專利名稱：碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置及其測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種碳纖維粘貼加固的檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
碳纖維材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)異性能，近年來(lái)，碳纖維材料作為一種新興的加固材料，廣泛應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域。碳纖維加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼加固之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，具有加固承載力高、施工便捷等多種優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于房屋建筑、橋梁結(jié)構(gòu)加固工程項(xiàng)目中，取得極其顯著的經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)效果。外粘碳纖維復(fù)合材料對(duì)既有建筑物的結(jié)構(gòu)加固是現(xiàn)階段運(yùn)用較為常見(jiàn)的一種手段。加固效果怎么樣？主要取決于兩個(gè)方面一方面是準(zhǔn)確、合理的加固方案；另一個(gè)方面是合格、有效的施工質(zhì)量。沒(méi)有好的加固方案，碳纖維織物粘貼上去后不能準(zhǔn)確的發(fā)揮加固效果；不合格的施工質(zhì)量，如粘結(jié)強(qiáng)度未達(dá)到規(guī)范要求，甚至大面積的空鼓，貼上去的碳纖維不是加固材料，而是成了“裝飾材料”。因此，對(duì)于粘貼碳纖維加固工程項(xiàng)目，應(yīng)對(duì)其加固方案和施工質(zhì)量進(jìn)行全面嚴(yán)格的檢測(cè)把關(guān)?，F(xiàn)有的碳纖維加固混凝土梁施工驗(yàn)收方法比較簡(jiǎn)單，只是進(jìn)行碳纖維粘貼加平整度檢查和碳纖維粘結(jié)強(qiáng)度的現(xiàn)場(chǎng)正拉試驗(yàn)檢測(cè)。規(guī)范規(guī)定纖維復(fù)合材與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量檢測(cè)，可用錘擊法或其他有效探測(cè)法進(jìn)行檢查，根據(jù)檢查結(jié)果確認(rèn)的總有效粘結(jié)面積不應(yīng)小于總粘結(jié)面積的95%，以便進(jìn)行碳纖維加固質(zhì)量整體效果的定性評(píng)估。規(guī)范規(guī)定根據(jù)碳纖維加固面積，確定正拉試驗(yàn)檢測(cè)的抽樣數(shù)目，要求達(dá)到碳纖維和混凝土基面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度大于2. 5MPa，進(jìn)行碳纖維加固質(zhì)量局部區(qū)域的定量檢測(cè)控制。采用碳纖維加固鋼筋混凝土梁時(shí)，影響其加固效果的因素有很多，除了碳纖維材料強(qiáng)度、加固浸潰膠粘結(jié)強(qiáng)度外，還有碳纖維粘貼層數(shù)、加固梁混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、加固梁剪跨比、加固梁端部附加輔助錨固措施都會(huì)對(duì)碳纖維加固梁的承載性能造成一定的影響。現(xiàn)有的碳纖維加固混凝土梁驗(yàn)收規(guī)范，在檢測(cè)操作中存在著一定不足之處，規(guī)范只是進(jìn)行碳纖維加固平整度檢查和現(xiàn)場(chǎng)碳纖維粘結(jié)強(qiáng)度的正拉試驗(yàn)檢測(cè)，規(guī)范采用正拉試驗(yàn)檢測(cè)代替碳纖維片材剪切粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)，規(guī)范沒(méi)有進(jìn)行碳纖維粘貼加固的關(guān)鍵部位的錨固區(qū)受力性能試驗(yàn)檢測(cè)，結(jié)構(gòu)加固工程領(lǐng)域亟需粘貼碳纖維加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置。當(dāng)粘貼多層碳纖維布或碳纖維板加固鋼筋混凝土梁時(shí)，如果沒(méi)有采取合理的附加輔助錨固措施，由于裂縫處剪切應(yīng)力過(guò)大，碳纖維片材與混凝土基面可能會(huì)過(guò)早剝離破壞，一旦碳纖維加固梁錨固區(qū)域斜裂縫處碳纖維粘貼界面發(fā)生剪切剝離破壞就會(huì)導(dǎo)致碳纖維加固梁的錨固區(qū)失效，碳纖維加固梁結(jié)構(gòu)提前破壞，破壞時(shí)碳纖維材料未達(dá)到其強(qiáng)度，導(dǎo)致碳纖維加固梁不能準(zhǔn)確的發(fā)揮加固效果。因此，粘貼多層碳纖維布或碳纖維板加固混凝土梁的工程項(xiàng)目，應(yīng)進(jìn)行錨固區(qū)受力性能試驗(yàn)檢測(cè)，驗(yàn)證粘貼碳纖維片材加固鋼筋混凝土梁的錨固關(guān)鍵區(qū)域設(shè)計(jì)方案的合理性。
