一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)的錨固反力裝置制造方法
【專利摘要】一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)的錨固反力裝置，包括由四個(gè)膨脹錨桿支撐的平行設(shè)置的第一次梁和第二次梁，主梁垂直于第一次梁和第二次梁，主梁兩端分別與第一、第二次梁固定連接。還包括豎向加載機(jī)構(gòu)和剪切機(jī)構(gòu)。膨脹錨桿主要由螺桿、上脹塞、瓣?duì)钐坠芎拖旅浫b配成。其中瓣?duì)钐坠苡裳貓A周方向分布的三個(gè)弧形瓣對(duì)接構(gòu)成，每個(gè)弧形瓣兩端對(duì)應(yīng)瓣?duì)钐坠艿妮S線的夾角為120°。豎向加載機(jī)構(gòu)包括橫向滾軸排、豎向千斤頂和水平鋼板。剪切機(jī)構(gòu)包括第一垂直鋼墊板、剪切向千斤頂、傳力塊和第二垂直鋼墊板。本發(fā)明施工方便，破壞性小，節(jié)省施工時(shí)間，特別是提高了錨固效果。
【專利說明】—種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)的錨固反力裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)用裝置，具體涉及一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)的錨固反力裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]碾壓混凝土層面結(jié)合的優(yōu)劣性能直接影響碾壓混凝土的質(zhì)量，因此有必要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行碾壓混凝土的原位抗剪試驗(yàn)。碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的試驗(yàn)，操作步驟復(fù)雜。試驗(yàn)裝置主要由豎向加載系統(tǒng)、剪切系統(tǒng)、錨桿反力系統(tǒng)組成。目前普遍應(yīng)用在試驗(yàn)中的豎向荷載的加載方法有壓重法和錨桿法。
[0003]壓重法需要不斷的重復(fù)運(yùn)輸和吊裝，存在耗費(fèi)安裝時(shí)間長(zhǎng)、安全性能低、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的錨固用錨桿多由直徑較小的鋼筋或錨筋制成，打孔后往孔中注入一定量的錨固劑，再插入鋼筋，并沿同一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，使錨固劑很好地包裹桿體，形成握裹力，由于錨固劑需要一定的凝結(jié)時(shí)間，待強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí)才可以使用，因此從錨桿埋設(shè)完畢到投入使用需時(shí)間較長(zhǎng)，且錨固后的錨桿使用后即作廢，不方便回收，殘留在錨固體中，很可能對(duì)其它施工形成障礙，同時(shí)也浪費(fèi)材料。錨桿直徑小錨固深度不夠錨固力也相對(duì)較小，為了達(dá)到試驗(yàn)要求往往需要打孔很深，埋入錨桿較長(zhǎng)，且由直徑較小的鋼筋或錨筋支撐主次梁也極其不穩(wěn)定，為了加強(qiáng)穩(wěn)定性通常還需要在錨桿周圍用鋼管作為外支架來固定。由于碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)需在工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，環(huán)境多變，傳統(tǒng)的壓重法和錨桿法都有很大的局限性，實(shí)施困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，是提供一種碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)的錨固反力裝置。本發(fā)明施工方便、破壞性小、錨固力強(qiáng)，拆卸方便，可反復(fù)使用，且節(jié)省試驗(yàn)材料，降低成本，縮短試驗(yàn)周期。
