先張法構(gòu)件中鋼絞線與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力測(cè)試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于應(yīng)力測(cè)試試驗(yàn)裝備，具體涉及一種先張法構(gòu)件中鋼絞線與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力測(cè)試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于先張法構(gòu)件是借助于混凝土與鋼絞線的粘結(jié)對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力。通過(guò)測(cè)量粘結(jié)應(yīng)力是控制預(yù)壓應(yīng)力的基本前提，對(duì)先張法構(gòu)件張拉控制應(yīng)力的大小的研宄具有重大意義。
[0003]由于粘結(jié)是一種很復(fù)雜的相互作用，從機(jī)理角度出發(fā)進(jìn)行研宄難以達(dá)到較好的效果，因此粘結(jié)試驗(yàn)研宄的地位不可替代。目前常用的試驗(yàn)方法主要有兩類(lèi):直接拔出試驗(yàn)和受彎拔出試驗(yàn)。二者的拔出機(jī)理略有差異，但直接拔出試驗(yàn)進(jìn)行分析的應(yīng)用操作簡(jiǎn)單且精度足夠。
[0004]目前對(duì)于先張法構(gòu)件中鋼絞線與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力測(cè)試裝置較少，而且對(duì)于先張法混凝土構(gòu)件，其是靠鋼絞線與混凝土的粘結(jié)來(lái)對(duì)混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力，但是在工程中很難測(cè)量鋼絞線與混凝土的粘結(jié)應(yīng)力從而控制預(yù)應(yīng)力的大小，以致難以準(zhǔn)確控制鋼絞線與混凝土粘結(jié)失效的瞬間，針對(duì)這一現(xiàn)象，本發(fā)明提供了一種測(cè)試先張法構(gòu)件中鋼絞線與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有的先張法構(gòu)件中鋼絞線與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力測(cè)試技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)試可靠，能夠有效控制鋼絞線與混凝土滑移失效瞬間的先張法構(gòu)件中鋼絞線與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力測(cè)試裝置。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該先張法構(gòu)件中鋼絞線與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力測(cè)試裝置，包括固定在底座上的鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)，該鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)包括液壓缸以及固定在底座上的支撐架，在支撐架的頂部設(shè)置有用于檢測(cè)先張法構(gòu)件的鋼絞線與混凝土之間粘結(jié)應(yīng)力的測(cè)力傳感器，在測(cè)力傳感器的底部設(shè)置有套筒放置架，套筒放置架的底部加工有開(kāi)口的鋼絞線卡槽，在套筒放置架的底部中心位置設(shè)置有用于固定先張法構(gòu)件的套筒，在套筒的底部中心加工有與鋼絞線卡槽相對(duì)的鋼絞線孔，在套筒的側(cè)壁上設(shè)置有用于檢測(cè)先張法構(gòu)件的鋼絞線與混凝土之間滑動(dòng)的位移傳感器；在套筒放置架下方設(shè)置有固定在液壓缸伸縮桿頂端并可對(duì)先張法構(gòu)件延伸至套筒外的鋼絞線自由端施加拉力的傳力組件。
[0007]上述傳力組件是由頂板、錨具、底板以及連接在頂板和底板之間的連接臺(tái)柱組成，在頂板上加工有與套筒放置架的鋼絞線卡槽相對(duì)應(yīng)的鋼絞線限位槽，鋼絞線限位槽是U型槽結(jié)構(gòu)，底板的中心用緊固件與液壓缸的伸縮桿固定，先張法構(gòu)件延伸至套筒外的鋼絞線自由端通過(guò)錨具固定在頂板的鋼絞線限位槽內(nèi)。
[0008]上述套筒的高度h與其直徑d之間滿足:3彡h/d彡5，且套筒直徑d與先張法構(gòu)件的混凝土骨料最大粒徑d'之間的比值滿足:2.5 ( d/d,4.5。
[0009]在套筒放置架的底部與套筒筒底之間還可以設(shè)置橡膠墊板，起到緩沖作用，該墊板的厚度是I?2cm。
[0010]本發(fā)明還提供了一種先張法構(gòu)件中鋼絞線與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力測(cè)試方法，其是由以下步驟組成:
[0011](I)將鋼絞線固定在套筒內(nèi)且下端垂直穿過(guò)套筒底部的鋼絞線孔延伸至套筒外，向套筒內(nèi)灌注配制好的混凝土，至套筒高度的二分之一處，振搗I?2min后灌注混凝土至與套筒的筒口平齊，保證混凝土密實(shí)后按常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；
[0012](2)將盛裝有先張法構(gòu)件的套筒固定在套筒放置架上，使先張法構(gòu)件的鋼絞線豎直延伸至傳力組件內(nèi)并與傳力組件緊固，液壓缸驅(qū)動(dòng)傳力組件向下移動(dòng)對(duì)鋼絞線施加預(yù)拉力，荷載為IMPa，持荷30s，之后按照0.5?0.6MPa/s的加載速率對(duì)鋼絞線施加拉力，用測(cè)力傳感器和位移傳感器實(shí)時(shí)記錄荷載大小和鋼絞線的位移值，并繪制荷載-位移曲線；