當(dāng)遇到粘貼層數(shù)較多或碳纖維板時(shí)候，當(dāng)遇到粘貼碳纖維加固工作量大時(shí)候，在正式施工開(kāi)工前，應(yīng)及時(shí)掌握施工隊(duì)伍的粘貼碳纖維的施工水平，必須進(jìn)行粘貼碳纖維的水平向剪切粘結(jié)力試驗(yàn)，以便做到心中有數(shù)，及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以免出現(xiàn)“粘貼碳纖維變?yōu)檠b潢粘貼墻紙”施工隊(duì)伍現(xiàn)象，進(jìn)行碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)，可建立施工工藝樣板，方便監(jiān)理管理工作。碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)中最為關(guān)鍵的問(wèn)題是碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)性能的優(yōu)劣，采用可靠檢測(cè)方法，檢測(cè)驗(yàn)證碳纖維加固梁錨固區(qū)承載能力，可確保碳纖維加固梁結(jié)構(gòu)承載力安全。建議采用300X 300X 1200mm的混凝土長(zhǎng)方體作為試驗(yàn)試件，進(jìn)行試驗(yàn)試件碳纖維粘貼加固，等待碳纖維專用膠結(jié)硬后，運(yùn)輸試驗(yàn)試件到結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)中心，進(jìn)行碳纖維加固錨固區(qū)受力性能試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)試驗(yàn)，檢測(cè)施工質(zhì)量，驗(yàn)證碳纖維加固梁錨固區(qū)的受力性能，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的合理性，以便后續(xù)碳纖維加固施工正常進(jìn)行。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提供一種制作方便、操作簡(jiǎn)單的碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置，可快速進(jìn)行碳纖維片材粘貼加固混凝土梁的錨固區(qū)受力性能檢測(cè)試驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的合理性，可進(jìn)行粘貼碳纖維的水平向剪切粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)，檢測(cè)粘貼碳纖維的施
工質(zhì)量。技術(shù)方案一種碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置，由鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座、鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件、碳纖維片材試驗(yàn)件、輔助錨固件、試驗(yàn)夾具、連接螺桿、張拉連接鋼板、張拉螺桿和穿心式千斤頂及傳感器組成。鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件放置在鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座的頂面，且與鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座的擋臺(tái)頂緊，碳纖維片材試驗(yàn)件粘貼在鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件上表面，輔助錨固件壓緊碳纖維片材試驗(yàn)件，碳纖維片材試驗(yàn)件的尾部采用試驗(yàn)夾具夾緊，四根連接螺桿焊接在試驗(yàn)夾具的外蓋鋼板表面，通過(guò)連接螺桿將試驗(yàn)夾具與張拉連接鋼板對(duì)拉連接，張拉螺桿的左端部與張拉連接鋼板螺栓連接，張拉螺桿右端穿過(guò)鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座的張拉臺(tái)座預(yù)留孔與穿心式千斤頂及傳感器連接。鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座包括基座、擋臺(tái)、連臺(tái)和張拉臺(tái)，鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座采用鋼筋混凝土材料一次性澆筑成型，基座位于鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座的下部，基座上依次設(shè)置擋臺(tái)、連臺(tái)和張拉臺(tái)，在張拉臺(tái)中部設(shè)置圓形孔，張拉臺(tái)右邊設(shè)置預(yù)埋鋼板。粘貼碳纖維加固梁的輔助錨固件包括鋼條壓板和錨固栓釘，鋼條壓板設(shè)置在碳纖維片材試驗(yàn)件上面，鋼條壓板的兩端設(shè)置有錨固栓釘，錨固栓釘生根于鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座上。本發(fā)明的試驗(yàn)夾具包括外蓋鋼板、內(nèi)夾鋼板和對(duì)拉高強(qiáng)螺栓，外蓋鋼板的表面設(shè)置鋸齒形條狀鋼齒，外蓋鋼板和條狀鋼齒是采用金工機(jī)械加工制作而成的整體性成品，內(nèi)夾鋼板表面焊接圓棒鋼齒，碳纖維片材放置在上下兩塊內(nèi)夾鋼板之間且采用浸潰結(jié)構(gòu)膠牢固粘接，上下兩塊內(nèi)夾鋼板外側(cè)設(shè)置兩塊外蓋鋼板，對(duì)拉高強(qiáng)螺栓穿過(guò)上下兩塊外蓋鋼板的預(yù)留孔，將夾具收緊，夾具鋼支架支撐試驗(yàn)夾具。采用碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，包括以下步驟第一步制作多個(gè)鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件，采用浸潰結(jié)構(gòu)膠將碳纖維片材試驗(yàn)件粘貼在鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件上表面，采用輔助錨固件壓緊碳纖維片材試驗(yàn)件，等待浸潰結(jié)構(gòu)膠結(jié)硬后，運(yùn)輸試驗(yàn)試件到結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)中心；第二步將粘貼碳纖維加固后的試驗(yàn)試件放置在在鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座的頂面，且與鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座的擋臺(tái)頂緊，碳纖維片材試驗(yàn)件的尾部采用試驗(yàn)夾具夾緊，通過(guò)連接螺桿將試驗(yàn)夾具與張拉連接鋼板拉結(jié)連接，安裝張拉螺桿和穿心式千斤頂及傳感器；第三步啟動(dòng)油泵，進(jìn)行碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，觀察試件錨固破壞形態(tài)，檢測(cè)施工質(zhì)量，出具試驗(yàn)報(bào)告。本發(fā)明的碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置可以分成為鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座系統(tǒng)、測(cè)試試件系統(tǒng)、試驗(yàn)夾具系統(tǒng)和張拉加載系統(tǒng)分為四大部分，各系統(tǒng)協(xié)同工作。鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座為試驗(yàn)裝置的最基本土建部分,擋臺(tái)結(jié)構(gòu)的作用為頂住試驗(yàn)試件阻止其移動(dòng)，張拉臺(tái)提供試驗(yàn)荷載力，擋臺(tái)和張拉臺(tái)之間設(shè)置連臺(tái)結(jié)構(gòu)，連臺(tái)承受壓力平衡擋臺(tái)和張拉臺(tái)互相作用力，連臺(tái)減少擋臺(tái)和張拉臺(tái)的受力懸臂高度，擋臺(tái)兼做試驗(yàn)夾具的操作平臺(tái)。測(cè)試試件系統(tǒng)由試驗(yàn)試件、碳纖維片材和輔助錨固件組成，試驗(yàn)試件采用鋼筋混凝土長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)形式，加工制作方便，碳纖維片材是多層碳纖維布或碳纖維板材，碳纖維片材粘貼在試驗(yàn)試件上表面，輔助錨固件為鋼壓板加錨固栓釘?shù)男问交蚱渌问剑瑴y(cè)試試件系統(tǒng)具有體積小巧、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可方便運(yùn)輸?shù)浇Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)中心。