(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 202211196947.5 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 广东工业大 学 地址 510090 广东省广州市越秀区东 风东 路729号 (72)发明人 林嘉祥　蔡咏键　郭永昌　陈展标　 肖淑华　吴沛宗　李东洋　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 专利代理师 彭晓勤 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种荷载加载装置和FRP筋－混凝土工况模 拟系统及方法 (57)摘要 本发明提供了一种荷载加载装置和FRP筋－ 混凝土工 况模拟系统及方法； 荷载加载装置可以 施加恒定荷载和交变荷载； FRP筋－混凝土工况 模拟系统包括环境箱、 四点弯曲支撑组件、 荷载 加载装置和海洋环境模拟模块； 将四点弯曲支撑 组件放置在 环境箱内， 四点弯曲支撑组件上承 载 有FRP筋－混凝土试件， 荷载加载装置安装在四 点弯曲支撑组件 上， 海洋环境模拟模块放置在环 境箱内， 监测控制模块与荷载加载装置、 海洋环 境模拟模块电性连接； 监测控制模块用于观察各 项实验数据和控制荷载加载装置和海洋环境模 拟模块， 海洋环境模拟模块用于控制海水溶液的 盐度和温度； 在FRP筋－混凝土工况模拟系统上 可以实现模拟方法。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 115541378 A 2022.12.30 CN 115541378 A 1.一种荷载加载装置， 其特征在于， 包括恒定荷载加载组件(41)、 交变荷载加载组件 (42)和监测控制模块(6)， 所述恒定荷载加载组件(41)上固定有FRP筋－混凝土试件(2)， 所 述交变荷载加载组件(42)安装在所述恒定荷载加载组件(41)内； 所述恒定荷载加载组件 (41)、 交变荷载加载组件(42)和监测控制模块(6)电性连接 。 2.根据权利要求1所述的一种荷载加载装置， 其特征在于， 所述恒定荷载加载组件(41) 包括螺杆(411)、 螺母(412)、 力传感器(413)和分配板(414)； 所述 分配板(414)设置在有FRP 筋－混凝土试件(2)顶面上， 所述力传感器(413)设置在所述分配板(414)上， 所述螺杆 (411)穿过分配板(414)和FRP筋－混凝土试件(2)， 所述螺杆(411)的两端安装有螺母 (412)， 所述力传感器(413)位于分配板(414)和顶部螺母(412)之间； 所述力传感器(413)与 监测控制模块(6)电性连接 。 3.根据权利要求2所述的一种荷载加载装置， 其特征在于， 所述交变荷载加载组件(42) 包括两块刚性板(421)、 两个平行的偏心轮(422)和两个电机(423)； 所述偏心轮(422)设置 在两块刚性板(421)之间； 所述两块刚性板(421)被螺杆(411)穿过， 两个刚性板(421)设置 在顶部螺母(412)和力传感器(413)之间； 所述电机(423)的输出轴和所述偏心 轮(422)的回 转中心连接， 所述电机(423)和监测控制模块(6)电性连接 。 4.一种FRP筋－混凝土工况模拟系统， 包含权利要求1 ‑3任一所述的荷载加载装置， 其 特征在于， 还包括环境箱(1)、 四点弯曲支撑组件(3)、 荷载加载装置和海洋环境模拟模块 (5)； 所述环境箱(1)内注入有海水溶液； 所述四点弯曲支撑组件(3)设置在所述环境箱(1) 的底部， 所述四点弯曲支撑组件(3)上承载有 FRP筋－混凝土试件(2)； 所述荷载加载装置安 装在四点弯曲支撑组件(3)上且与FRP筋－混凝土试件(2)、 环境箱(1)的底部固定连接； 所 述荷载加载装置将恒定荷载、 交变荷载施加至四点弯曲支撑组件(3)， 恒定荷载和交变荷载 再经过四点弯曲支撑组件(3)传递至FRP筋 －混凝土试件(2)上； 所述海洋环 境模拟模块(5) 安装在环 境箱(1)内用于控制海 水溶液的温度和盐度； 所述海洋环 境模拟模块(5)与所述监 测控制模块(6)电性连接 。 