專利名稱:Hpfl加固層黏結滑移測試裝置的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及土木工程測試方法技術領域,尤其是涉及一種HPFL加固層黏結滑移測試裝置。
背景技術:
加筋高性能砂漿加固技術(HPFL加固技術)是近年來興起的新型加固技術,該技術是在混凝土構件表面鋪上鋼筋網、鋼絲網、鋼絞線網等受力材料,然后用膨脹螺栓錨固在構件上,使其形成整體而共同工作,最后抹上高性能砂漿作為保護層,以提高結構承載力和耐久性的一種加固方法。目前該加固技術在建筑結構、橋梁等土木工程領域得到越來越廣泛的應用。試驗和實際使用發現,加固層由于受力復雜、施工質量、環境因素等原因而發生早期剝離破壞。為分析加固層剝離破壞,就必須對加固層的黏結滑移進行試驗測試,以便建立相應的黏結滑移本構關系,從而分析其剝離破壞機理。目前常用的剝離破壞測試方法是 通過應變片測量加固層沿受力方向的應變分布來獲得所需試驗數據。由于FRP、黏鋼等加固方法采用的FRP、鋼板等材料較薄且材性單一,應變片測量的方法較為可行。而高性能砂漿加固層由于砂漿材料自身的特性,且加固層較厚,破壞面形狀復雜,應變片測量根本無法滿足實驗要求,并且加載破壞時動靜大,易造成測試設備損壞,且加載系統需單獨設計。因此迫切需要一種有效的手段來解決試驗測試的問題。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足,提供一種HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其結構簡單,設計合理,實現方便且智能化程度高,使用操作便捷,數據處理能力強、速度快,測試過程安全可靠,實用價值高,便于推廣應用。為解決上述技術問題,本實用新型采用的技術方案是一種HPFL加固層黏結滑移測試裝置,所述HPFL加固層設置在原始試件的表面中間位置處,所述HPFL加固層中內嵌設置有加固層受力筋,其特征在于包括試驗底板、固定連接在試驗底板底端且用于固定原始試件的下頂板、固定連接在試驗底板中部的中頂板和滑動連接在試驗底板上半部分的上頂板,以及預埋在HPFL加固層與原始試件結合位置處并用于測量HPFL加固層與原始試件結合位置處一定距離內應變的一個或多個應變測試儀器;所述試驗底板的上半部分左右兩側對稱開設有兩條滑道,所述上頂板的底端固定連接有兩個用于承載著上頂板在滑道中滑動的滑輪,所述中頂板的上表面上設置有多個用于供加固層受力筋穿過的限位環,所述中頂板的頂端設置有用于帶動上頂板滑動的千斤頂,所述千斤頂的頂端設置有用于測量HPFL加固層所受載荷的載荷傳感器,所述加固層受力筋穿過所述限位環并通過錨具與上頂板固定連接,所述下頂板的底端和側面螺紋連接有多個用于壓緊所述原始試件的壓緊螺栓,所述載荷傳感器的輸出端和多個所述應變測試儀器的輸出端接有用于采集載荷傳感器和多個應變測試儀器所輸出數據的數據采集儀,所述數據采集儀的輸出端接有用于分析處理數據采集儀所輸出的數據并對處理結果進行同步顯示的上位計算機。[0005]上述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于位于所述下頂板與中頂板之間的試驗底板上連接有用于防止所述HPFL加固層破碎時飛濺出去的防撞索。上述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于所述應變測試儀器為導桿引伸儀且所述導桿引伸儀為I 6個。上述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于所述導桿引伸儀為四個,其中兩個導桿引伸儀預埋在HPFL加固層頂端與原始試件結合位置處,另外兩個導桿引伸儀預埋在HPFL加固層底端與原始試件結合位置處。上述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于所述下頂板通過第一螺栓固定連接在試驗底板底端,所述中頂板通過第二螺栓固定連接在試驗底板中部。上述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于所述的限位環的數量與所述加固層受力筋的數量相等且均為2 6個。 