試驗(yàn)夾具系統(tǒng)由外蓋鋼板、內(nèi)夾鋼板和對(duì)拉高強(qiáng)螺栓組成，外蓋鋼板的表面設(shè)置條狀鋼齒，外蓋鋼板和條狀鋼齒是采用金工機(jī)械加工制作而成的整體性成品，內(nèi)夾鋼板表面焊接圓棒鋼齒，碳纖維片材放置在上下兩塊內(nèi)夾鋼板之間，采用浸潰結(jié)構(gòu)膠將碳纖維片材與上下兩塊內(nèi)夾鋼板牢固粘接，對(duì)拉高強(qiáng)螺栓穿過(guò)上下兩塊外蓋鋼板的預(yù)留孔，收緊螺栓將外蓋鋼板、內(nèi)夾鋼板和碳纖維板材夾具收緊。張拉加載系統(tǒng)由連接螺桿、張拉連接鋼板、張拉螺桿和穿心式千斤頂及傳感器組成，4根連接螺桿的左端部與試件夾具鋼板焊接連接，通過(guò)連接螺桿將試驗(yàn)夾具與張拉連接鋼板對(duì)拉連接，張拉連接鋼板將連接螺桿拉力轉(zhuǎn)換到張拉螺桿，張拉螺桿左端部與張拉連接鋼板螺母連接，張拉螺桿右端部與穿心式千斤頂及傳感器連接，該張拉加載系統(tǒng)具有受力可靠、采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)方便和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。有益效果本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)隨著碳纖維粘貼加固應(yīng)用的發(fā)展，粘貼多層碳纖維或碳纖維板加固項(xiàng)目越來(lái)越多，對(duì)粘貼碳纖維混凝土梁體施工質(zhì)量和輔助錨固技術(shù)要求越來(lái)越高，需進(jìn)行粘貼碳纖維的剪切粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)和碳纖維加固錨固性能試驗(yàn)。本發(fā)明提供一種碳纖維粘貼加固的錨固性能試驗(yàn)裝置，進(jìn)行粘貼碳纖維的水平向剪切粘結(jié)力試驗(yàn)，代替粘貼碳纖維加固的正拉試驗(yàn)檢測(cè)方法，更科學(xué)地檢測(cè)粘貼碳纖維加固的施工質(zhì)量，更科學(xué)地評(píng)判粘貼碳纖維加固鋼筋混凝土梁的錨固受力性能。新型試驗(yàn)裝置由鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座系統(tǒng)、測(cè)試試件系統(tǒng)、試驗(yàn)夾具系統(tǒng)和張拉加載系統(tǒng)分為四大部分組成，各系統(tǒng)協(xié)同工作，具有制作方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。采用鋼筋混凝土建筑材料，澆筑試驗(yàn)臺(tái)座，具有制作簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)臺(tái)座由基座、擋臺(tái)、連臺(tái)和張拉臺(tái)組成，連臺(tái)設(shè)置在擋臺(tái)和張拉臺(tái)之間，連臺(tái)承受壓力可以平衡擋臺(tái)和張拉臺(tái)的試驗(yàn)荷載，連臺(tái)可減少擋臺(tái)和張拉臺(tái)的懸臂長(zhǎng)度，降低彎矩內(nèi)力，并且連臺(tái)兼做試驗(yàn)夾具的操作平臺(tái)，因此，鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力合理等特點(diǎn)。碳纖維片材粘貼在鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試驗(yàn)試件上，采用鋼壓板和錨栓作為粘貼碳纖維的輔助錨固件，等待碳纖維專用膠結(jié)硬后，運(yùn)輸試驗(yàn)試件到結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)中心，進(jìn)行碳纖維加固錨固區(qū)受力性能試驗(yàn)臺(tái)座檢測(cè)試驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的合理性，檢測(cè)施工質(zhì)量。對(duì)于每個(gè)施工項(xiàng)目，只是需要施工單位提供粘貼碳纖維加固后的試驗(yàn)試件，試驗(yàn)臺(tái)座和試驗(yàn)設(shè)備可以多次重復(fù)利用，因此，本發(fā)明的試驗(yàn)裝置具有操作簡(jiǎn)單、可多次重復(fù)利用、管理方便等優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)夾具的外蓋鋼板條狀鋼齒和內(nèi)夾鋼板表面焊接的圓棒鋼齒可互相咬合，避免兩者之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，確保內(nèi)夾鋼板固定定位。二層內(nèi)夾鋼板之間采用浸潰結(jié)構(gòu)膠牢固膠粘碳纖維片材，確保碳纖維片材與內(nèi)夾鋼板之間的錨固效果；收緊對(duì)拉高強(qiáng)螺栓可對(duì)兩塊內(nèi)夾鋼板提供很大壓力，內(nèi)夾鋼板與碳纖維片材具有較大的摩擦力，可進(jìn)一步提高碳纖維片材與內(nèi)夾鋼板之間錨固力。