一种约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置的制作方法

1.本实用新型涉及钢结构桥梁养护技术领域，尤其涉及一种约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置。


背景技术：

2.随着钢结构桥梁服役时间的增加，受到车辆荷载反复作用，疲劳裂纹不断出现，威胁钢结构桥梁的服役寿命和运营安全，防止疲劳裂纹持续扩展并对严重位置进行加固，成为疲劳裂纹处治的主要方式。目前，疲劳裂纹的处治方法包括裂纹焊接、钻孔止裂和钢板补强，裂纹焊接容易造成焊缝和热影响区应力水平显著增加，成为疲劳裂纹后期发展的潜在隐患，往往较少应用；钻孔止裂应用最为普遍，但止裂孔的位置难以准确判定，疲劳裂纹的扩展路径具有不确定性，易产生绕过止裂孔的疲劳裂纹扩展；采用栓接或粘贴钢板的钢板补强方法造成局部刚度过渡不平顺，产生新的应力集中区域，在补强钢板的边缘产生新的疲劳裂纹。因此，寻求一种能够弥补钻孔止裂和钢板补强方法不足的疲劳裂纹止裂新方法，成为钢结构桥梁疲劳裂纹处治的迫切需求。
3.鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，使其更具有实用性。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，从而解决背景技术中的问题。
5.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，包括：一块具有疲劳裂纹的钢板，在所述疲劳裂纹尖端处设置有弹性拉力机构，所述弹性拉力机构中的拉力方向与所述疲劳裂纹尖端扩展方向垂直，所述弹性拉力机构用于在所述疲劳裂纹尖端施加约束力，限制所述疲劳裂纹进一步发展。
6.进一步的，所述弹性拉力机构包括至少一个弹簧和固定连接在所述弹簧两端的基座，所述弹簧的拉伸方向与所述疲劳裂纹尖端扩展方向垂直，所述基座与所述钢板固定连接。
7.进一步的，所述基座与所述钢板通过螺栓固定连接。
8.进一步的，至少其中一个所述基座上开设有通孔，所述通孔中穿入有螺杆，所述螺杆的端头与所述弹簧固定连接，所述螺杆穿过所述通孔与调节螺母螺纹连接。
9.进一步的，所述螺杆与所述弹簧之间设置有台座，所述台座一侧开设有供所述螺杆拧入的螺栓孔，所述台座对立一侧与所述弹簧固定连接。
10.进一步的，所述台座上设置有拉钩，所述拉钩与所述台座固定连接，所述弹簧挂在所述拉钩上。
11.进一步的，所述台座的高度小于所述基座的高度，所述台座与所述钢板之间存在
一定距离。
12.进一步的，至少其中一个所述螺杆上套设有压力传感元件，所述压力传感元件位于所述调节螺母和所述基座之间。
13.进一步的，所述疲劳裂纹尖端前方设置止裂孔。
14.本实用新型的有益效果为：本实用新型通过设置弹性拉力机构，采用弹性约束限制疲劳裂纹扩展的方式，约束刚度根据载荷作用下疲劳裂纹的开合程度进行自适应调节，既缓解了约束区域刚度过渡不平顺的问题，又可限制疲劳裂纹的进一步发展和扩展路径，提高止裂效能，具备实用性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型实施例中约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例中约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置的俯视图。
18.附图标记：疲劳裂纹1、钢板2、弹簧3、基座4、螺杆5、调节螺母6、台座7、拉钩8、压力传感元件9、止裂孔10。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.本实施例采取递进式撰写。
21.如图1和2所示的约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，包括：一块具有疲劳裂纹1的钢板2，在疲劳裂纹1尖端处设置有弹性拉力机构，弹性拉力机构中的拉力方向与疲劳裂纹1尖端扩展方向垂直，弹性拉力机构用于在疲劳裂纹1尖端处施加约束力，限制其进一步发展。
22.作为上述实施例的优选，弹性拉力机构包括至少一个弹簧3和固定连接在弹簧3两端的基座4，弹簧3的拉伸方向与疲劳裂纹1尖端扩展方向垂直，基座4与钢板2固定连接，通过选用弹簧3来提供拉力，弹簧3的弹力容易控制，且安装方便。
23.为了便于基座4的安装，基座4与钢板2通过螺栓固定连接。
