專利名稱：一種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置及其實施方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置及其實施方法，具體地說是涉及ー種基于杠桿原理，結(jié)合壓力傳感器等設(shè)備，測試后錨固于混凝土基材中的化學(xué)植筋錨固性能的拉拔裝置及其實施方法，屬于土木工程加固改造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
植筋”技術(shù)是ー項針對混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的連接與錨固技木；可植入普通鋼筋，也可植入螺栓式錨筋；現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程，如施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設(shè)計位置的補救，構(gòu)件加大截面加固的補筋，上部結(jié)構(gòu)擴跨、頂升對梁、柱的接長，房屋加層接柱和高層建筑增設(shè)剪力墻的植筋等。伴隨著混凝土后錨固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)加固改造中的應(yīng)用日趨廣泛，針對后錨固 連接節(jié)點受カ性能的測試方法也成為了工程技術(shù)人員關(guān)注的重點，尤其是后錨固于混凝土基材中的化學(xué)植筋錨固性能。現(xiàn)有化學(xué)植筋錨固性能測試用拉拔裝置，大多數(shù)是參考《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367-2006附錄K進(jìn)行設(shè)計，即采用穿心式液壓千斤頂、壓カ傳感器和頂部夾具等設(shè)備對化學(xué)植筋進(jìn)行拉拔，該拉拔裝置的組裝時要求穿心式液壓千斤頂和壓カ傳感器的中心必須與化學(xué)植筋中心重合，該拉拔裝置用于測試植筋錨固性能時存在以下缺點第一在約束條件下測定化學(xué)植筋的錨固性能，不能反映無約束條件下的化學(xué)植筋實際錨固性能；第二由于化學(xué)植筋穿過穿心式液壓千斤頂和壓力傳感器后再進(jìn)行錨固，所需化學(xué)植筋外露長度較長或需配以強度更高的連接套筒和拉拔工具筋；第三實際操作時，由于穿心千斤頂和植筋的中心存在偏差，導(dǎo)致化學(xué)植筋承受拉彎共同作用；第四由于穿心式液壓千斤頂持荷穩(wěn)定性較差，該裝置不宣用于測定長期荷載作用下由于植筋膠蠕變對錨固性能的影響；第五實際錨固性能測試吋，由于化學(xué)植筋拉斷會產(chǎn)生反彈，可能會導(dǎo)致測試裝置損壞或人員受傷等。針對上述裝置測試結(jié)果不能夠反映無約束條件下化學(xué)植筋實際錨固性能的缺點，已有技術(shù)人員采取架空穿心式液壓千斤頂?shù)募夹g(shù)措施，即在上述拉拔裝置與混凝土基材之間增設(shè)架空剛性支撐(鋼橫梁等)，經(jīng)改進(jìn)后的測試裝置雖能解決無約束條件下的錨固性能測試問題，但其余缺點仍然存在，且由于增設(shè)了剛性支撐，改進(jìn)后的裝置不適用于植筋較為密集情況下的錨固性能測試。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有植筋錨固性能測試用拉拔裝置的不足，本發(fā)明提供ー種基于杠桿原理的植筋錨固性能測試用拉拔裝置及其實施方法。一種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置，包括一設(shè)置在混凝土基材上方的杠桿測力裝置，所述杠桿測カ裝置包括剛性橫梁，所述剛性橫梁的支點部位鉸接ー支座，所述支座的下端剛性連接有拉壓傳感器，所述拉壓傳感器的另一端與混凝土基材剛性連接，所述剛性橫梁的一端通過連接件與植筋固定連接，所述剛性橫梁的另一端連接有加載裝置。所述剛性橫梁上順次開有若干限位銷孔，所述支座通過限位插銷與任一限位銷孔鉸接，在所述支座的下端連接所述拉壓傳感器，拉壓傳感器另一端與ー剛性墊塊連接，剛性墊塊放置于混凝土基材 上。所述連接件包括U型卸扣、U型連接件,所述U型卸扣通過U型連接件與混凝土基材上的植筋固定連接。一種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置的實施方法，包括以下幾個步驟， 第一歩、在混凝土基材上依次安裝剛性墊塊、拉壓傳感器和支座；
第二步、將支座連接至剛性橫梁上的限位銷孔中，并通過限位插銷限位；
第三步、在剛性橫梁一端安裝U型卸扣，并通過U型連接件與植筋連接；
第四步、在剛性橫梁的另一端連接加載裝置；