[0005]采用的技術(shù)方案是:
一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)的錨固反力裝置，包括錨桿反力機(jī)構(gòu)、豎向加載機(jī)構(gòu)和剪切機(jī)構(gòu)，其特征在于:
錨桿反力機(jī)構(gòu)，包括第一膨脹錨桿、第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿、第四膨脹錨桿、第一次梁、第二次梁和主梁。
[0006]第一膨脹錨桿機(jī)構(gòu)，包括螺桿、固定螺帽、上脹塞、瓣?duì)钐坠?、開口式箍環(huán)、下脹塞、第一支撐桿和活動(dòng)螺帽。
[0007]螺桿的上下端分別有外螺紋，中間為無螺紋段。固定螺帽為普通六角螺母，該螺帽與螺桿焊接固定；上脹塞下端為圓錐形體，其中心為無螺紋孔；下脹塞為圓錐形體，其中心孔有內(nèi)螺紋。瓣?duì)钐坠苡裳貓A周方向分布的三個(gè)弧形瓣件對(duì)接構(gòu)成，弧形瓣件兩端對(duì)應(yīng)瓣?duì)钐坠茌S線的夾角為120°。瓣?duì)钐坠艿纳?、下端分別與上脹塞和下脹塞接觸，瓣?duì)钐坠苌隙说娜齻€(gè)弧形瓣件的內(nèi)徑與上脹塞的錐形體部分的外徑相匹配，瓣?duì)钐坠芟露说娜齻€(gè)弧形瓣件的內(nèi)徑與下脹塞外徑相匹配，這樣保證了上下錐形脹塞能夠嵌入瓣?duì)钐坠軆?nèi)部。瓣?duì)钐坠芡獗谏嫌卸拉h(huán)形凹槽。二道環(huán)形凹槽內(nèi)分別套裝有開口式箍環(huán)，其作用是使瓣?duì)钐坠茉谂蛎洉r(shí)箍緊，在收縮時(shí)放松，從而保證整個(gè)螺桿和第一膨脹錨桿機(jī)構(gòu)脹縮自如，拆卸方便。
[0008]固定螺帽、上脹塞、瓣?duì)钐坠芎拖旅浫缮现料乱来翁籽b在螺桿上。其中，固定螺帽固定在螺桿的上端有外螺紋段底部。上脹塞和瓣?duì)钐坠芪挥诼輻U的無螺紋段，上脹塞的錐形體插入瓣?duì)钐坠艿纳隙碎_口內(nèi)。下脹塞旋設(shè)在螺桿的下端有外螺紋段，且下脹塞插入瓣?duì)钐坠艿南露碎_口內(nèi)。
[0009]第一支撐桿的下端中心孔內(nèi)有內(nèi)螺紋，螺桿的上端以外螺紋與第一支撐桿下端連接。
[0010]第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿在結(jié)構(gòu)上與第一膨脹錨桿相同。
[0011]第一膨脹錨桿和第二膨脹錨桿豎直設(shè)置，第一膨脹錨桿的第一支撐桿和第二膨脹錨桿的第二支撐桿的上端分別穿過第一次梁的兩端并與活動(dòng)螺帽連接。第二次梁與第一次梁平行設(shè)置。第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿豎直設(shè)置。第三膨脹錨桿的第三支撐桿和第四膨脹錨桿的第四支撐桿分別穿過第二次梁的兩端并與活動(dòng)螺帽連接。主梁橫向設(shè)置，其兩端分別與第一次梁和第二次梁垂直固定連接。
[0012]豎向加載機(jī)構(gòu)包括橫向滾軸排、豎向千斤頂和水平鋼墊板。橫向滾軸排抵頂在主梁的下端面上。橫向滾軸排設(shè)置在豎向千斤頂上，豎向千斤頂設(shè)置在水平鋼墊板上。
[0013]剪切機(jī)構(gòu)包括第一垂直鋼墊板、剪切向千斤頂、傳力塊和第二垂直鋼墊板。第一垂直鋼墊板和第二垂直鋼墊板豎直設(shè)置，剪切向千斤頂?shù)猪斣诘谝淮怪变搲|板上，傳力塊左端抵頂在剪切向千斤頂?shù)牡鬃?，傳力塊右端抵頂在第二垂直鋼墊板上。
[0014]使用中，用鉆機(jī)在試驗(yàn)構(gòu)件上打好四個(gè)錨固孔，將四個(gè)膨脹錨桿分別插入四個(gè)錨固孔中，旋緊固定螺帽，螺桿跟著一起旋轉(zhuǎn)，下脹塞隨著螺紋逐漸旋緊，使得上下兩個(gè)脹塞的錐形部分同時(shí)插入由三個(gè)弧形瓣件組合成的套管中，三個(gè)弧形瓣件隨即向外張開，兩個(gè)開口式箍環(huán)也隨著三個(gè)弧形瓣件組合成的套管向外擴(kuò)張，由于套管膨脹形成摩擦握裹力，達(dá)到錨固效果。
