专利名称：Hpfl加固层黏结滑移测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土木工程测试方法技术领域，尤其是涉及一种HPFL加固层黏结滑移测试装置。
背景技术：
加筋高性能砂浆加固技术(HPFL加固技术)是近年来兴起的新型加固技术，该技术是在混凝土构件表面铺上钢筋网、钢丝网、钢绞线网等受力材料，然后用膨胀螺栓锚固在构件上，使其形成整体而共同工作，最后抹上高性能砂浆作为保护层，以提高结构承载力和耐久性的一种加固方法。目前该加固技术在建筑结构、桥梁等土木工程领域得到越来越广泛的应用。试验和实际使用发现，加固层由于受力复杂、施工质量、环境因素等原因而发生早期剥离破坏。为分析加固层剥离破坏，就必须对加固层的黏结滑移进行试验测试，以便建立相应的黏结滑移本构关系，从而分析其剥离破坏机理。目前常用的剥离破坏测试方法是 通过应变片测量加固层沿受力方向的应变分布来获得所需试验数据。由于FRP、黏钢等加固方法采用的FRP、钢板等材料较薄且材性单一，应变片测量的方法较为可行。而高性能砂浆加固层由于砂浆材料自身的特性，且加固层较厚，破坏面形状复杂，应变片测量根本无法满足实验要求，并且加载破坏时动静大，易造成测试设备损坏，且加载系统需单独设计。因此迫切需要一种有效的手段来解决试验测试的问题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种HPFL加固层黏结滑移测试装置，其结构简单，设计合理，实现方便且智能化程度高，使用操作便捷，数据处理能力强、速度快，测试过程安全可靠，实用价值高，便于推广应用。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种HPFL加固层黏结滑移测试装置，所述HPFL加固层设置在原始试件的表面中间位置处，所述HPFL加固层中内嵌设置有加固层受力筋，其特征在于包括试验底板、固定连接在试验底板底端且用于固定原始试件的下顶板、固定连接在试验底板中部的中顶板和滑动连接在试验底板上半部分的上顶板，以及预埋在HPFL加固层与原始试件结合位置处并用于测量HPFL加固层与原始试件结合位置处一定距离内应变的一个或多个应变测试仪器；所述试验底板的上半部分左右两侧对称开设有两条滑道，所述上顶板的底端固定连接有两个用于承载着上顶板在滑道中滑动的滑轮，所述中顶板的上表面上设置有多个用于供加固层受力筋穿过的限位环，所述中顶板的顶端设置有用于带动上顶板滑动的千斤顶，所述千斤顶的顶端设置有用于测量HPFL加固层所受载荷的载荷传感器，所述加固层受力筋穿过所述限位环并通过锚具与上顶板固定连接，所述下顶板的底端和侧面螺纹连接有多个用于压紧所述原始试件的压紧螺栓，所述载荷传感器的输出端和多个所述应变测试仪器的输出端接有用于采集载荷传感器和多个应变测试仪器所输出数据的数据采集仪，所述数据采集仪的输出端接有用于分析处理数据采集仪所输出的数据并对处理结果进行同步显示的上位计算机。[0005]上述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于位于所述下顶板与中顶板之间的试验底板上连接有用于防止所述HPFL加固层破碎时飞溅出去的防撞索。上述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于所述应变测试仪器为导杆引伸仪且所述导杆引伸仪为I 6个。上述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于所述导杆引伸仪为四个，其中两个导杆引伸仪预埋在HPFL加固层顶端与原始试件结合位置处，另外两个导杆引伸仪预埋在HPFL加固层底端与原始试件结合位置处。上述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于所述下顶板通过第一螺栓固定连接在试验底板底端，所述中顶板通过第二螺栓固定连接在试验底板中部。