第五步、分別測定支座中心與U型卸扣中心的距離L1、支座中心與加載裝置中心的距離L2,剛性橫梁重心至支座中心的距離L3和剛性橫梁自重g ；
第六步、實施分級加載，井分別記錄各級荷載下的加載裝置端荷載值Gi.測定各級荷載Gi下拉壓傳感器讀數(shù)值Ti.植筋端部伸長值Si ；
第七步、根據(jù)拉壓傳感器所讀數(shù)值和力平衡原理求得植筋系統(tǒng)的拉拔カFi， Fi=Ti-Gi-g,
根據(jù)杠桿カ矩平衡原理求得植筋系統(tǒng)的拉拔カFMi，
Fm= (Gi-L2+g*L3) /L1 ；
取Fi和FMi兩個值的平均值為植筋系統(tǒng)實際拉拔カFKi，F(xiàn)Ei= (Fi + FMi) /2 ；
其中，i=l,2,…，N;
第八步、根據(jù)多次推定的植筋系統(tǒng)實際拉拔カFKi和植筋端部伸長值Si繪制植筋系統(tǒng)的荷載-位移，即F-S曲線，評定植筋系統(tǒng)的實際錨固性能。有益效果本發(fā)明提供的用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置及其實施方法可帶來以下優(yōu)點
a、解決了在無約束條件下植筋錨固性能的測試問題；
b、能夠確保加載過程中拉拔カ與植筋中心重合，避免了現(xiàn)有拉拔裝置不對中帶來的不利影響；
C、對待測植筋的外露長度無特殊要求，而且能夠用于植筋布置密集區(qū)域的植筋錨固性能測試；
d、通過在本發(fā)明裝置的加載端吊掛配重的方法，測試長期荷載作用下植筋的錨固性能，可解決液壓千斤頂持荷不穩(wěn)定等不足。e、本發(fā)明所提供裝置的加載裝置和拉壓傳感器均與化學(xué)植筋分離，可避免由于化學(xué)植筋拉斷導(dǎo)致的設(shè)備破壞等問題。f、本發(fā)明基于杠桿原理設(shè)計，在滿足化學(xué)植筋拉拔試驗荷載要求的前提下，通過控制合理的力臂比值，可大幅度降低加載端荷載值。


圖I是本發(fā)明提供的用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置示意 圖2是本發(fā)明提供的用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置實施方法示意圖。其中1、混凝土基材；2、植筋；3、U型連接件；4、U型卸扣；5、可調(diào)節(jié)支座；6、拉壓傳感器；7、剛性墊塊；8、剛性橫梁；9、加載裝置；10、限位銷孔；11、限位插銷ふ、支座中心與U型卸扣中心的距離；L2、支座中心與加載裝置中心的距離；L3、剛性橫梁重心至支座重心的距離；g、剛性橫梁自重而、加載裝置端荷載值あ、根據(jù)拉壓傳感器所讀數(shù)值和力平衡原理求得的植筋系統(tǒng)拉拔力值；Ti、拉壓傳感器讀數(shù)值。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)ー步詳細(xì)說明，
一種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置，包括剛性橫梁、支座，所述剛性橫梁上順次開有若干限位銷孔，一支座通過限位插銷與所述其中任意一限位銷孔固定連接，在所述支座的下端連接有拉壓傳感器，拉壓傳感器另一端與剛性墊塊連接，剛性墊塊放置于混·凝土基材上；所述剛性橫梁的一端安裝有U型卸扣，所述U型卸扣通過U型連接件與待測混凝土基材上的植筋固定連接；所述剛性橫梁的另一端安裝有加載裝置。一種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置的實施方法，包括以下幾個步驟， 第一歩、在混凝土基材上依次安裝剛性墊塊、拉壓傳感器和支座；
第二步、將支座連接至剛性橫梁上的限位銷孔中，并通過限位插銷限位；
第三步、在剛性橫梁一端安裝U型卸扣，并通過U型連接件與植筋連接；
第四步、在剛性橫梁的另一端連接加載裝置；
第五步、分別測定支座中心與U型卸扣中心的距離L1、支座中心與加載裝置中心的距離L2,剛性橫梁重心至支座中心的距離L3和剛性橫梁自重g ；
第六步、實施分級加載，井分別記錄各級荷載下的加載裝置端荷載值Gi.測定各級荷載Gi下拉壓傳感器讀數(shù)值Ti.植筋端部伸長值Si ；。第七步、根據(jù)拉壓傳感器所讀數(shù)值和力平衡原理求得植筋系統(tǒng)的拉拔カFi， Fi=Ti-Gi-g,
根據(jù)杠桿カ矩平衡原理求得植筋系統(tǒng)的拉拔カFMi，
Fm= (Gi-L2+g*L3) /L1 ；
取Fi和FMi兩個值的平均值為植筋系統(tǒng)實際拉拔カFKi，F(xiàn)Ei= (Fi + FMi) /2 ；
其中，i=l,2,…，N;
