一種測(cè)試frp布應(yīng)力松弛的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛的裝置。該裝置包括固定端、張拉端和搭接板。固定端由固定端夾具、底板和加勁肋組成。張拉端由張拉端夾具、張拉端豎向擋板、水平墊塊和底板組成。搭接板通過錨栓與固定端和張拉端的底板連接成整體。固定端夾具由兩塊水平鋼板和一塊豎向鋼板焊接而成。上側(cè)水平鋼板中間和豎向鋼板上方開一凹槽，形成一個(gè)開孔。張拉端夾具由兩塊水平鋼板和一塊豎向鋼板焊接成U形鋼板。該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，組裝方便，占空間小。只需要一個(gè)扳手即可完成對(duì)FRP布條預(yù)應(yīng)力的加載，可操作性強(qiáng)，便于大量開展測(cè)試，從而有利于推廣預(yù)應(yīng)力FRP布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的運(yùn)用。
【專利說明】
一種測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于土木工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛的裝置。該裝置適用于在預(yù)應(yīng)力FRP布結(jié)構(gòu)加固中由于應(yīng)力松弛而引起的預(yù)應(yīng)力損失量的確定?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來，需加固補(bǔ)強(qiáng)的建筑橋梁結(jié)構(gòu)日漸增多，傳統(tǒng)的加固方式有加大截面法、粘鋼加固法以及粘纖維布加固等方法。其中粘碳纖維布加固法又以其施工方便、不增加建筑物自重等優(yōu)勢(shì)近年來得到廣泛應(yīng)用，但使用后問題隨之而來。首先，經(jīng)大量文獻(xiàn)試驗(yàn)研究表明，該加固方法能提高構(gòu)件的承載力有限，且未能充分發(fā)揮纖維布高強(qiáng)度的特點(diǎn)，利用效率較低;其次，粘結(jié)纖維布所用的膠體耐久性能較低，結(jié)硬后，長(zhǎng)期暴露在空氣中易老化，造成碳纖維布整體的剝離、脫落，從而喪失加固效果。為了解決這些問題，可對(duì)FRP纖維布施加預(yù)應(yīng)力，從而對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行主動(dòng)加固，讓FRP的高抗拉強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，提高纖維布的使用效率，且預(yù)應(yīng)力能減小裂縫寬度，并有效控制裂縫的進(jìn)一步開展。同時(shí)，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)該加固方法可提高構(gòu)件的承載力比普通粘貼的方法高。為了推廣應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力纖維片材加固過程中的預(yù)應(yīng)力損失尚需進(jìn)一步研究，尤其是其應(yīng)力松弛損失。目前對(duì)FRP纖維布應(yīng)力松弛研究較少，僅國(guó)內(nèi)外個(gè)別學(xué)者對(duì)不同F(xiàn)RP材料的應(yīng)力松弛進(jìn)行了初步試驗(yàn)研究，但其試驗(yàn)設(shè)備較為復(fù)雜，需要專門的加載設(shè)備，測(cè)試布條的長(zhǎng)度寬度較小。為了更深入的研究及確定FRP材料的應(yīng)力松弛性能，采用構(gòu)造簡(jiǎn)單、加載方便、試件FRP布長(zhǎng)度及寬度可調(diào)節(jié)的專用FRP布應(yīng)力松弛測(cè)試裝置具有很好的實(shí)用價(jià)值。通過大量預(yù)應(yīng)力FRP布應(yīng)力松弛試驗(yàn)，獲得不同條件下 FRP布總的應(yīng)力松弛量及應(yīng)力松弛率，為合理確定FRP布應(yīng)力松弛計(jì)算模型及計(jì)算公式提供數(shù)據(jù)支持，分析FRP材料的松弛性能對(duì)其工程運(yùn)用可能產(chǎn)生的影響，對(duì)預(yù)應(yīng)力FRP纖維加固技術(shù)有很好的推動(dòng)作用。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛的裝置。
