一種非金屬抗浮錨桿蠕變試驗加載裝置制造方法
【專利摘要】本發明屬于原位試驗設備【技術領域】，涉及一種非金屬抗浮錨桿蠕變試驗加載裝置，錨桿桿體為實心桿狀結構，錨桿桿體與鋼套管粘結在一起，工字鋼垂直于混凝土墊層并對稱放置于錨桿桿體兩側，反力梁為兩根工字鋼焊接成的箱型截面，反力梁上制有鋼墊板，鋼墊板、穿心千斤頂、彈簧、鋼板、錨索軸力計和錨具疊放于反力梁上并套裝于鋼套管外，錨具焊接在鋼套管的外側，百分表架設于L型有機玻璃上，L型有機玻璃位于混凝土墊層與錨桿桿體的交界面處，百分表的磁性表座放在基準梁上，基準梁放在混凝土支墩上，混凝土支墩放置于混凝土墊層上；其整體結構簡單，安裝方便，測試精度高，可操作性強。
【專利說明】一種非金屬抗浮錨桿蠕變試驗加載裝置
【技術領域】:
[0001]本發明屬于原位試驗設備【技術領域】，涉及一種非金屬抗浮錨桿蠕變試驗加載裝置，用于測量和分析非金屬抗浮錨桿的蠕變變形。
【背景技術】:
[0002]隨著城市地下空間的開發利用，建筑物的基礎埋深不斷增加，抗浮問題變得越來越突出，相比于降排地下水、加載壓重、抗浮樁等抗浮技術措施，抗浮錨桿具有地層適應性強，分散應力，便于施工，節約造價，在硬質巖土層中承載力大等優勢。玻璃纖維增強聚合物(GFRP)錨桿的出現，為巖土錨固增添了新的手段，特別是GFRP材料優異的耐腐蝕及抗電磁干擾的特性，解決了困擾巖土錨固界的難題。根據錨桿所處環境及建(構)筑物對耐久性要求，錨桿可分為臨時性錨桿及永久性錨桿，永久性錨桿要求錨桿的使用壽命為幾十年甚至上百年，抗浮錨桿屬于永久性錨桿。現有技術中錨桿的設計比較關心錨桿的拉拔力即錨桿的位移行為，很少關心錨桿的時間效應行為，永久性錨桿的設計，往往通過提高安全系數的方式進行，帶有很大的盲目性；錨桿在長期拉力作用下，由于蠕變變形造成錨固力的損失，其變形與時間的關系稱為錨桿的蠕變，錨桿的蠕變情況由蠕變系數反映，目前在工程中，對錨桿的基本試驗做得較多，蠕變試驗做得較少，而錨桿的長期抗拔能力，是工程技術人員十分關注的，特別在永久性錨桿設計中，現場錨桿蠕變試驗對于研究錨桿拉拔的時間效應特征非常重要，長期抗拔力是永久性錨桿必不可少的參數，因此，尋求設計一種非金屬抗浮錨桿蠕變試驗加載裝置，對于確定錨桿的長期抗拔承載力，研究錨桿拉拔的時間效應特征具有十分重要的社會和經濟意義。
【發明內容】
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[0003]本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種非金屬抗浮錨桿蠕變試驗加載裝置，用于確定錨桿的長期抗拔承載力，以便于研究錨桿拉拔的時間效應特征。
[0004]為了實現上述目的，本發明的主體結構包括錨桿桿體、鋼套管、工字鋼、反力梁、鋼墊板、穿心千斤頂、彈簧、鋼板、錨索軸力計、錨具、百分表、L型有機玻璃、基準梁、混凝土支墩和混凝土墊層；錨桿桿體為玻璃纖維增強聚合物(GFRP)全螺紋實心桿狀結構，能增強錨桿桿體與錨固體之間的握裹力，提供足夠的錨固摩擦力；鋼套管的內徑大于GFRP錨桿桿體的直徑，錨桿桿體與鋼套管以填充結構膠的方式緊密粘結在一起，提供足夠的粘結力，防止加載過程中錨桿桿體材料的破壞，鋼套管的長度由設計錨固力控制；兩根工字鋼的腹板垂直于混凝土墊層的上表面并對稱放置于錨桿桿體兩側，用于支撐反力梁，兩根工字鋼與錨桿桿體之間的距離為25— 