第八步、根據(jù)多次推定的植筋系統(tǒng)實際拉拔カFKi和植筋端部伸長值Si繪制植筋系統(tǒng)的荷載-位移，即F-S曲線，評定植筋系統(tǒng)的實際錨固性能。本發(fā)明提供的用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置及其實施方法可帶來以下優(yōu)點
a、解決了在無約束條件下植筋錨固性能的測試問題；
b、能夠確保加載過程中拉拔カ與植筋中心重合，避免了現(xiàn)有拉拔裝置不對中帶來的不利影響；
C、對待測植筋的外露長度無特殊要求，而且能夠用于植筋布置密集區(qū)域的植筋錨固性能測試；d、本發(fā)明所提供的裝置基于杠桿原理設(shè)計，可通過調(diào)整カ臂長度比值大幅度降低加載端的荷載值；
e、通過在本發(fā)明裝置的加載端吊掛配重的方法，測試長期荷載作用下植筋的錨固性能，可解決液壓千斤頂持荷不穩(wěn)定等不足。 f、本發(fā)明所提供裝置的加載裝置和拉壓傳感器均與化學(xué)植筋分離，可避免由于化學(xué)植筋拉斷導(dǎo)致的設(shè)備破壞等問題。
權(quán)利要求
1.一種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置，其特征在于包括一設(shè)置在混凝土基材(I)上方的杠桿測力裝置，所述杠桿測カ裝置包括剛性橫梁(8)，所述剛性橫梁(8)的支點部位鉸接ー支座(5)，所述支座(5)的下端剛性連接有拉壓傳感器(6)，所述拉壓傳感器(6)的另一端與混凝土基材(I)剛性連接，所述剛性橫梁(8)的一端通過連接件與植筋(2)固定連接，所述剛性橫梁的另一端連接有加載裝置(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置，其特征在于所述剛性橫梁(8)上順次開有若干限位銷孔(10)，所述支座(5)通過限位插銷(11)與任一限位銷孔(10)鉸接，在所述支座(5)的下端連接所述拉壓傳感器(6)，拉壓傳感器(6)另一端與ー剛性墊塊(7)連接，剛性墊塊(7)放置于混凝土基材(I)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置，其特征在于所述連接件包括U型卸扣(4)、U型連接件(3)，所述U型卸扣(4)通過U型連接件(3)與混凝土基材(I)上的植筋(2)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置的實施方法，其特征在于包括以下幾個步驟， 第一歩、在混凝土基材(I)上依次安裝剛性墊塊(7)、拉壓傳感器(6)和支座(5)； 第二步、將支座(5)連接至剛性橫梁(8)上的限位銷孔中，并通過限位插銷(11)限位； 第三步、在剛性橫梁(8) —端安裝U型卸扣(4)，并通過U型連接件(3)與植筋(2)連接; 第四步、在剛性橫梁(8)的另一端連接加載裝置(9)； 第五步、分別測定支座(5)中心與U型卸扣(4)中心的距離L1、支座(5)中心與加載裝置(9)中心的距離L2，剛性橫梁(8)重心至支座(5)中心的距離L3和剛性橫梁(8)自重g ; 第六步、實施分級加載，井分別記錄各級荷載下的加載裝置端荷載值Gi.測定各級荷載Gi下拉壓傳感器讀數(shù)值Ti.植筋端部伸長值Si ； 第七步、根據(jù)拉壓傳感器所讀數(shù)值和力平衡原理求得植筋系統(tǒng)的拉拔カFi，F(xiàn)i=Ti-Gi-g, 根據(jù)杠桿カ矩平衡原理求得植筋系統(tǒng)的拉拔カFMi，F(xiàn)m= (Gi-L2+g*L3) /L1 ； 取Fi和FMi兩個值的平均值為植筋系統(tǒng)實際拉拔カFKi，F(xiàn)Ei= (Fi + FMi) /2 ； 其中，i=l,2,…，N; 第八步、根據(jù)多次推定的植筋系統(tǒng)實際拉拔カFKi和植筋端部伸長值Si繪制植筋系統(tǒng)的荷載-位移，即F-S曲線，評定植筋系統(tǒng)的實際錨固性能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置及其實施方法，具體地說是屬于土木工程加固改造技術(shù)領(lǐng)域。一種用于植筋錨固性能測試的杠桿式拉拔裝置，包括一設(shè)置在混凝土基材上方的杠桿測力裝置，所述杠桿測力裝置包括剛性橫梁，所述剛性橫梁的支點部位鉸接一支座，支座的下端剛性連接有拉壓傳感器，所述拉壓傳感器的另一端與混凝土基材剛性連接，所述剛性橫梁的一端通過連接件與植筋固定連接，剛性橫梁的另一端連接有加載裝置。本裝置基于杠桿原理，結(jié)合壓力傳感器等設(shè)備，測試錨固于混凝土基材中的化學(xué)植筋錨固性能的拉拔裝置及其實施方法，相對于現(xiàn)有的錨固連接節(jié)點受力性能的測試方法具有顯著的優(yōu)越性。
文檔編號G01N3/08GK102680321SQ20121015721
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者王永泉 申請人:河海大學(xué)