[0004]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛的裝置，包括固定端、張拉端和搭接板;固定端由底板、固定端夾具和加勁肋組成;張拉端由底板、張拉端夾具、張拉端豎向擋板和水平墊塊組成;搭接板通過錨栓與底板連接成整體。
[0006]固定端夾具由兩塊水平鋼板和一塊豎向鋼板焊接而成，水平鋼板兩端開兩個(gè)錨孔，孔徑及其間距與所固定的纖維布自鎖式錨具一致，兩塊水平鋼板的豎向凈距通過自鎖式錨具的厚度再加上四塊水平墊片厚度確定，水平鋼板和豎向鋼板的長(zhǎng)度通過自鎖式錨具的長(zhǎng)度再兩邊伸出20毫米確定;水平鋼板的寬度為自鎖式錨具的寬度加上豎板的厚度再加上10毫米;豎向鋼板的高度為110?120毫米;上側(cè)水平鋼板中間和豎向鋼板上方開一凹槽， 形成一個(gè)開孔供FRP布穿過;豎向鋼板與固定端底板焊接在一起;加勁肋是兩等邊邊長(zhǎng)為60 ?70毫米的等邊三角形鋼板;加勁肋設(shè)置4個(gè)，在固定端夾具豎向鋼板開孔兩側(cè)每側(cè)兩個(gè)；加勁肋兩等邊與固定端夾具豎向鋼板及固定端底板焊接。
[0007]張拉端夾具由兩塊水平鋼板和一塊豎向鋼板焊接成U形鋼板;水平鋼板間的凈距、 水平及豎向鋼板的長(zhǎng)度以及水平鋼板兩端的錨孔間距與固定端夾具相同；水平鋼板的寬度為固定端夾具水平鋼板的寬度加上張拉錨桿端部的厚度再加上10毫米;張拉端夾具的豎向鋼板中央開一直徑為20毫米的螺孔供張拉錨桿穿過;張拉端豎向擋板高為160毫米，在張拉端夾具的豎向鋼板開孔投影對(duì)應(yīng)的位置處開同樣大小的錨孔供張拉錨桿穿過;張拉端水平墊塊設(shè)在張拉端底板端部?jī)蓚?cè)，同底板和張拉端豎向擋板焊接;水平墊塊長(zhǎng)1400毫米，寬20 毫米、高20?30毫米，其上放置張拉端夾具。
[0008]底板與搭接板通過錨栓連接成整體，其搭接段的長(zhǎng)度為800毫米。
[0009]所述固定端夾具及張拉端夾具的豎板和張拉端豎向擋板板厚為30毫米，固定端夾具及張拉端夾具的水平鋼板厚度為15毫米，其他鋼板均要求厚度多20毫米。
[0010]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有的測(cè)試FRP應(yīng)力松弛的裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn):[〇〇11]1、本實(shí)用新型的裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，組裝方便，不占空間。
[0012]2、本實(shí)用新型的裝置便于對(duì)試件的FRP布條均勻地施加預(yù)應(yīng)力，只需要一個(gè)扳手即能夠完成對(duì)FRP布條的加載，可操作性強(qiáng)。便于大量開展此類試驗(yàn)，積累豐富的數(shù)據(jù)，更好的認(rèn)識(shí)總結(jié)在預(yù)應(yīng)力下FRP布的應(yīng)力松弛性能，從而有利于推廣預(yù)應(yīng)力FRP布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的運(yùn)用?！靖綀D說明】[〇〇13]圖1為本實(shí)用新型的測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛裝置的總體結(jié)構(gòu)圖。[〇〇14]圖2為本實(shí)用新型的測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型的測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛裝置的固定端結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型的測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛裝置的張拉端結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇17]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中錨固FRP布條的自鎖式錨具結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖中標(biāo)記:1-固定端;2-張拉端;3-搭接板;4-底板;5-固定端夾具;6-加勁肋;7-張拉端夾具;8-張拉端豎向擋板;9-水平墊塊；10-錨栓;11-自鎖式錨具；12-FRP布；13-張拉錨桿;14-錨具螺栓?