一種現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，包括底座、力傳感器、位移傳感器、固定筒、推動桿和帶有顯示屏的控制器，固定筒安裝在底座上，在底座上還安裝有千斤頂，千斤頂?shù)妮敵鲚S上安裝所述的直線位移傳感器；輸出軸的端部通過頂桿與所述的力傳感器連接；在固定筒中設(shè)置有可沿固定筒軸向滑動的推動桿，推動桿與千斤頂?shù)妮敵鲚S在同一條直線上；推動桿的一端通過連接桿連接力傳感器，推動桿的另一端固結(jié)有一個(gè)軸向垂直于推動桿的套筒；套筒中安裝有可沿套筒軸向滑動的定位桿，套筒上還設(shè)置有定位螺絲；定位桿的下端穿過底座且安裝有推頭；力傳感器和直線位移傳感器均與控制器連接。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，能進(jìn)行現(xiàn)場檢測。
【專利說明】一種現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于剪切儀【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀。
【背景技術(shù)】
[0002]由于浙青路面或橋面浙青鋪裝層經(jīng)常受到天氣、溫度、行車、材料以及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等因素的影響，浙青路面或橋面不可避免的會出現(xiàn)車轍、路面結(jié)構(gòu)層推移、防水層結(jié)構(gòu)滑動等結(jié)構(gòu)層界面早期破壞，這些病害對行車速度、乘車舒適性、路面使用壽命以及交通安全等帶來了嚴(yán)重影響，造成在建成不久就不得不對車轍、推移、層間滑動等病害進(jìn)行處理，造成不良社會影響及經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]為便于分析浙青路面或橋面鋪裝層層間的粘結(jié)狀況，對車轍、路面結(jié)構(gòu)層推移、防水層結(jié)構(gòu)滑動等結(jié)構(gòu)層界面早期破壞進(jìn)行早期處理，需測量路橋結(jié)構(gòu)層間的抗剪強(qiáng)度。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中測試抗剪強(qiáng)度的方法都是利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的層間剪切儀來實(shí)現(xiàn)。上述方法中，如果需測量路橋結(jié)構(gòu)面層間的抗剪強(qiáng)度，必須提前到現(xiàn)場鉆取路橋結(jié)構(gòu)層試樣，然后將試樣帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試。由于現(xiàn)場施工水平限制等因素，實(shí)際操作中經(jīng)常遇到鉆芯困難的問題，即不能取出完整的路橋結(jié)構(gòu)層試樣，但實(shí)驗(yàn)室剪切儀并不適用于現(xiàn)場檢測，從而導(dǎo)致在現(xiàn)場取芯困難時(shí)無法測量路橋結(jié)構(gòu)層層間的抗剪強(qiáng)度的難題。因此需要一種用于現(xiàn)場檢測路橋結(jié)構(gòu)層層間的抗剪強(qiáng)度的剪切儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有檢測路橋結(jié)構(gòu)層層間抗剪強(qiáng)度方法存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，解決了現(xiàn)有方法中存在的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，包括底座、力傳感器、直線位移傳感器、固定筒、推動桿和控制器，固定筒安裝在底座上，在底座上還安裝有千斤頂，千斤頂?shù)妮敵鲚S上安裝所述的直線位移傳感器；輸出軸的端部通過頂桿與所述的力傳感器連接；在固定筒中設(shè)置有所述的推動桿，推動桿可沿固定筒軸向滑動，推動桿與千斤頂?shù)妮敵鲚S在同一條直線上；推動桿的一端通過連接桿連接力傳感器，推動桿的另一端固結(jié)有一個(gè)軸向垂直于推動桿的套筒；套筒中安裝有可沿套筒軸向滑動的定位桿，套筒上還設(shè)置有定位螺絲；定位桿的下端穿過底座且安裝有推頭；力傳感器和直線位移傳感器均與控制器連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述的推頭采用拱板型推頭。