上述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于所述千斤頂為液壓千斤頂或機械千斤頂。本實用新型與現有技術相比具有以下優點I、本實用新型主要針對現有技術無法滿足滑移測試實驗要求而提出,通過在試驗底板上設置滑道、在上頂板的底端設置滑輪,并將加固層受力筋通過錨具與上頂板固定連接,解決了 HPFL加固層剝離試驗的加載問題;通過設置應變測試儀器、數據采集儀和上位計算機,能夠方便地實現HPFL加固層滑移量測試。2、本實用新型結構簡單,設計合理,安裝實現方便且智能化程度高。3、本實用新型使用操作便捷,數據處理能力強、速度快。4、本實用新型通過設置防撞索和限位環,保證了測試過程的安全可靠,有效保護了測試裝置,解決了測試過程中損壞設備的問題。5、通過本實用新型能夠建立黏結滑移本構關系,從而為分析HPFL加固層的剝離破壞機理提供可靠的數據,本實用新型的實用價值高,便于推廣應用。綜上所述,本實用新型結構簡單,設計合理,實現方便且智能化程度高,使用操作便捷,數據處理能力強、速度快,測試過程安全可靠,實用價值高,便于推廣應用。下面通過附圖和實施例,對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖I為本實用新型HPFL加固層黏結滑移測試裝置的主視圖。圖2為圖I的右視圖。附圖標記說明I-上頂板; 1_1_滑道;2_下頂板;3-中頂板; 4-上頂板;5-1-第一螺栓;5_2_第二螺栓;6_滑輪;7_錨具;8-壓緊螺栓;9-防撞索;10-限位環;11-原始試件;12-加固層受力筋;13-千斤頂;14-載荷傳感器;15_應變測試儀器;16-HPFL加固層;17-數據采集儀;18_上位計算機。
具體實施方式
如圖I和圖2所示,本實用新型所述HPFL加固層16設置在原始試件11的表面中間位置處,所述HPFL加固層16中內嵌設置有加固層受力筋12,所述HPFL加固層黏結滑移測試裝置包括試驗底板I、固定連接在試驗底板I底端且用于固定原始試件11的下頂板2、固定連接在試驗底板I中部的中頂板3和滑動連接在試驗底板I上半部分的上頂板4,以及預埋在HPFL加固層16與原始試 件11結合位置處并用于測量HPFL加固層16與原始試件11結合位置處一定距離內應變的一個或多個應變測試儀器15 ;所述試驗底板I的上半部分左右兩側對稱開設有兩條滑道1-1,所述上頂板4的底端固定連接有兩個用于承載著上頂板4在滑道1-1中滑動的滑輪6,所述中頂板3的上表面上設置有多個用于供加固層受力筋12穿過的限位環10,所述中頂板3的頂端設置有用于帶動上頂板4滑動的千斤頂13,所述千斤頂13的頂端設置有用于測量HPFL加固層16所受載荷的載荷傳感器14,所述加固層受力筋12穿過所述限位環10并通過錨具7與上頂板4固定連接,所述下頂板2的底端和側面螺紋連接有多個用于壓緊所述原始試件11的壓緊螺栓8,所述載荷傳感器14的輸出端和多個所述應變測試儀器15的輸出端接有用于采集載荷傳感器14和多個應變測試儀器15所輸出數據的數據采集儀17,所述數據采集儀17的輸出端接有用于分析處理數據采集儀17所輸出的數據并對處理結果進行同步顯示的上位計算機18。如圖I和圖2所示,本實施例中,位于所述下頂板2與中頂板3之間的試驗底板I上連接有用于防止所述HPFL加固層16破碎時飛濺出去的防撞索9。所述應變測試儀器15為導桿引伸儀且所述導桿引伸儀為I 6個。具體地,所述導桿引伸儀為四個,其中兩個導桿引伸儀預埋在HPFL加固層16頂端與原始試件11結合位置處,另外兩個導桿引伸儀預埋在HPFL加固層16底端與原始試件11結合位置處。所述下頂板2通過第一螺栓5-1固定連接在試驗底板I底端,所述中頂板3通過第二螺栓5-2固定連接在試驗底板I中部。所述的限位環10的數量與所述加固層受力筋12的數量相等且均為2 6個。所述千斤頂13為液壓千斤頂或機械千斤頂。