[0015]試驗(yàn)中通常用4個(gè)膨脹錨桿連接的4個(gè)支撐桿，4個(gè)膨脹錨桿通過上端螺桿分別與4個(gè)支撐桿相連接，其中二個(gè)支撐桿之間架設(shè)第一次梁，另外二個(gè)支撐桿間架設(shè)第二次梁，用活動(dòng)螺帽固定次梁；在二個(gè)次梁的中間架設(shè)主梁，主梁下部依次安裝橫向滾軸排，豎向千斤頂，水平鋼墊板。整個(gè)豎向加載機(jī)構(gòu)所有部件需安裝在同一軸線上，與預(yù)定剪切面相垂直。其次是安裝剪切機(jī)構(gòu)，安裝順序?yàn)榇怪变搲|板，剪切向千斤頂，傳力塊，垂直鋼墊板，剪切系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格定位，中心線要平行于預(yù)定剪切面。
[0016]錨固反力裝置安裝完畢后即可緩慢施加荷載開展試驗(yàn)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于:
(I)膨脹錨桿與傳統(tǒng)錨桿相比，其原理是依靠錨桿膨脹產(chǎn)生的摩擦力達(dá)到錨固效果。本發(fā)明中的膨脹錨桿，當(dāng)旋緊固定螺帽時(shí)，受上下脹塞擠壓作用，使三個(gè)弧形瓣件組成的套管外壁始終能保持與螺桿平行，產(chǎn)生的摩擦阻力更大更均勻，因此錨固力更強(qiáng)。通過拉拔試驗(yàn)，膨脹錨桿可提供大于1kN的錨固力。
[0018](2)施工方便，破壞性小，由于錨固力更強(qiáng)，因此打孔無需像傳統(tǒng)錨桿一樣打得很深，埋設(shè)時(shí)也無需注入錨固劑，節(jié)省施工時(shí)間。
[0019](3)膨脹錨桿與支撐桿靠螺紋連接固定，支撐桿采用直徑較粗的鋼管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋和錨筋，具有更好的穩(wěn)定性和剛性。支撐桿與次梁，次梁與主梁之間也通過螺紋來連接和固定，整個(gè)反力系統(tǒng)更牢固、穩(wěn)定，且方便拆卸，可以反復(fù)使用，節(jié)省試驗(yàn)材料，降低成本，提高工效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是膨脹錨桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是上脹塞結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是瓣?duì)钐坠芙Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是下脹塞結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5是圖3的A— A視圖。
[0025]圖6是本發(fā)明使用狀態(tài)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)的錨固反力裝置，包括錨桿反力機(jī)構(gòu)、豎向加載機(jī)構(gòu)和剪切機(jī)構(gòu)，其特征在于:
錨桿反力機(jī)構(gòu)，包括第一膨脹錨桿、第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿、第四膨脹錨桿、第一次梁19、第二次梁20和主梁21。
[0027]第一膨脹錨桿機(jī)構(gòu)，包括螺桿1、固定螺帽2、上脹塞3、瓣?duì)钐坠?下脹塞5、第一支撐桿11及第一活動(dòng)螺帽15。
[0028]螺桿I的上下端分別有外螺紋，中間為無螺紋段6。固定螺帽2為普通六角螺母，該螺帽2與螺桿I焊接固定；上脹塞3下部為圓錐形體，其中心為無螺紋孔；下脹塞5為圓錐形體，其中心孔有內(nèi)螺紋。瓣?duì)钐坠?由沿圓周方向分布的三個(gè)弧形瓣件對(duì)接構(gòu)成，每個(gè)弧形瓣件兩端對(duì)瓣?duì)钐坠?的軸線夾角為120°。瓣?duì)钐坠?的上、下端分別與上脹塞3和下脹塞5接觸，瓣?duì)钐坠苌隙说娜齻€(gè)弧形瓣件的內(nèi)徑與上脹塞3下部的圓錐形體的外徑相匹配，瓣?duì)钐坠芟露说娜齻€(gè)弧形瓣件的內(nèi)徑與下脹塞5外徑相匹配，這樣保證了上下錐形脹塞能夠嵌入瓣?duì)钐坠?內(nèi)部。瓣?duì)钐坠?外側(cè)三等分處有二道環(huán)形凹槽8。二道環(huán)形凹槽處分別套裝有二個(gè)開口式箍環(huán)7，其作用是使瓣?duì)钐坠?在膨脹時(shí)箍緊，在收縮時(shí)放松，從而保證整個(gè)螺桿I和第一膨脹錨桿機(jī)構(gòu)脹縮自如，拆卸方便。