[0009]進(jìn)一步地，所述的千斤頂采用液壓千斤頂，液壓千斤頂與一個(gè)手動液壓泵連接，工作時(shí)不需要外接電源。
[0010]進(jìn)一步地，所述的底座的邊緣設(shè)置有加強(qiáng)肋，保證加載過程中裝置的穩(wěn)固；底座的兩端設(shè)置有手提孔，便于移動裝置。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述的控制器包括有單片機(jī)和顯示屏。
[0012]本實(shí)用新型可以直接在公路橋梁施工現(xiàn)場進(jìn)行路橋結(jié)構(gòu)層層間的抗剪強(qiáng)度的檢測，解決了現(xiàn)有儀器在現(xiàn)場取芯困難時(shí)無法檢測評價(jià)路橋結(jié)構(gòu)層層間粘結(jié)狀況的問題。此夕卜，本儀器設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)緊湊，檢測精度高，使用方便；體積小，方便攜帶，不需要外接電源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)正視圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型推頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型所剪試樣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中標(biāo)號代表:1 一底座，2—千斤頂，3—頂桿,4一力傳感器，5—連接桿,6—推動桿，7一定位桿,8—套筒,9一定位螺絲，10一直線位移傳感器，11一固定筒，12一推頭，13一手動液壓泵，14一控制器，15—試樣；
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0019]遵從上述技術(shù)方案，如圖1和圖2所示，一種現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，包括底座
1、千斤頂2、推動桿6、固定筒11、推頭12和控制器14，底座I為儀器的主體，所有的零件都固定在底座I上；液壓千斤頂2水平放置，通過螺桿固定于底座I上，且與手動液壓泵13連接，液壓千斤頂2的輸出軸上設(shè)置有直線位移傳感器10，輸出軸端部通過頂桿3與力傳感器4連接；所述固定筒11為直線型固定筒11，通過螺絲固定于底座I上，其內(nèi)套有推動桿6 ；所述推動桿6可沿固定筒11軸向移動，其直徑略小于固定筒11內(nèi)徑；套筒8可保證推動桿6傳遞力矩時(shí)始終處于同一條直線上；推動桿6 —端通過連接桿5與力傳感器4相接，另一端連接有套筒8，套筒8上設(shè)有定位螺絲9 ;定位桿7為圓柱形桿，套于套筒8內(nèi)，當(dāng)擰松定位螺絲9時(shí)定位桿7可沿套筒8上下自由運(yùn)動，定位桿7下端穿過底座1，推頭12固定于定位桿7下端，如圖3所示，推頭12采用拱板型推頭12，根據(jù)現(xiàn)場鉆芯直徑可更換不同弧度的推頭12，以便于試樣15剪切?？刂破?4通過數(shù)據(jù)線與直線位移傳感器10及力傳感器4連接，控制器14自帶有單片機(jī)和顯示屏，其作用是對兩個(gè)傳感器采集的信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)保存的同時(shí)，顯示在顯示屏上。
[0020]本裝置所述液壓千斤頂為手動分離千斤頂，通過手工操作手動液壓泵13驅(qū)動液壓千斤頂?shù)妮敵鲚S向前運(yùn)動，液壓千斤頂輸出軸、力傳感器4、推動桿6三者之間通過處在同一條直線上，因此輸出軸向前運(yùn)動產(chǎn)生的推力通過力傳感器4傳遞到推動桿6，推動桿6向前運(yùn)動帶動推頭12對試樣15進(jìn)行剪切；同時(shí)設(shè)于液壓千斤頂輸出軸上的直線位移傳感器10可檢測液壓千斤頂輸出軸向前運(yùn)動的距離。
[0021]剪切過程中直線位移傳感器10及力傳感器4的信號實(shí)時(shí)傳輸?shù)綆в袉纹瑱C(jī)及顯示屏的控制器14保存和顯示。單片機(jī)負(fù)責(zé)將傳感器信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換信號顯示在顯示屏上，同時(shí)可以將傳感器信號保存，供后期輸出調(diào)用。液壓千斤頂產(chǎn)生的推力不斷增大，直至將試樣15底層與路橋結(jié)構(gòu)層錯(cuò)開。在此過程中，通過顯示屏讀取試樣15剪切破壞過程中所受最大剪力及剪切位移，可計(jì)算得到路橋結(jié)構(gòu)層層間抗剪強(qiáng)度，用于評估路橋結(jié)構(gòu)層層間粘結(jié)的情況。[0022]本實(shí)用新型的剪切力動力來源是通過手工操作手動液壓泵13驅(qū)動液壓千斤頂輸出軸向前運(yùn)動產(chǎn)生推力獲得，工作時(shí)不需要外接電源，可解決現(xiàn)有剪切儀在路橋施工現(xiàn)場無電源時(shí)因無法啟動電機(jī)而不能使用的問題。因此與現(xiàn)有剪切儀相比，本實(shí)用新型應(yīng)用范圍更加廣泛。