5.根据权利要求4所述的FRP筋－混凝土工况模拟系统， 其特征在于， 所述四点弯曲支 撑组件(3)包括圆柱杆(301)、 三棱柱杆(302)和加载棒(303)； 所述圆柱杆(301)和所述三棱 柱杆(302)设置在所述FRP筋－混凝土试件(2)和环境箱(1)底部之间， 所述加载棒(303)设 置在所述FRP筋－混凝 土试件(2)和荷载加载装置之间。 6.根据权利要求5所述的FRP筋－混凝土工况模拟系统， 其特征在于， 所述海洋环境模 拟模块(5)包括位温度控制组件(51)和盐度控制组件(52)， 所述温度控制组件(51)用于控 制海水溶液的温度， 所述盐度控制组件(52)用于控制海水溶液的海水盐度， 所述温度控制 组件(51)和盐度控制组件(52)均设置在所述环境箱(1)的内部， 所述温度控制组件(51)和 盐度控制组件(52)与检测控制模块(6)电性连接 。 7.根据权利要求6所述的FRP筋－混凝土工况模拟系统， 其特征在于， 所述温度控制组 件(51)包括加热器(511)、 温度传感器(512)、 冷凝器(513)和水管(514)； 所述温度传感器 (512)和加热器(511)设置在环境箱(1)的内部， 所述水管(514)穿过环境箱(1)， 所述水管 (514)循环有冷却液， 所述冷凝器(513)与水管(514)的圆周外壁相连接， 所述加热器(511)、 温度传感器(512)、 冷凝器(513)与监测控制模块(6)电性连接； 所述盐度控制组件(52)包括 盐度传感器(521)和泵(522)， 所述盐度传感器(521)设置在环境箱(1)的内部， 所述泵(522)权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541378 A 2连通环境箱(1)和外 部水源， 所述盐度传感器(521)、 泵(52 2)与监测控制模块(6)电性连接 。 8.根据权利要求7任一所述的海洋环境下FRP筋－混凝土工况模拟系统， 其特征在于， 所述环境箱(1)包括壳(101)和底板(102)， 所述壳体(101)设置在所述底板(102)上， 所述壳 体(101)与底板(102)形成盛放液体的容器。 9.一种基于权利要求8所述的FRP筋－混凝土工况模拟系统的模拟方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 制作FRP筋－混凝 土试件(2)； 步骤二： 将四点弯曲支撑组件(3)放置在环境箱(1)的底部， 四点弯曲支撑组件(3)用于 承载FRP筋－混凝 土试件(2)； 步骤三： 将恒定荷载加载组件(41)和交变荷载加载组件(42)安装在四点弯曲支撑组件 (3)上， 并将恒定荷载加载组件(41)和 交变荷载加载组件(42)与监测控制模块(6)电性连 接； 步骤四： 向环境箱(1)中注入设定浓度的海水 溶液； 步骤五： 完成前序准备工作后， 监测控制模块(6)通过控制温度控制组件(51)将海水溶 液加热至 设定的温度， 若 出现因为蒸发导致海水溶液浓度上升， 监测控制模块(6)控制盐度 控制组件(52)向环境箱(1)内注入淡水， 使海水 溶液的盐度维持在设定的范围之内； 步骤六： 通过恒定荷载加载组件(41)对FRP筋－混凝 土试件(2)施加的恒定荷载； 步骤七： 在步骤六的基础上， 通过监测控制模块(6)控制交变荷载加载组件(42)向FRP 筋－混凝 土试件(2)施加交变荷载； 步骤八： 重复步骤 七的过程 一段时间。 10.根据权利要求9所述的模拟方法， 其特征在于， 通过监测控制模块(6)可以实时观测 恒定荷载、 交变荷载、 海水 溶液温度、 海水 溶液盐度等数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541378 A 3