上述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于所述的限位环的数量与所述加固层受力筋的数量相等且均为2 6个。 上述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于所述千斤顶为液压千斤顶或机械千斤顶。本实用新型与现有技术相比具有以下优点I、本实用新型主要针对现有技术无法满足滑移测试实验要求而提出，通过在试验底板上设置滑道、在上顶板的底端设置滑轮，并将加固层受力筋通过锚具与上顶板固定连接，解决了 HPFL加固层剥离试验的加载问题；通过设置应变测试仪器、数据采集仪和上位计算机，能够方便地实现HPFL加固层滑移量测试。2、本实用新型结构简单，设计合理，安装实现方便且智能化程度高。3、本实用新型使用操作便捷，数据处理能力强、速度快。4、本实用新型通过设置防撞索和限位环，保证了测试过程的安全可靠，有效保护了测试装置，解决了测试过程中损坏设备的问题。5、通过本实用新型能够建立黏结滑移本构关系，从而为分析HPFL加固层的剥离破坏机理提供可靠的数据，本实用新型的实用价值高，便于推广应用。综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便且智能化程度高，使用操作便捷，数据处理能力强、速度快，测试过程安全可靠，实用价值高，便于推广应用。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本实用新型HPFL加固层黏结滑移测试装置的主视图。图2为图I的右视图。附图标记说明I-上顶板； 1_1_滑道；2_下顶板；3-中顶板； 4-上顶板；5-1-第一螺栓；5_2_第二螺栓；6_滑轮；7_锚具；8-压紧螺栓；9-防撞索；10-限位环；11-原始试件；12-加固层受力筋；13-千斤顶；14-载荷传感器；15_应变测试仪器；16-HPFL加固层；17-数据采集仪；18_上位计算机。
具体实施方式
如图I和图2所示，本实用新型所述HPFL加固层16设置在原始试件11的表面中间位置处，所述HPFL加固层16中内嵌设置有加固层受力筋12，所述HPFL加固层黏结滑移测试装置包括试验底板I、固定连接在试验底板I底端且用于固定原始试件11的下顶板2、固定连接在试验底板I中部的中顶板3和滑动连接在试验底板I上半部分的上顶板4，以及预埋在HPFL加固层16与原始试 件11结合位置处并用于测量HPFL加固层16与原始试件11结合位置处一定距离内应变的一个或多个应变测试仪器15 ;所述试验底板I的上半部分左右两侧对称开设有两条滑道1-1，所述上顶板4的底端固定连接有两个用于承载着上顶板4在滑道1-1中滑动的滑轮6，所述中顶板3的上表面上设置有多个用于供加固层受力筋12穿过的限位环10，所述中顶板3的顶端设置有用于带动上顶板4滑动的千斤顶13，所述千斤顶13的顶端设置有用于测量HPFL加固层16所受载荷的载荷传感器14，所述加固层受力筋12穿过所述限位环10并通过锚具7与上顶板4固定连接，所述下顶板2的底端和侧面螺纹连接有多个用于压紧所述原始试件11的压紧螺栓8，所述载荷传感器14的输出端和多个所述应变测试仪器15的输出端接有用于采集载荷传感器14和多个应变测试仪器15所输出数据的数据采集仪17，所述数据采集仪17的输出端接有用于分析处理数据采集仪17所输出的数据并对处理结果进行同步显示的上位计算机18。如图I和图2所示，本实施例中，位于所述下顶板2与中顶板3之间的试验底板I上连接有用于防止所述HPFL加固层16破碎时飞溅出去的防撞索9。所述应变测试仪器15为导杆引伸仪且所述导杆引伸仪为I 6个。具体地，所述导杆引伸仪为四个，其中两个导杆引伸仪预埋在HPFL加固层16顶端与原始试件11结合位置处，另外两个导杆引伸仪预埋在HPFL加固层16底端与原始试件11结合位置处。所述下顶板2通过第一螺栓5-1固定连接在试验底板I底端，所述中顶板3通过第二螺栓5-2固定连接在试验底板I中部。