裂或者開焊等異?，F(xiàn)象；[0050]b)實(shí)測位移大于《道路聲屏障結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(DG/TJ08-2086-2011)的規(guī)定允許值；
[0051]c)實(shí)測位移或應(yīng)力值大于理論計(jì)算值；
[0052]d)殘余變形或應(yīng)變大于20%，聲屏障無法自然恢復(fù)到起始位置。
[0053]第2種，聲屏障在各級(jí)荷載作用下，當(dāng)同時(shí)具體以下條件，為“滿足設(shè)計(jì)要求”。
[0054]a)未出現(xiàn)斷裂或者開焊等異?，F(xiàn)象；
[0055]b)實(shí)測位移或應(yīng)力小于理論計(jì)算值及規(guī)范允許值；
[0056]c)殘余變形或應(yīng)變小于20%，能自然恢復(fù)到起始位置。
[0057]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法，所述聲屏障包括立柱和隔聲屏板，且立柱通過螺栓固定在道路上，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，在聲屏障上選擇應(yīng)變測點(diǎn)、立柱位移測點(diǎn)和螺栓位移測點(diǎn)； 步驟2，按從小到大的順序，向聲屏障立柱中部分級(jí)施加水平推力荷載； 步驟3，每級(jí)水平推力荷載施加完成后，測量應(yīng)變測點(diǎn)的應(yīng)力變化情況、立柱位移測點(diǎn)的水平方向位移變化情況以及螺栓位移測點(diǎn)的豎向位移變化情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法，其特征在于，所述在聲屏障上選擇應(yīng)變測點(diǎn)具體包括:選擇立柱根部的任意測試點(diǎn)作為應(yīng)變測點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法，其特征在于，所述在聲屏障上選擇立柱位移測點(diǎn)具體包括:沿立柱高度方向，等間距選擇若干個(gè)測試點(diǎn)作為立柱位移測點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法，其特征在于，所述在聲屏障上選擇螺栓位移測點(diǎn)具體包括:選擇聲屏障內(nèi)側(cè)的兩個(gè)螺栓的頂部作為螺栓位移測點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法，其特征在于，所述步驟2中向聲屏障施加四級(jí)水平推力荷載，且各級(jí)水平推力荷載的比例分別為最大集中荷載值的 30%、60%、80%和 100%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法，其特征在于，所述步驟3中，每級(jí)水平推力荷載施加完成后，需等待聲屏障穩(wěn)定后再進(jìn)行應(yīng)變測點(diǎn)、立柱位移測點(diǎn)和螺栓位移測點(diǎn)的測量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法，其特征在于，在等待聲屏障穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，觀察聲屏障的形狀變化以及觀察聲屏障是否有開焊和斷裂的現(xiàn)象。
8.一種采用權(quán)利要求1至8中任一所述的道路既有聲屏障的力學(xué)性能測試方法進(jìn)行測試的系統(tǒng)，其特征在于，包括千斤頂、腳手架、荷載傳力裝置、荷載反力裝置、油泵、應(yīng)變計(jì)和千分表; 所述千斤頂，其通過腳手架托起，并安置在聲屏障立柱中部，且千斤頂出頂方向指向立柱，千斤頂軸線與立柱垂直，所述千斤頂用于向聲屏障施加水平推力荷載； 所述荷載傳力裝置，其一端連接所述千斤頂，另一端連接所述荷載反力裝置，且所述荷載傳力裝置通過腳托架托起，與千斤頂處于同一水平線上，用于調(diào)節(jié)向聲屏障施加的水平推力荷載； 所述荷載反力裝置，用于提供荷載反力； 所述油泵，用于向所述千斤頂?shù)挠透壮溆停? 所述應(yīng)變計(jì)，用于測量應(yīng)變測點(diǎn)的應(yīng)力變化情況； 所述千分表，用于測量立柱位移測點(diǎn)的水平方向位移變化情況以及螺栓位移測點(diǎn)的豎向位移變化情況。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述荷載傳力裝置采用方鋼。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述荷載反力裝置采用重載車。
【文檔編號(hào)】G01N3/10GK104007018SQ201410222934
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】何杰, 張銳, 陳鵬, 王學(xué)博 申請人:北京中交橋宇科技有限公司