采用本實用新型進行HPFL加固層黏結滑移測試的方法,包括以下步驟步驟一、對原始試件11進行表面處理后,首先在原始試件11上鋪設加固層受力筋12,用膨脹螺絲將加固層受力筋12錨固在原始試件11上,然后在原始試件11的表面中間位置處抹上高性能砂漿構成HPFL加固層16 ;步驟二、制作試驗底板I ;步驟三、制作下頂板2并通過第一螺栓5-1將下頂板2固定連接在試驗底板I底端;步驟四、制作中頂板3并通過第二螺栓5-2將中頂板3固定連接在試驗底板I中部;步驟五、制作上頂板4,在所述上頂板4的底端固定兩個滑輪6,并將上頂板4通過滑輪6卡于試驗底板I上的滑道1-1內,在滑輪6與滑道1-1之間滴入潤滑劑,保證上頂板4能夠自由滑動;步驟六、將原始試件11置于下頂板2和中頂板3之間,擰緊壓緊螺栓8,使得原始試件11牢靠固定在下頂板2和中頂板3之間,扣上所述防撞索9 ;[0038]步驟七、將所述千斤頂13放置在所述中頂板3的頂端;步驟八、將所述載荷傳感器14安裝在所述千斤頂13的頂端,并使載荷傳感器14的頂端與上頂板4的底端相接觸; 步驟九、將加固層受力筋12穿過所述限位環10,并用錨具7將所述加固層受力筋12的頂端與上頂板4固定連接;步驟十、將所述應變測試儀器15的輸出端和載荷傳感器14的輸出端均通過導線與數據采集儀17的輸入端連接,將所述數據采集儀17的輸出端與上位計算機18連接;步驟十一、HPFL加固層16黏結滑移性能信息的采集、處理及顯示操縱千斤頂13,使千斤頂13活塞上升并給上頂板4施加向上的推力,上頂板4通過加固層受力筋12給HPFL加固層16施加向上的拉力,同時啟動應變測試儀器15、載荷傳感器14、數據采集儀17和上位計算機18,多個應變測試儀器15實時測量HPFL加固層16與原始試件11結合位置處應變測試儀15兩端測點內的應變并將所檢測到的數據輸出給數據采集儀17,載荷傳感器14實時測量HPFL加固層16所受載荷并將所檢測到的數據輸出給數據采集儀17,數據采集儀17實時采集多個應變測試儀器15所輸出的數據和載荷傳感器14所輸出的數據并對數據進行放大、濾波和A/D轉換后得出HPFL加固層16與原始試件11結合位置處應變測試儀15兩端測點內的應變Spe2I、S1^PHPFL加固層16所受載荷F,并輸出給上位計算機18,所述上位計算機18調用數據處理模塊對所接收到的應變£l、e2、_L、en和所受載荷F數據進行綜合分析處理,獲得HPFL加固層16黏結滑移性能信息,同時上位計算機調用數據顯示模塊對分析處理得出的黏結滑移性能信息進行同步顯示;其中,n表示應變測試儀器15的數量且n為自然數。具體地,步驟十一中所述上位計算機18調用數據處理模塊對所接收到的應變e p 、en和所受載荷F數據進行綜合分析處理,其綜合分析處理過程包括以下步驟步驟1101、所述上位計算機18調用數據處理模塊并根據公式
;=gi+g2+K+g ,得出HpFL加固層16與原始試件n結合位置處應變測試儀15兩端測
Tl
點內的平均應變I;步驟1102、所述上位計算機18調用數據處理模塊并根據公式j = sL ,得出HPFL力口固層16的端部位移S,其中,L表示所述應變測試儀器15兩端測點之間的距離;具體地,可以用游標卡尺測得L的值;步驟1103、所述上位計算機18調用數據處理模塊并根據公式T = F/A,得出HPFL加固層16的剪應力T,其中A表示HPFL加固層16的名義黏結面積;具體地,A通過公式A = CW計算得出,其中,C表示HPFL加固層16的黏結長度,W表示HPFL加固層16的黏結寬度,C和W的值均用游標卡尺測得;當黏結長(寬)度大于有效黏結長(寬)度時取黏結長(寬)度;步驟1104、所述上位計算機18調用數據顯示模塊,將步驟1103中所得到的HPFL力口固層16的剪應力T和步驟1102中所得到的HPFL加固層16的端部位移S以t -s曲線的形式顯示出來。通過本實用新型能夠建立黏結滑移本構關系,從而為分析HPFL加固層的剝離破壞機理提供可靠的數據。[0049]以上所述,僅是本實用新型的較佳實施例,并非對本實用新型作任何限制,凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化,均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內·。