30cm，錨桿桿體位于兩根工字鋼的中心，保證錨桿桿體的軸心受拉，反力梁為兩根工字鋼焊接成的箱型截面，截面中心處制有預留孔洞，供錨桿桿體和鋼套管自由穿過，反力梁的中心與錨桿桿體中心重合；反力梁上側面制有鋼墊板，方形結構的鋼墊板中間預留孔洞，供錨桿桿體和鋼套管穿過，鋼墊板、穿心千斤頂、彈簧、鋼板、錨索軸力計和錨具由下而上排列依次疊放于反力梁的上表面并套裝于鋼套管外側，并與錨桿桿體同軸心結構，確保加載過程錨桿桿體的軸心受拉；錨具焊接在鋼套管的外側表面，為錨桿桿體的自由段提供足夠的鎖緊力，錨具的長度與錨固力成正比；百分表架設結構固定在錨桿桿體底部側面上的L型有機玻璃上，L型有機玻璃位于混凝土墊層上表面與錨桿桿體的交界面處，兩個L型有機玻璃通過結構膠與錨桿桿體對稱式緊密粘結在一起；百分表的磁性表座安放在基準梁上，基準梁固定安放在混凝土支墩上，基準梁為槽鋼型材，混凝土支墩放置于混凝土墊層上表面，距錨桿桿體的距離大于100cm，四個混凝土支墩圍繞錨桿桿體對稱擺放，每兩個混凝土支墩上安放一根基準梁，混凝土支墩的擺放使錨桿桿體與基準梁的距離為20— 30cm，基準梁的安放保證百分表對稱安裝，安裝完成后，其百分表、L型有機玻璃和基準梁應不發生晃動。
[0005]本發明在使用前，對穿心千斤頂、錨索軸力計進行標定保證試驗過程中每級施加荷載量的準確性；保證錨固段注漿固結體強度達到15MPa或達到設計強度的75% ;在使用時，將錨桿桿體末端插入錨固體或混凝土墊層中，保證各部件緊密接觸，然后加載穿心千斤頂的壓力，并控制穿心千斤頂的上升量小于10cm，穿心千斤頂的反力作用在反力梁上引起錨桿桿體的位移，此時L型有機玻璃上的百分表的讀數即為錨桿位移，通過錨索軸力計控制穿心千斤頂的反力，通過彈簧保證觀測時間內荷載恒定。
[0006]本發明與現有技術相比，其整體結構簡單，安裝方便，測試精度高，可操作性強；能保證錨桿軸心受拉，而不產生彎矩；并提供持久恒定的反力，對錨桿周圍的錨固體沒有約束作用，可直接測量錨桿位移，測試結果的代表性好。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0007]附圖1為本發明的主體結構原理示意圖。
[0008]附圖2為本發明的錨具、鋼套管和錨桿連接結構原理示意圖(A-A剖面)。
[0009]附圖3為本發明的反力梁橫剖面結構原理示意圖(B-B剖面)。
[0010]附圖4為本發明的反力梁縱剖面結構原理示意圖(C-C剖面)。
[0011]附圖5為本發明涉及的百分表安裝結構原理示意圖。
[0012]附圖6為本發明涉及的錨桿桿體、工字鋼、基準梁、混凝土支墩結構原理俯視圖。【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0014]實施例:
[0015]本實施例的主體結構包括錨桿桿體1、鋼套管2、工字鋼3、反力梁4、鋼墊板5、穿心千斤頂6、彈簧7、鋼板8、錨索軸力計9、錨具10、百分表11、L型有機玻璃12、基準梁13、混凝土支墩14和混凝土墊層15 ;錨桿桿體I為玻璃纖維增強聚合物(GFRP)全螺紋實心桿狀結構，能增強錨桿桿體與錨固體之間的握裹力，提供足夠的錨固摩擦力；鋼套管2的內徑大于GFRP錨桿桿體I的直徑，錨桿桿體I與鋼套管2以填充結構膠的方式緊密粘結在一起，提供足夠的粘結力，防止加載過程中錨桿桿體材料的破壞，鋼套管2的長度由設計錨固力控制；兩根工字鋼3的腹板垂直于混凝土墊層15的上表面并對稱放置于錨桿桿體I兩側，用于支撐反力梁4，兩根工字鋼3與錨桿桿體I之間的距離為25— 30cm，錨桿桿體I位于兩根工字鋼3的中心，保證錨桿桿體I的軸心受拉，反力梁4為兩根工字鋼焊接成的箱型截面，中心處制有預留孔洞，供錨桿桿體I和鋼套管2自由穿過，反力梁4的中心與錨桿桿體I中心重合；反力梁4上側面制有鋼墊板5，方形結構的鋼墊板5中間預留孔洞，供錨桿桿體I和鋼套管2穿過，鋼墊板5、穿心千斤頂6、彈簧7、鋼板8、錨索軸力計9和錨具10由下而上排列依次疊放于反力梁4的上表面并套裝于鋼套管2外側，并與錨桿桿體I同軸心結構，確保加載過程錨桿桿體I的軸心受拉；錨具10焊接在鋼套管2的外側表面，為錨桿桿體I的自由段提供足夠的鎖緊力，錨具10的長度與錨固力成正比；百分表11架設結構固定在錨桿桿體I底部側面上的L型有機玻璃12上，L型有機玻璃12位于混凝土墊層15上表面與錨桿桿體I的交界面處，兩個L型有機玻璃12通過結構膠與錨桿桿體I對稱式緊密粘結在一起；百分表11的磁性表座安放在基準梁13上，基準梁13固定安放在混凝土支墩14上，基準梁13為槽鋼型材，混凝土支墩14放置于混凝土墊層15上表面，位于錨桿桿體I的45°C方向位置，距錨桿桿體I的距離大于100cm，四個混凝土支墩14圍繞錨桿桿體I對稱擺放，每兩個混凝土支墩14上安放一根基準梁13，混凝土支墩14的擺放使錨桿桿體I與基準梁13的距離為20— 30cm，基準梁13的安放保證百分表11對稱安裝，安裝完成后，其百分表