[0029]固定螺帽2、上脹塞3、瓣?duì)钐坠?和下脹塞5由上至下依次套裝在螺桿I上。其中，固定螺帽2固定在螺桿I的上端有外螺紋段底部。上脹塞3和瓣?duì)钐坠?位于螺桿I的無螺紋段，上脹塞3的錐形體插入瓣?duì)钐坠?的上端開口內(nèi)。下脹塞5旋設(shè)在螺桿I的下端有外螺紋段，且下脹塞5插入瓣?duì)钐坠?的下端開口內(nèi)。
[0030]第一支撐桿11的下端中心孔內(nèi)有內(nèi)螺紋，螺桿I的上端以外螺紋與第一支撐桿11下端連接。
[0031]第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿在結(jié)構(gòu)上與第一膨脹錨桿相同。
[0032]第一膨脹錨桿和第二膨脹錨桿豎直設(shè)置，第一膨脹錨桿的第一支撐桿11和第二膨脹錨桿的第二支撐桿12的上端分別穿過第一次梁19的兩端并與第一活動(dòng)螺帽15和第二活動(dòng)螺帽16連接。第二次梁20與第一次梁19平行設(shè)置。第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿豎直設(shè)置。第三膨脹錨桿的第三支撐桿13和第四膨脹錨桿的第四支撐桿14分別穿過第二次梁20的兩端并與第三活動(dòng)螺帽17和第四活動(dòng)螺帽18連接。主梁21橫向設(shè)置，其兩端分別與第一次梁19和第二次梁20垂直固定連接。
[0033]豎向加載機(jī)構(gòu)包括橫向滾軸排22、豎向千斤頂23和水平鋼墊板24。橫向滾軸排22抵頂在主梁21的下端面上。橫向滾軸排22設(shè)置在豎向千斤頂23上，豎向千斤頂23設(shè)置在水平鋼墊板24上。
[0034]剪切機(jī)構(gòu)包括第一垂直鋼墊板25、剪切向千斤頂26、傳力塊9和第二垂直鋼墊板10。第一垂直鋼墊板25和第二垂直鋼墊板10豎直設(shè)置，剪切向千斤頂26抵頂在第一垂直鋼墊板25上，傳力塊9左端抵頂在剪切向千斤頂26的底座上，傳力塊9右端抵頂在第二垂直鋼墊板10上。
[0035]使用中，用鉆機(jī)在試驗(yàn)構(gòu)件上打好四個(gè)錨固孔，將四個(gè)膨脹錨桿分別插入四個(gè)錨固孔中，旋緊固定螺帽2，螺桿跟著一起旋轉(zhuǎn)，下脹塞5隨著螺紋逐漸旋緊，使得上下兩個(gè)脹塞的錐形部分同時(shí)插入由三個(gè)弧形瓣件組合成的套管4中，三個(gè)弧形瓣件隨即向外張開，兩個(gè)開口式箍環(huán)7也隨著三個(gè)弧形瓣件組合成的弧形套管4向外擴(kuò)張，由于套管膨脹形成摩擦握裹力，達(dá)到錨固效果。
[0036]試驗(yàn)中通常用四個(gè)膨脹錨桿連接的四個(gè)支撐桿，四個(gè)膨脹錨桿通過上端螺桿分別與四個(gè)支撐桿相連接，其中二個(gè)支撐桿之間架設(shè)第一次梁19，另外二個(gè)支撐桿間架設(shè)第二次梁20，用活動(dòng)螺帽固定次梁；在二個(gè)次梁的中間架設(shè)主梁21，主梁21下部依次安裝橫向滾軸排22，豎向千斤頂23，水平鋼墊板24。整個(gè)豎向加載機(jī)構(gòu)所有部件需安裝在同一軸線上，與預(yù)定剪切面相垂直。其次是安裝剪切機(jī)構(gòu)，安裝順序?yàn)榈谝淮怪变搲|板25，剪切向千斤頂26，傳力塊9，第二垂直鋼墊板10，剪切系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格定位，中心線要平行于預(yù)定剪切面。