24.为了能够实现对弹簧3拉力的调节，至少其中一个基座4上开设有通孔，通孔中穿入有螺杆5，螺杆5的端头与弹簧3固定连接，螺杆5穿过通孔与调节螺母6螺纹连接，通过旋拧调节螺母6来给弹簧3一个预拉力，使裂纹处于闭合状态。
25.为了能够保证多根弹簧3的拉力均匀，螺杆5与弹簧3之间设置有台座7，台座7一侧开设有供螺杆5拧入的螺栓孔，台座7对立一侧与弹簧3固定连接。
26.为了便于安装弹簧3，台座7上设置有拉钩8，拉钩8与台座7固定连接，弹簧3挂在拉钩8上。
27.为了防止台座7受到钢板2摩擦从而影响到弹簧3的拉力，台座7的高度小于基座4的高度，台座7与钢板2之间存在一定距离，防止台座7与钢板2直接接触。
28.为了能够实现对疲劳裂纹1的实时监测，至少其中一个螺杆5上套设有压力传感元件9，压力传感元件9位于调节螺母6和基座4之间。
29.作为本实施例的优选，疲劳裂纹1尖端前方设置止裂孔10，通过设置止裂孔10进一步提高止裂性能。
30.本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，其特征在于，包括：一块具有疲劳裂纹的钢板，在所述疲劳裂纹尖端处设置有弹性拉力机构，所述弹性拉力机构中的拉力方向与所述疲劳裂纹尖端扩展方向垂直，所述弹性拉力机构用于在所述疲劳裂纹尖端处施加约束力，限制所述疲劳裂纹进一步发展。2.根据权利要求1所述的约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，其特征在于，所述弹性拉力机构包括至少一个弹簧和固定连接在所述弹簧两端的基座，所述弹簧的拉伸方向与所述疲劳裂纹尖端扩展方向垂直，所述基座与所述钢板固定连接。3.根据权利要求2所述的约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，其特征在于，所述基座与所述钢板通过螺栓固定连接。4.根据权利要求2所述的约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，其特征在于，至少其中一个所述基座上开设有通孔，所述通孔中穿入有螺杆，所述螺杆的端头与所述弹簧固定连接，所述螺杆穿过所述通孔与调节螺母螺纹连接。5.根据权利要求4所述的约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，其特征在于，所述螺杆与所述弹簧之间设置有台座，所述台座一侧开设有供所述螺杆拧入的螺栓孔，所述台座对立一侧与所述弹簧固定连接。6.根据权利要求5所述的约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，其特征在于，所述台座上设置有拉钩，所述拉钩与所述台座固定连接，所述弹簧挂在所述拉钩上。7.根据权利要求6所述的约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，其特征在于，所述台座的高度小于所述基座的高度，所述台座与所述钢板之间存在一定距离。8.根据权利要求4所述的约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，其特征在于，至少其中一个所述螺杆上套设有压力传感元件，所述压力传感元件位于所述调节螺母和所述基座之间。9.根据权利要求1
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8任一项所述的约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，其特征在于，所述疲劳裂纹尖端前方设置止裂孔。

技术总结
本实用新型涉及钢结构桥梁养护技术领域，尤其涉及一种约束刚度自适应的疲劳裂纹止裂装置，包括：一块具有疲劳裂纹的钢板，在疲劳裂纹尖端处设置有弹性拉力机构，弹性拉力机构中的拉力方向与疲劳裂纹尖端扩展方向垂直，弹性拉力机构用于在疲劳裂纹尖端施加约束力，限制疲劳裂纹进一步发展，本实用新型通过设置弹性拉力机构，采用弹性约束限制疲劳裂纹扩展的方式，约束刚度根据载荷作用下疲劳裂纹的开合程度进行自适应调节，既缓解了约束区域刚度过渡不平顺的问题，又可限制疲劳裂纹的进一步发展和扩展路径，提高止裂效能，具备实用性。具备实用性。具备实用性。


技术研发人员：王贤强 何连海 刘朵 刘流 郑新 李虎 李继亮 周倩 杨明生 王韶丰 章熙悦 沈浩 应旭永
受保护的技术使用者：苏交科集团股份有限公司
技术研发日：2020.12.31
技术公布日：2021/10/8