權利要求1.一種HPFL加固層黏結滑移測試裝置,所述HPFL加固層(16)設置在原始試件(11)的表面中間位置處,所述HPFL加固層(16)中內嵌設置有加固層受力筋(12),其特征在于包括試驗底板(I)、固定連接在試驗底板(I)底端且用于固定原始試件(11)的下頂板(2)、固定連接在試驗底板(I)中部的中頂板(3)和滑動連接在試驗底板(I)上半部分的上頂板(4),以及預埋在HPFL加固層(16)與原始試件(11)結合位置處并用于測量HPFL加固層(16)與原始試件(11)結合位置處一定距離內應變的一個或多個應變測試儀器(15);所述試驗底板(I)的上半部分左右兩側對稱開設有兩條滑道(1-1),所述上頂板(4)的底端固定連接有兩個用于承載著上頂板(4)在滑道(1-1)中滑動的滑輪¢),所述中頂板(3)的上表面上設置有多個用于供加固層受力筋(12)穿過的限位環(10),所述中頂板(3)的頂端設置有用于帶動上頂板(4)滑動的千斤頂(13),所述千斤頂(13)的頂端設置有用于測量HPFL加固層(16)所受載荷的載荷傳感器(14),所述加固層受力筋(12)穿過所述限位環(10)并通過錨具(7)與上頂板(4)固定連接,所述下頂板(2)的底端和側面螺紋連接有多個用于壓緊所述原始試件(11)的壓緊螺栓(8),所述載荷傳感器(14)的輸出端和多個所述應變測試儀器(15)的輸出端接有用于采集載荷傳感器(14)和多個應變測試儀器(15)所輸出數據的數據采集儀(17),所述數據采集儀(17)的輸出端接有用于分析處理數據采集儀(17)所輸出的數據并對處理結果進行同步顯示的上位計算機(18)。
2.按照權利要求I所述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于位于所述下頂板⑵與中頂板⑶之間的試驗底板⑴上連接有用于防止所述HPFL加固層(16)破碎時飛濺出去的防撞索(9)。
3.按照權利要求2所述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于所述應變測試儀器(15)為導桿引伸儀且所述導桿引伸儀為I 6個。
4.按照權利要求3所述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于所述導桿引伸儀為四個,其中兩個導桿引伸儀預埋在HPFL加固層(16)頂端與原始試件(11)結合位置處,另外兩個導桿引伸儀預埋在HPFL加固層(16)底端與原始試件(11)結合位置處。
5.按照權利要求I 4中任一權利要求所述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于所述下頂板(2)通過第一螺栓(5-1)固定連接在試驗底板(I)底端,所述中頂板(3)通過第二螺栓(5-2)固定連接在試驗底板(I)中部。
6.按照權利要求I 4中任一權利要求所述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于所述的限位環(10)的數量與所述加固層受力筋(12)的數量相等且均為2 6個。
7.按照權利要求I 4中任一權利要求所述的HPFL加固層黏結滑移測試裝置,其特征在于所述千斤頂(13)為液壓千斤頂或機械千斤頂。
專利摘要本實用新型公開了一種HPFL加固層黏結滑移測試裝置,包括試驗底板、下頂板、中頂板和上頂板,以及一個或多個應變測試儀器;試驗底板的上半部分開設有兩條滑道,上頂板的底端固定連接有兩個滑輪,中頂板的上表面上設置有多個限位環,中頂板的頂端設置有千斤頂,千斤頂的頂端設置有載荷傳感器,加固層受力筋穿過限位環并通過錨具與上頂板固定連接,下頂板的底端和側面螺紋連接有多個壓緊螺栓,載荷傳感器的輸出端和多個應變測試儀器的輸出端接有數據采集儀,數據采集儀的輸出端接有上位計算機。本實用新型結構簡單,設計合理,實現方便且智能化程度高,使用操作便捷,數據處理能力強、速度快,測試過程安全可靠,實用價值高,便于推廣應用。
文檔編號G01N19/04GK202421047SQ20122001592
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月14日 優先權日2012年1月14日
發明者劉伯權, 吳濤, 賀拴海, 黃華 申請人:長安大學