11、L型有機玻璃12和基準梁13應不發生晃動。
[0016]本發明在使用前，對穿心千斤頂6、錨索軸力計9進行標定保證試驗過程中每級施加荷載量的準確性；保證錨固段注漿固結體強度達到15MPa或達到設計強度的75% ;在使用時，將錨桿桿體I末端插入錨固體或混凝土墊層15中，保證各部件緊密接觸，然后加載穿心千斤頂6的壓力，并控制穿心千斤頂6的上升量小于IOcm,穿心千斤頂6的反力作用在反力梁4上引起錨桿桿體I的位移，此時L型有機玻璃12上的百分表11的讀數即為錨桿位移，通過錨索軸力計9控制穿心千斤頂6的反力，通過彈簧7保證觀測時間內荷載恒定。
【權利要求】
1.一種非金屬抗浮錨桿蠕變試驗加載裝置，其特征在于主體結構包括錨桿桿體、鋼套管、工字鋼、反力梁、鋼墊板、穿心千斤頂、彈簧、鋼板、錨索軸力計、錨具、百分表、L型有機玻璃、基準梁、混凝土支墩和混凝土墊層；錨桿桿體為玻璃纖維增強聚合物全螺紋實心桿狀結構，能增強錨桿桿體與錨固體之間的握裹力，提供足夠的錨固摩擦力；鋼套管的內徑大于錨桿桿體的直徑，錨桿桿體與鋼套管以填充結構膠的方式緊密粘結在一起，提供足夠的粘結力，防止加載過程中錨桿桿體材料的破壞，鋼套管的長度由設計錨固力控制；兩根工字鋼的腹板垂直于混凝土墊層的上表面并對稱放置于錨桿桿體兩側，用于支撐反力梁，兩根工字鋼與錨桿桿體之間的距離為25— 30cm，錨桿桿體位于兩根工字鋼的中心，保證錨桿桿體的軸心受拉，反力梁為兩根工字鋼焊接成的箱型截面，截面中心處制有預留孔洞，供錨桿桿體和鋼套管自由穿過，反力梁的中心與錨桿桿體中心重合；反力梁上側面制有鋼墊板，方形結構的鋼墊板中間預留孔洞，供錨桿桿體和鋼套管穿過，鋼墊板、穿心千斤頂、彈簧、鋼板、錨索軸力計和錨具由下而上排列依次疊放于反力梁的上表面并套裝于鋼套管外側，并與錨桿桿體同軸心結構，確保加載過程錨桿桿體的軸心受拉；錨具焊接在鋼套管的外側表面，為錨桿桿體的自由段提供足夠的鎖緊力，錨具的長度與錨固力成正比；百分表固定在錨桿桿體底部側面上的L型有機玻璃上，L型有機玻璃位于混凝土墊層上表面與錨桿桿體的交界面處，兩個L型有機玻璃通過結構膠與錨桿桿體對稱式緊密粘結在一起；百分表的磁性表座安放在基準梁上，基準梁固定安放在混凝土支墩上，基準梁為槽鋼型材，混凝土支墩放置于混凝土墊層上表面，距錨桿桿體的距離大于100cm，四個混凝土支墩圍繞錨桿桿體對稱擺放，每兩個混凝土支墩上安放一根基準梁，混凝土支墩的擺放使錨桿桿體與基準梁的距離為20— 30cm，基準梁的安放保證百分表對稱安裝，安裝完成后，其百分表、L型有機玻璃和基準梁應不發生晃動。
2.根據權利要求1所述的非金屬抗浮錨桿蠕變試驗加載裝置，其特征在于使用前對穿心千斤頂、錨索軸力計進行標定保證試驗過程中每級施加荷載量的準確性；保證錨固段注漿固結體強度達到15MPa或達到設計強度的75% ;使用時將錨桿桿體末端插入錨固體或混凝土墊層中，保證各部件緊密接觸，然后加載穿心千斤頂的壓力，并控制穿心千斤頂的上升量小于10cm，穿心千斤頂的反力作用在反力梁上引起錨桿桿體的位移，此時L型有機玻璃上的百分表的讀數即為錨桿位移，通過錨索軸力計控制穿心千斤頂的反力，通過彈簧保證觀測時間內荷載恒定。
【文檔編號】E02D33/00GK103510552SQ201310476174
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】白曉宇, 張明義, 張亞妹, 閆楠 申請人:青島理工大學