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]實(shí)施例:[〇〇21]如圖1?5所示，本實(shí)施例為預(yù)應(yīng)力CFRP布應(yīng)力松弛試驗(yàn)。具體如下:[〇〇22] 一種測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛的裝置，包括固定端1、張拉端2和搭接板3。固定端1由底板4、固定端夾具5和加勁肋6組成。張拉端2由底板4、張拉端夾具7、張拉端豎向擋板8和水平墊塊9組成。搭接板3通過錨栓10與底板4連接成整體。[0023 ]固定端夾具5由兩塊水平鋼板和一塊豎向鋼板焊接而成。水平板兩端開兩個(gè)錨孔， 孔徑及其間距與所固定的纖維布自鎖式錨具11 一致。兩塊水平鋼板的豎向凈距通過自鎖式錨具11的厚度再加上四塊水平墊片厚度確定。水平鋼板和豎向鋼板的長(zhǎng)度通過自鎖式錨具 11的長(zhǎng)度再兩邊伸出20毫米確定。水平鋼板的寬度為自鎖式錨具11的寬度加上豎板的厚度再加上10毫米。豎向鋼板的高度為115毫米。上側(cè)水平鋼板中間和豎向鋼板上方開一凹槽， 形成一個(gè)開孔供FRP布12穿過。豎向鋼板與固定端底板4焊接在一起。加勁肋6是兩等邊邊長(zhǎng)為65毫米的等邊三角形鋼板。加勁肋6設(shè)置4個(gè)，在固定端夾具5豎向鋼板開孔兩側(cè)每側(cè)兩個(gè)。加勁肋6兩等邊與固定端夾具5豎向鋼板及固定端底板焊接，起到加強(qiáng)固定端1剛度的作用。
[0024]張拉端夾具7由兩塊水平鋼板和一塊豎向鋼板焊接成U形鋼板。水平鋼板間的凈距、水平及豎向鋼板的長(zhǎng)度以及水平鋼板兩端的錨孔間距與固定端夾具5相同。水平鋼板的寬度為固定端夾具5水平鋼板的寬度加上張拉錨桿13端部的厚度再加上10毫米。張拉端夾具7的豎向鋼板中央開一直徑為20毫米的螺孔供張拉錨桿13穿過。張拉端豎向擋板8高為 160毫米，在張拉端夾具7的豎向鋼板開孔投影對(duì)應(yīng)的位置處開同樣大小的錨孔供張拉錨桿 13穿過。張拉端水平墊塊9設(shè)在張拉端側(cè)底板4端部?jī)蓚?cè)，同底板4和張拉端豎向擋板8焊接。 水平墊塊9長(zhǎng)1400毫米，寬20毫米、高25毫米。其上放置張拉端夾具7。
[0025]底板4與搭接板3通過錨栓10連接成整體，其搭接段的長(zhǎng)度為800毫米。通過不同長(zhǎng)度規(guī)格的搭接板3調(diào)節(jié)應(yīng)力松弛測(cè)試裝置的長(zhǎng)度，自鎖式錨具11所錨固的FRP布12寬度能夠在150毫米范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。從而能夠進(jìn)行不同寬度和長(zhǎng)度預(yù)應(yīng)力FRP布應(yīng)力松弛測(cè)試。
[0026]所述鋼板均采用Q235B級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼材，其中固定端夾具5及張拉端夾具7的豎板和張拉端豎向擋板8板厚為30毫米，固定端夾具5及張拉端夾具7的水平鋼板厚度為15毫米，其他鋼板均要求厚度多20毫米。張拉錨桿13及錨具螺栓14均采用12.9級(jí)的高強(qiáng)錨桿，其抗剪切應(yīng)力等級(jí)為12.9GPa。[〇〇27]在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力CFRP布應(yīng)力松弛試驗(yàn)時(shí)，步驟如下:
[0028] 1、組裝測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛的裝置。方法是:將搭接板3兩側(cè)的螺孔與底板4的螺孔對(duì)準(zhǔn)，穿入錨栓10并擰緊。[〇〇29] 2、確定FRP布12的下料長(zhǎng)度并裁剪。[〇〇3〇] 3、將預(yù)應(yīng)力FRP布12—端連接到自鎖式錨具11上。方法是:預(yù)應(yīng)力FRP布12放入自鎖式錨具11的兩片夾片中并擰緊夾片，將FRP布12沿著錨具夾片環(huán)向纏繞3圈，并保證纏繞過程中FRP布12與錨具夾片之間裹緊。[〇〇31] 4、將裹緊好FRP布12的自鎖式錨具11放置在固定端夾具5中，并將自鎖式錨具11上的錨孔與固定端夾具5水平鋼板上的錨孔對(duì)準(zhǔn)，并在其之間放置螺母墊片，將錨具螺栓14的螺桿穿入其中。將螺母套在螺桿上并用扳手?jǐn)Q緊。[〇〇32] 5、將FRP布12另一端穿過固定端夾具5中上側(cè)水平鋼板中間和豎向鋼板上方形成的開孔。