試驗(yàn)夾具構(gòu)造簡(jiǎn)單、小巧玲瓏、受力可靠，對(duì)于每次試驗(yàn)，只需更換低價(jià)格的內(nèi)夾鋼板，無(wú)需更換高價(jià)格的外蓋鋼板，新型試驗(yàn)夾具具有操作方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等特點(diǎn)。連接螺桿焊接在試驗(yàn)夾具的外蓋鋼板表面，通過(guò)張拉連接鋼板將連接螺桿拉力傳遞給張拉螺桿，張拉螺桿穿過(guò)鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座的張拉臺(tái)座預(yù)留孔與穿心式千斤頂及傳感器連接，張拉千斤頂即可進(jìn)行試驗(yàn)加載，本發(fā)明的張拉加載系統(tǒng)具有受力可靠，構(gòu)造簡(jiǎn)單，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)方便等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的碳纖維粘結(jié)正拉試驗(yàn)只能檢測(cè)碳纖維布與混凝土之間的法向粘結(jié)強(qiáng)度，只能間接評(píng)定粘貼碳纖維的施工質(zhì)量。而粘貼碳纖維的水平向剪切粘結(jié)力試驗(yàn)，可直接檢查碳纖維粘貼加固施工質(zhì)量，可以檢測(cè)碳纖維片材粘貼加固混凝土梁的錨固區(qū)受力性能，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的合理性。本發(fā)明的碳纖維粘貼加固的錨固性能試驗(yàn)裝置，可以檢測(cè)粘貼碳纖維加固梁錨固區(qū)的受力可靠性，判定碳纖維錨固區(qū)域斜裂縫處碳纖維粘貼界面發(fā)生剪切剝離破壞與否，驗(yàn)證粘貼多層碳纖維或碳纖維板加固梁的輔助錨固方案合理性，確保粘貼碳纖維混凝土加固梁的承載力安全性。
圖1是碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置的立面示意圖；圖2是圖1中的鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座的立面示意圖；圖3是圖1中的鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座的平面示意圖；圖4是圖1中的輔助錨固件的平面布置示意圖；圖5是圖1中的試驗(yàn)夾具、連接螺桿和張拉連接鋼板的相互關(guān)系示意圖；圖6是圖1中的張拉連接鋼板的立面示意圖；圖7是圖1中的試驗(yàn)夾具的剖面示意圖；圖8是圖7中的試驗(yàn)夾具的外蓋板平面示意圖；圖9是圖7中的試驗(yàn)夾具的內(nèi)夾板平面示意圖；圖中有鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座I ;基座11 ;擋臺(tái)12 ;連臺(tái)13 ;張拉臺(tái)14 ;圓形孔15 ；預(yù)埋鋼板16 ;鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件2 ;碳纖維片材試驗(yàn)件3 ;輔助錨固件4 ;鋼條壓板41 ；錨固栓釘42 ;試驗(yàn)夾具5 ;外蓋鋼板51 ;條狀鋼齒52 ;內(nèi)夾鋼板53 ;圓棒鋼齒54 ;對(duì)拉高強(qiáng)螺栓55 ;夾具鋼支架56 ;連接螺桿6 ;張拉連接鋼板7 ;張拉螺桿8 ;穿心式千斤頂及傳感器9。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體說(shuō)明。實(shí)施例1 :本發(fā)明的碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置，由鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座1、鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件2、碳纖維片材試驗(yàn)件3、輔助錨固件4、試驗(yàn)夾具5、連接螺桿6、張拉連接鋼板7、張拉螺桿8、穿心式千斤頂及傳感器9組成。鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件2放置在鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座I的頂面，且與鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座I的擋臺(tái)頂緊，碳纖維片材試驗(yàn)件3粘貼在鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件2上表面，輔助錨固件4壓緊碳纖維片材試驗(yàn)件3，碳纖維片材試驗(yàn)件3的尾部采用試驗(yàn)夾具5夾緊，四根連接螺桿6焊接在試驗(yàn)夾具5的外蓋鋼板表面，通過(guò)連接螺桿6將試驗(yàn)夾具5與張拉連接鋼板7對(duì)拉連接，張拉螺桿8的左端部與張拉連接鋼板7螺栓連接，張拉螺桿8右端穿過(guò)鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座I的張拉臺(tái)座預(yù)留孔與穿心式千斤頂及傳感器9連接。鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座I包括基座11、擋臺(tái)12、連臺(tái)13和張拉臺(tái)14，鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座I采用鋼筋混凝土材料一次性澆筑成型，基座11位于鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座I的下部，基座11上依次設(shè)置擋臺(tái)12、連臺(tái)13和張拉臺(tái)14，在張拉臺(tái)14中部設(shè)置圓形孔15，張拉臺(tái)14右邊設(shè)置預(yù)埋鋼板16。輔助錨固件4包括鋼條壓板41和錨固栓釘42，鋼條壓板41設(shè)置在碳纖維片材試驗(yàn)件3上面，鋼條壓板41的兩端設(shè)置有錨固栓釘42，錨固栓釘42生根于鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座I上。試驗(yàn)夾具5包括外蓋鋼板51、條狀鋼齒52、內(nèi)夾鋼板53、圓棒鋼齒54和對(duì)拉高強(qiáng)螺栓55，外蓋鋼板51的表面設(shè)置鋸齒形條狀鋼齒52，外蓋鋼板51和條狀鋼齒52是采用金工機(jī)械加工制作而成的整體性成品，內(nèi)夾鋼板53表面焊接圓棒鋼齒54，碳纖維片材3放置在上下兩塊內(nèi)夾鋼板53之間且采用浸潰結(jié)構(gòu)膠牢固粘接，上下兩塊內(nèi)夾鋼板53外側(cè)設(shè)置兩塊外蓋鋼板51，對(duì)拉高強(qiáng)螺栓55穿過(guò)上下兩塊外蓋鋼板51的預(yù)留孔，將夾具收緊，夾具鋼支架56支撐試驗(yàn)夾具5。實(shí)施例2 應(yīng)用上述碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，包括以下步驟步驟I)制作多個(gè)鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件2，采用浸潰結(jié)構(gòu)膠將碳纖維片材試驗(yàn)件3粘貼在鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件2上表面，采用輔助錨固件4壓緊碳纖維片材試驗(yàn)件3，等待浸潰結(jié)構(gòu)膠結(jié)硬后，運(yùn)輸試驗(yàn)試件到結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)中心；步驟2)將上述的試驗(yàn)試件放置在在鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座I的頂面，且與鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座I的擋臺(tái)頂緊，碳纖維片材試驗(yàn)件3的尾部采用試驗(yàn)夾具5夾緊，通過(guò)連接螺桿6將試驗(yàn)夾具5與張拉連接鋼板7拉結(jié)連接，安裝張拉螺桿8和穿心式千斤頂及傳感器9 ；步驟3)啟動(dòng)油泵，進(jìn)行碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，觀察試件錨固破壞形態(tài)，檢測(cè)施工質(zhì)量，出具試驗(yàn)報(bào)告。實(shí)施例3 制作碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置，用于驗(yàn)證碳纖維加固錨固方案的合理性和檢測(cè)碳纖維加固的施工質(zhì)量。鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座的基座平面尺寸為900 X 3900mm,厚度為500mm，基座上依次設(shè)置擋臺(tái)、連臺(tái)和張拉臺(tái)，擋臺(tái)截面尺寸為350 X 250mm,連臺(tái)結(jié)構(gòu)截面尺寸為400 X 200mm,張拉臺(tái)截面尺寸為450 X 600mm,在張拉臺(tái)的中部設(shè)置Φ40_預(yù)留孔，張拉臺(tái)右邊預(yù)埋鐵鋼板厚度為12_。鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件尺寸為300 X 300 X 1200mm，內(nèi)配4 Φ 12縱向鋼筋，Φ 60200箍筋。