[0013](3)持續(xù)加載至鋼絞線的荷載-位移曲線出現(xiàn)明顯的水平段，停止加載，荷載達(dá)到最大，在曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的最大荷載力即為鋼絞線與混凝土的粘結(jié)應(yīng)力。
[0014]本發(fā)明利用套筒放置架將套筒固定，再利用傳力組件對(duì)先張法構(gòu)件的鋼絞線施加向下的拉力荷載，通過(guò)測(cè)力傳感器和位移傳感器實(shí)時(shí)記錄荷載大小和鋼絞線的位移值，從而確定鋼絞線與混凝土之間粘結(jié)失效瞬間所對(duì)應(yīng)的荷載力大小，即為鋼絞線與混凝土之間的粘結(jié)應(yīng)力。
[0015]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明彌補(bǔ)了先張法鋼絞線與混凝土的粘結(jié)應(yīng)力的測(cè)量空白，采用了測(cè)力傳感器和位移傳感器使得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)更精確可靠，使用剛度較大的套筒放置架和傳力組件大大減小了測(cè)量誤差，同時(shí)利用橡膠墊板緩沖有效避免了力突然增加或減小而對(duì)試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)的影響，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量方便，為先張法構(gòu)件應(yīng)用與設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為實(shí)施例1的粘結(jié)應(yīng)力測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1中傳力組件3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為圖2的頂板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅限于下屬的實(shí)施情形。
[0020]實(shí)施例1
[0021]由圖1可知，本實(shí)施例的先張法構(gòu)件中鋼絞線與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力測(cè)試裝置是由底座1、液壓缸2、傳力組件3、支撐架4、測(cè)力傳感器5、套筒放置架6、套筒7、位移傳感器8以及墊板9連接構(gòu)成。
[0022]本實(shí)施例的底座I是長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，用于固定整體裝置的一個(gè)安裝平臺(tái)，在底座I上安裝有鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)，該鋼絞線張拉機(jī)構(gòu)主要是能夠?qū)⒋郎y(cè)先張法構(gòu)件的混凝土固定，對(duì)鋼絞線施加荷載的試驗(yàn)平臺(tái)，主要包含有能夠提供荷載驅(qū)動(dòng)力的液壓缸2和能夠?yàn)楣潭ù郎y(cè)先張法構(gòu)件混凝土部分的裝置提供安裝環(huán)境的支撐架4。液壓缸2安裝在底座I的中心位置，其伸縮桿在底座中部可沿豎直方向伸縮，在液壓缸2伸縮桿頂端通過(guò)螺紋緊固件安裝有一個(gè)傳力組件3，參見(jiàn)圖2，該傳力組件3是由錨具3 - 2、頂板3 - 1、底板3 - 4以及連接在頂板3 -1和底板3 - 4之間的連接臺(tái)柱3 - 3組成，底板3 - 4的中心用緊固件與液壓缸2的伸縮桿末端固定，參見(jiàn)圖3，在頂板3 -1上加工有一個(gè)鋼絞線限位槽，該鋼絞線限位槽是U型槽結(jié)構(gòu)，槽寬為18mm±2mm，側(cè)向開(kāi)口，槽底延伸至頂板3 -1的中心，錨具3 - 2是卡在頂板3 -1的下表面用于固定鋼絞線。支撐架4固定在底座I的四個(gè)角上，在支撐架4的頂部通過(guò)螺紋緊固件固定安裝有一個(gè)測(cè)力傳感器5，該測(cè)力傳感器5屬于常用的電阻應(yīng)變式傳感器，在該測(cè)力傳感器5的底部通過(guò)螺紋緊固件固定安裝套筒放置架6，該套筒放置架6位于傳力組件3的正上方，其結(jié)構(gòu)是將頂部和底部的正方形鋼板通過(guò)矩形鋼管焊接為一體結(jié)構(gòu)，該套筒放置架6的頂部板與測(cè)力傳感器5用螺紋緊固件固定，底部板用于固定可盛放待測(cè)先張法構(gòu)件的套筒7，在底部板上加工有一個(gè)18mm±2mm、槽深為60mm的U型鋼絞線卡槽，鋼絞線卡槽的槽口側(cè)開(kāi)，且槽底延伸至底部板的中心位置，與傳力組件3的鋼絞線限位槽正對(duì)，在套筒放置架6的底部板上表面中心用環(huán)氧樹(shù)脂膠粘結(jié)有橡膠墊板9，該墊板9是厚度為1.5cm、邊長(zhǎng)為140mm的正方形板，其目的是起到緩沖作用，防止力突然增加或減小而影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在墊板9上安裝有鋼制套筒7，該套筒7的底部是與墊板9等大的正方形鋼板，其四角用螺紋緊固件穿過(guò)墊板9與套筒放置架6的底部緊固在套筒放置架6上，該套筒7的高度h與其直徑d之間滿足:3 ( h/d ( 5，且套筒7直徑d與待測(cè)的先張法構(gòu)件中混凝土骨料的最大粒徑d'之間的比值滿足:2.5 ( d/d, ( 4.5，本實(shí)施例中選用套筒7的直徑d為12cm，高h(yuǎn)為50cm，其底部中心位置也加工有鋼絞線孔，待測(cè)先張法構(gòu)件的鋼絞線穿過(guò)該鋼絞線孔延伸至套筒放置架6的鋼絞線卡槽內(nèi)。在套筒7的側(cè)壁上安裝有位移傳感器8，可用于檢測(cè)先張法構(gòu)件鋼絞線與混凝土之間的滑動(dòng)位移。
[0023]用上述測(cè)試裝置對(duì)先張法構(gòu)件中鋼絞線與混凝土間的粘結(jié)應(yīng)力進(jìn)行測(cè)