[0033] 6、將張拉錨桿13的螺桿穿過張拉端夾具7及張拉端豎向擋板8的錨孔。在張拉錨桿 13上套上壓力傳感器，再將墊片和螺母套在張拉錨桿13的螺桿上。[〇〇34] 7、將FRP布12另一端在自鎖式錨具11纏緊。并將自鎖式錨具11上的錨孔與張拉端夾具7水平鋼板上的錨孔對(duì)準(zhǔn)，并在其之間放置螺母墊片，將錨具螺栓14的螺桿穿入其中。 將螺母套在螺桿上并用扳手?jǐn)Q緊。[〇〇35] 8、在FRP布12上每隔一定距離粘貼應(yīng)變片并接線與應(yīng)變采集儀連接上。用扳手?jǐn)Q緊錨具螺栓14上的螺母，記錄壓力傳感器以及應(yīng)變片的讀數(shù)。持續(xù)加載直至傳感器記錄的試驗(yàn)力及應(yīng)變數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)FRP布12預(yù)應(yīng)力度所對(duì)應(yīng)的力和應(yīng)變數(shù)值，完成對(duì)FRP布12預(yù)應(yīng)力的施加。
[0036]9、施加完預(yù)應(yīng)力后，保持FRP布12的應(yīng)變恒定，即鎖定FRP布12的變形，每隔一定時(shí)間間隔通過壓力傳感器記錄試驗(yàn)力值。通過分析試驗(yàn)力的長(zhǎng)期變化能夠得到預(yù)應(yīng)力FRP布 12的應(yīng)力松弛量大小及其應(yīng)力松弛性能。
[0037]所述 FRP布 12 為CFRP布。
[0038]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例進(jìn)行一些修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測(cè)試FRP布應(yīng)力松弛的裝置，其特征在于該裝置包括固定端(1)、張拉端(2)和搭 接板(3);固定端(1)由底板(4)、固定端夾具(5)和加勁肋(6)組成;張拉端(2)由底板(4)、張 拉端夾具(7)、張拉端豎向擋板(8)和水平墊塊(9)組成;搭接板(3)通過錨栓(10)與底板(4) 連接成整體；固定端夾具(5)由兩塊水平鋼板和一塊豎向鋼板焊接而成，水平鋼板兩端開兩個(gè)錨孔， 孔徑及其間距與所固定的纖維布自鎖式錨具(11) 一致，兩塊水平鋼板的豎向凈距通過自鎖 式錨具(11)的厚度再加上四塊水平墊片厚度確定，水平鋼板和豎向鋼板的長(zhǎng)度通過自鎖式 錨具(11)的長(zhǎng)度再兩邊伸出20毫米確定;水平鋼板的寬度為自鎖式錨具(11)的寬度加上豎 板的厚度再加上10毫米;豎向鋼板的高度為110?120毫米;上側(cè)水平鋼板中間和豎向鋼板上 方開一凹槽，形成一個(gè)開孔供FRP布(12)穿過;豎向鋼板與固定端底板(4)焊接在一起;加勁 肋(6)是兩等邊邊長(zhǎng)為60?70毫米的等邊三角形鋼板;加勁肋(6)設(shè)置4個(gè)，在固定端夾具(5) 豎向鋼板開孔兩側(cè)每側(cè)兩個(gè);加勁肋(6)兩等邊與固定端夾具(5)豎向鋼板及固定端底板焊 接；張拉端夾具(7)由兩塊水平鋼板和一塊豎向鋼板焊接成U形鋼板;水平鋼板間的凈距、 水平及豎向鋼板的長(zhǎng)度以及水平鋼板兩端的錨孔間距與固定端夾具(5)相同；水平鋼板的 寬度為固定端夾具(5)水平鋼板的寬度加上張拉錨桿(13)端部的厚度再加上10毫米;張拉 端夾具(7)的豎向鋼板中央開一直徑為20毫米的螺孔供張拉錨桿(13)穿過;張拉端豎向擋 板(8)高為160毫米，在張拉端夾具(7)的豎向鋼板開孔投影對(duì)應(yīng)的位置處開同樣大小的錨 孔供張拉錨桿(13)穿過;張拉端水平墊塊(9)設(shè)在張拉端底板(4)端部?jī)蓚?cè)，同底板(4)和張 拉端豎向擋板(8)焊接;水平墊塊(9)長(zhǎng)1400毫米，寬20毫米、高20~30毫米，其上放置張拉端 夾具(7);底板(4)與搭接板(3)通過錨栓(10)連接成整體，其搭接段的長(zhǎng)度為800毫米；所述固定端夾具(5)及張拉端夾具(7)的豎板和張拉端豎向擋板(8)板厚為30毫米，固 定端夾具(5)及張拉端夾具(7)的水平鋼板厚度為15毫米，其他鋼板均要求厚度多20毫米。
【文檔編號(hào)】G01N3/04GK205607767SQ201620304670
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月13日
【發(fā)明人】盧春玲, 王強(qiáng), 吳有勝
【申請(qǐng)人】桂林理工大學(xué)