碳纖維片材粘貼方法和輔助錨固件設(shè)置方法分為三組，每組碳纖維片材寬度均為100mm，其中a組粘貼二層O. 168mm厚碳纖維布，無(wú)輔助錨固措施；b組粘貼五層O. 168mm厚碳纖維布，設(shè)置5道@200mm輔助錨固件，采用5mm厚壓條鋼板，壓條鋼板平面尺寸為50X200mm鋼板，采用Φ6πιπι錨固栓釘；c組粘貼1. 4mm厚一層碳纖維板材,設(shè)置5道@250mm輔助錨固件,采用8mm厚壓條鋼板，壓條鋼板平面尺寸為60X200mm鋼板，采用Φ 14mm錨固栓釘。試驗(yàn)夾具包括兩塊外蓋鋼板、兩塊內(nèi)夾鋼板和六根對(duì)拉高強(qiáng)螺栓，外蓋鋼板的表面設(shè)置7道條狀鋼齒，外蓋鋼板厚度為16mm,條狀鋼齒高為16mm,條狀鋼齒根部寬為16mm,條狀鋼齒頂部寬度為8mm,條狀鋼齒的長(zhǎng)度為150_，外蓋鋼板和條狀鋼齒是采用金工機(jī)械加工制作而成的整體性成品，內(nèi)夾鋼板表面焊接6道圓棒鋼齒，內(nèi)夾鋼板采用8mm厚鋼板，圓棒鋼齒采用Φ 12mm圓鋼筋加工而成，圓棒鋼齒長(zhǎng)度為150mm，碳纖維片材放置在上下兩塊內(nèi)夾鋼板之間且采用浸潰結(jié)構(gòu)膠牢固粘接，上下兩塊內(nèi)夾鋼板外側(cè)設(shè)置兩塊外蓋鋼板，對(duì)拉高強(qiáng)螺栓采用直徑為Φ16_的六根高強(qiáng)螺栓，對(duì)拉高強(qiáng)螺栓穿過(guò)上下兩塊外蓋鋼板的預(yù)留孔，將夾具收緊，夾具鋼支架支撐試驗(yàn)夾具。采用4根Φ 16mm精軋螺紋鋼作為連接螺桿，連接螺桿左端焊接連接在試驗(yàn)夾具外表面上，連接螺桿右端采用螺栓與張拉連接鋼板連接。張拉連接鋼板外形為倒T形，采用20mm厚鋼板制作，豎板上開(kāi)設(shè)5個(gè)預(yù)留孔，中間一個(gè)孔用于連接張拉螺桿，其余用于固定連接螺桿。張拉螺桿采用Φ30_精軋螺紋鋼制作，張拉螺桿左端采用螺帽固定在張拉連接鋼板上，張拉螺桿左端穿過(guò)張 拉臺(tái)預(yù)留孔與穿心式千斤頂及傳感器連接。采用50噸穿心式千斤頂，配套的穿心式傳感器，進(jìn)行碳纖維粘貼加固錨固性能試驗(yàn)。為了試驗(yàn)安全，防止鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件在加載后尾部上翹起來(lái)，設(shè)置一個(gè)保護(hù)系統(tǒng)，采用一根角鋼壓住鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件的尾部，角鋼的兩端開(kāi)孔并設(shè)置螺栓錨桿，螺栓錨桿錨固固定在鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)的基座上。本次試驗(yàn)獲得了圓滿的成功,試驗(yàn)試件均為碳纖維材料破壞形式,驗(yàn)證了碳纖維粘貼加固錨固區(qū)的受力可靠性，試驗(yàn)獲取了寶貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)了粘貼碳纖維施工質(zhì)量，驗(yàn)證了加固方案的合理性。
權(quán)利要求
1.一種碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置，包括鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座(I)、鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件(2)和試驗(yàn)夾具(5)，其特征在于，鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件(2)放置在鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座⑴的頂面，且與鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座⑴的擋臺(tái)頂緊，碳纖維片材試驗(yàn)件(3)粘貼在鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件(2)上表面，輔助錨固件(4)壓緊碳纖維片材試驗(yàn)件(3)，碳纖維片材試驗(yàn)件(3)的尾部采用試驗(yàn)夾具(5)夾緊，四根連接螺桿(6)焊接在試驗(yàn)夾具(5)的外蓋鋼板表面，通過(guò)連接螺桿(6)將試驗(yàn)夾具(5)與張拉連接鋼板(7)對(duì)拉連接，張拉螺桿(8)的左端部與張拉連接鋼板(7)螺栓連接，張拉螺桿(8)右端穿過(guò)鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座(I)的張拉臺(tái)座預(yù)留孔與穿心式千斤頂及傳感器(9)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座(I)包括基座(11)、擋臺(tái)(12)、連臺(tái)(13)和張拉臺(tái)(14)，鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座(I)采用鋼筋混凝土材料一次性澆筑成型，基座(11)位于鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座 (I)的下部，基座(11)上依次設(shè)置擋臺(tái)(12)、連臺(tái)(13)和張拉臺(tái)(14)，在張拉臺(tái)(14)中部設(shè)置圓形孔(15)，張拉臺(tái)(14)右邊設(shè)置預(yù)埋鋼板(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述輔助錨固件(4)包括鋼條壓板(41)和錨固栓釘(42)，鋼條壓板(41)設(shè)置在碳纖維片材試驗(yàn)件(3)上面，鋼條壓板(41)的兩端設(shè)置有錨固栓釘(42)，錨固栓釘(42)生根于鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)夾具(5)包括兩塊外蓋鋼板(51)、兩塊內(nèi)夾鋼板(53)和六根對(duì)拉高強(qiáng)螺栓(55)，外蓋鋼板(51)的表面設(shè)置鋸齒形條狀鋼齒(52)，內(nèi)夾鋼板(53)表面焊接圓棒鋼齒(54)，碳纖維片材(3)放置在上下兩塊內(nèi)夾鋼板(53)之間且采用浸潰結(jié)構(gòu)膠牢固粘接，上下兩塊內(nèi)夾鋼板(53)外側(cè)設(shè)置兩塊外蓋鋼板(51)，對(duì)拉高強(qiáng)螺栓(55)穿過(guò)上下兩塊外蓋鋼板(51) 的預(yù)留孔，將夾具收緊，夾具鋼支架(56)支撐試驗(yàn)夾具(5)。
5.一種權(quán)利要求1所述碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置的測(cè)試方法，包括以下步驟第一步制作多個(gè)鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件(2)，采用浸潰結(jié)構(gòu)膠將碳纖維片材試驗(yàn)件(3)粘貼在鋼筋混凝土長(zhǎng)方體試件(2)上表面，采用輔助錨固件4壓緊碳纖維片材試驗(yàn)件(3)，等待浸潰結(jié)構(gòu)膠結(jié)硬后，運(yùn)輸試驗(yàn)試件到結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)中心；第二步將上述的試驗(yàn)試件放置在在鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座(I)的頂面，且與鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座⑴的擋臺(tái)頂緊，碳纖維片材試驗(yàn)件⑶的尾部采用試驗(yàn)夾具(5)夾緊，通過(guò)連接螺桿(6)將試驗(yàn)夾具(5)與張拉連接鋼板(7)拉結(jié)連接，安裝張拉螺桿(8)和穿心式千斤頂及傳感器(9)；第三步啟動(dòng)油泵，進(jìn)行碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，觀察試件錨固破壞形態(tài)，檢測(cè)施工質(zhì)量，出具試驗(yàn)報(bào)告。
全文摘要
一種碳纖維粘貼加固的錨固性能檢測(cè)試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)臺(tái)座、混凝土試驗(yàn)試件、試驗(yàn)夾具和加載系統(tǒng)等。鋼筋混凝土試驗(yàn)臺(tái)座由基座、擋臺(tái)、連臺(tái)和張拉臺(tái)組成，碳纖維片材粘貼在試驗(yàn)試件上，鋼壓板和錨栓作為輔助錨固件，試驗(yàn)夾具由外蓋鋼板、內(nèi)夾鋼板和對(duì)拉高強(qiáng)螺栓組成，外蓋鋼板表面設(shè)置條狀鋼齒，內(nèi)夾鋼板表面焊接圓棒鋼齒，碳纖維片材放置在兩塊內(nèi)夾鋼板之間，浸漬膠將碳纖維片材與兩塊內(nèi)夾鋼板牢固粘接，對(duì)拉高強(qiáng)螺栓將外蓋鋼板、內(nèi)夾鋼板和碳纖維板材夾緊，加載系統(tǒng)由連接螺桿、張拉連接鋼板、張拉螺桿和千斤頂及傳感器組成。本發(fā)明試驗(yàn)裝置可快速進(jìn)行碳纖維片材粘貼加固混凝土梁的錨固區(qū)受力性能檢測(cè)試驗(yàn)，具有制作方便、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N19/04GK103048264SQ201310022530
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者夏葉飛, 孫大松, 袁微微, 張紅雷, 王繼林, 王為圣, 張貽能, 顏巍, 徐文平 申請(qǐng)人:江蘇華通工程檢測(cè)有限公司