[0037]錨固反力裝置安裝完畢后即可緩慢施加荷載開展試驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗(yàn)的錨固反力裝置，包括錨桿反力機(jī)構(gòu)、豎向加載機(jī)構(gòu)和剪切機(jī)構(gòu)，其特征在于: 錨桿反力機(jī)構(gòu)，包括第一膨脹錨桿、第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿、第四膨脹錨桿、第一次梁(19)、第二次梁(20)和主梁(21)； 第一膨脹錨桿機(jī)構(gòu)，包括螺桿(I)、固定螺帽(2)、上脹塞(3)、瓣?duì)钐坠?4)、下脹塞(5)、第一支撐桿(11)及第一活動(dòng)螺帽(15); 螺桿(I)的上下端分別有外螺紋，中間為無螺紋段(6)，螺帽(2)與螺桿(I)焊接固定；上脹塞(3)下部為圓錐形體，其中心為無螺紋孔；下脹塞(5)為圓錐形體，其中心孔有內(nèi)螺紋，瓣?duì)钐坠?4)由沿圓周方向分布的三個(gè)弧形瓣件對(duì)接構(gòu)成，每個(gè)弧形瓣件兩端對(duì)應(yīng)瓣?duì)钐坠?4)的軸線的夾角為120° ;瓣?duì)钐坠?4)的上、下端分別與上脹塞(3)和下脹塞(5)接觸，瓣?duì)钐坠?4)上端的三個(gè)弧形瓣件的內(nèi)徑與上脹塞(3)下部的錐形體的外徑相匹配，瓣?duì)钐坠芟露说娜齻€(gè)弧形瓣件的內(nèi)徑與下脹塞(5)外徑相匹配；瓣?duì)钐坠?4)分別開設(shè)有二道環(huán)形凹槽(8)，二道環(huán)形凹槽(8)內(nèi)分別套裝有開口式箍環(huán)(7)； 固定螺帽(2)、上脹塞(3)、瓣?duì)钐坠?4)和下脹塞(5)由上至下依次套裝在螺桿(I)上；其中，固定螺帽(2)固定在螺桿(I)的上端有外螺紋段底部，上脹塞(3)和瓣?duì)钐坠?4)位于螺桿(I)的無螺紋段，上脹塞(3)的錐形體插入瓣?duì)钐坠?4)的上端開口內(nèi)；下脹塞(5)旋設(shè)在螺桿(I)的下端有外螺紋段，且下脹塞(5)插入瓣?duì)钐坠?4)的下端開口內(nèi)； 第一支撐桿(11)的下端中心孔內(nèi)有內(nèi)螺紋，螺桿(I)的上端以外螺紋與第一支撐桿(11)下端連接； 第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿在結(jié)構(gòu)上與第一膨脹錨桿相同； 第一膨脹錨桿和第二膨脹錨桿豎直設(shè)置，第一膨脹錨桿的第一支撐桿(11)和第二膨脹錨桿的第二支撐桿(12)的上端分別穿過第一次梁(19)的兩端并與第一活動(dòng)螺帽(15)和第二活動(dòng)螺帽(16)連接；第二次梁(20)與第一次梁(19)平行設(shè)置，第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿豎直設(shè)置；第三膨脹錨桿的第三支撐桿(13)和第四膨脹錨桿的第四支撐桿(14)分別穿過第二次梁(20)的兩端并與第三活動(dòng)螺帽(17)和第四活動(dòng)螺帽(18)連接；主梁(21)橫向設(shè)置，其兩端分別與第一次梁(19)和第二次梁(20)垂直固定連接； 豎向加載機(jī)構(gòu)包括橫向滾軸排(22)、豎向千斤頂(23)和水平鋼墊板(24)，橫向滾軸排(22)抵頂在主梁(21)的下端面上，橫向滾軸排(22)設(shè)置在豎向千斤頂(23)上，豎向千斤頂(23)設(shè)置在水平鋼墊板(24)上； 剪切機(jī)構(gòu)包括第一垂直鋼墊板(25)、剪切向千斤頂(26)、傳力塊(9)和第二垂直鋼墊板(10)，第一垂直鋼墊板(25)和第二垂直鋼墊板(10)豎直設(shè)置，剪切向千斤頂(26)抵頂在第一垂直鋼墊板(25)上,傳力塊(9)左端抵頂在剪切向千斤頂(26)的底座上,傳力塊(9)右端抵頂在第二垂直鋼墊板(10)上。
【文檔編號(hào)】G01N3/02GK104165799SQ201410360631
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】劉波, 汪魁峰, 夏海江, 宗兆博, 張永先, 宋立元, 張欣, 富天生, 胡慶華, 譚麗娥, 蘇煒煥, 陰國(guó)旗, 劉大為, 李志祥, 艾新春, 王興華, 馬洪山, 李括, 宮旭, 張瑞 申請(qǐng)人:遼寧省水利水電科學(xué)研究院