[0023]以下給出本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例:
[0024]在本實(shí)施例中，直線位移傳感器10選用G⑶-121-1000型傳感器，力傳感器4采用RSSOlB型傳感器，控制器14上單片機(jī)的型號為MSP430F149，顯示屏為IXD顯示屏。在本實(shí)用新型使用時(shí)，如圖4所示，首先用鉆芯機(jī)在被檢測路橋結(jié)構(gòu)層表面鉆出內(nèi)徑IOOmm和外徑150mm(施工現(xiàn)場鉆芯機(jī)常用鉆頭直徑為IOOmm和150mm)的兩個(gè)圓，挖出兩圓之間的環(huán)狀部分，其中內(nèi)徑IOOmm部分即為試樣15，試樣15底部高度應(yīng)略低于被檢測結(jié)構(gòu)層層間界面；將剪切儀放置在適當(dāng)位置，并檢查剪切儀底座I放置是否穩(wěn)固，必要時(shí)采用合適的方法固定剪切儀底座I ;然后旋松定位螺絲9，移動定位桿7，使拱板型推頭12的外拱部緊貼試樣15表面緩慢下降，直至推頭12下降到適當(dāng)位置時(shí)旋緊定位螺絲9，將推頭12固定在此高度。
[0025]檢查裝置線路連接無誤后，開始操作手動液壓泵13，驅(qū)動液壓千斤頂輸出軸向前運(yùn)動，產(chǎn)生推力推動推頭12緩慢向前移動，推頭12慢慢對試樣15進(jìn)行剪切，直至將試樣15在結(jié)構(gòu)層層間界面處斷開。在此過程中隨時(shí)通過顯示器讀取試樣15剪切破壞過程中所受最大剪力及剪切位移，計(jì)算得到路橋結(jié)構(gòu)層層間抗剪強(qiáng)度。然后操作手動液壓泵13，對液壓千斤頂進(jìn)行卸載，使輸出軸恢復(fù)初始位置。旋松定位螺絲9，使定位桿7上移，將推頭12固定在適當(dāng)高度，準(zhǔn)備下一個(gè)試樣15的剪切試驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，包括底座(I)、力傳感器(4)、直線位移傳感器(10)、固定筒(11)、推動桿(6)和控制器(14)，固定筒(11)安裝在底座(I)上，其特征在于，在底座(I)上還安裝有千斤頂(2)，千斤頂(2)的輸出軸上安裝所述的直線位移傳感器(10);輸出軸的端部通過頂桿(3)與所述的力傳感器(4)連接；在固定筒(11)中設(shè)置所述的推動桿(6),推動桿(6)可沿固定筒(11)軸向滑動，推動桿(6)與千斤頂(2)的輸出軸在同一條直線上；推動桿(6)的一端通過連接桿(5)連接力傳感器(4),推動桿(6)的另一端固結(jié)有一個(gè)軸向垂直于推動桿(6)的套筒(8);套筒(8)中安裝有可沿套筒(8)軸向滑動的定位桿(7)，套筒(8 )上還設(shè)置有定位螺絲(9 );定位桿(7 )的下端穿過底座(I)且安裝有推頭(12 );力傳感器(4)和直線位移傳感器(10)均與控制器(14)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，其特征在于，所述的推頭(12)采用拱板型推頭。
3.如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，其特征在于，所述的千斤頂(2)采用液壓千斤頂，液壓千斤頂與一個(gè)手動液壓泵(13)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，其特征在于，所述的底座(I)的邊緣設(shè)置有加強(qiáng)肋，底座(I)的兩端設(shè)置有手提孔。
5.如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，其特征在于，所述的控制器(14)包括有單片機(jī)和顯示屏。
【文檔編號】G01N19/04GK203572760SQ201320754660
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】王選倉, 張健, 宋學(xué)藝, 鄧?yán)^平, 胡貴華, 王磊, 趙爾勝, 徐愛民, 張志建, 王文強(qiáng) 申請人:長安大學(xué)