所述的限位环10的数量与所述加固层受力筋12的数量相等且均为2 6个。所述千斤顶13为液压千斤顶或机械千斤顶。采用本实用新型进行HPFL加固层黏结滑移测试的方法，包括以下步骤步骤一、对原始试件11进行表面处理后，首先在原始试件11上铺设加固层受力筋12，用膨胀螺丝将加固层受力筋12锚固在原始试件11上，然后在原始试件11的表面中间位置处抹上高性能砂浆构成HPFL加固层16 ;步骤二、制作试验底板I ;步骤三、制作下顶板2并通过第一螺栓5-1将下顶板2固定连接在试验底板I底端;步骤四、制作中顶板3并通过第二螺栓5-2将中顶板3固定连接在试验底板I中部;步骤五、制作上顶板4，在所述上顶板4的底端固定两个滑轮6，并将上顶板4通过滑轮6卡于试验底板I上的滑道1-1内，在滑轮6与滑道1-1之间滴入润滑剂，保证上顶板4能够自由滑动；步骤六、将原始试件11置于下顶板2和中顶板3之间，拧紧压紧螺栓8，使得原始试件11牢靠固定在下顶板2和中顶板3之间，扣上所述防撞索9 ；[0038]步骤七、将所述千斤顶13放置在所述中顶板3的顶端；步骤八、将所述载荷传感器14安装在所述千斤顶13的顶端，并使载荷传感器14的顶端与上顶板4的底端相接触； 步骤九、将加固层受力筋12穿过所述限位环10，并用锚具7将所述加固层受力筋12的顶端与上顶板4固定连接；步骤十、将所述应变测试仪器15的输出端和载荷传感器14的输出端均通过导线与数据采集仪17的输入端连接，将所述数据采集仪17的输出端与上位计算机18连接；步骤十一、HPFL加固层16黏结滑移性能信息的采集、处理及显示操纵千斤顶13，使千斤顶13活塞上升并给上顶板4施加向上的推力，上顶板4通过加固层受力筋12给HPFL加固层16施加向上的拉力，同时启动应变测试仪器15、载荷传感器14、数据采集仪17和上位计算机18，多个应变测试仪器15实时测量HPFL加固层16与原始试件11结合位置处应变测试仪15两端测点内的应变并将所检测到的数据输出给数据采集仪17，载荷传感器14实时测量HPFL加固层16所受载荷并将所检测到的数据输出给数据采集仪17，数据采集仪17实时采集多个应变测试仪器15所输出的数据和载荷传感器14所输出的数据并对数据进行放大、滤波和A/D转换后得出HPFL加固层16与原始试件11结合位置处应变测试仪15两端测点内的应变Spe2I、S1^PHPFL加固层16所受载荷F，并输出给上位计算机18，所述上位计算机18调用数据处理�？槎运邮盏降挠Ρ洹阬、e2、_L、en和所受载荷F数据进行综合分析处理，获得HPFL加固层16黏结滑移性能信息，同时上位计算机调用数据显示�？槎苑治龃淼贸龅酿そ峄菩阅苄畔⒔型较允荆黄渲校琻表示应变测试仪器15的数量且n为自然数。具体地，步骤十一中所述上位计算机18调用数据处理�？槎运邮盏降挠Ρ鋏 p 、en和所受载荷F数据进行综合分析处理，其综合分析处理过程包括以下步骤步骤1101、所述上位计算机18调用数据处理�？椴⒏莨�
;=gi+g2+K+g ，得出HpFL加固层16与原始试件n结合位置处应变测试仪15两端测
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点内的平均应变I;步骤1102、所述上位计算机18调用数据处理模块并根据公式j = sL ,得出HPFL力口固层16的端部位移S，其中，L表示所述应变测试仪器15两端测点之间的距离；具体地，可以用游标卡尺测得L的值；步骤1103、所述上位计算机18调用数据处理模块并根据公式T = F/A，得出HPFL加固层16的剪应力T，其中A表示HPFL加固层16的名义黏结面积；具体地，A通过公式A = CW计算得出，其中，C表示HPFL加固层16的黏结长度，W表示HPFL加固层16的黏结宽度，C和W的值均用游标卡尺测得；当黏结长(宽)度大于有效黏结长(宽)度时取黏结长(宽)度；步骤1104、所述上位计算机18调用数据显示�？椋街�1103中所得到的HPFL力口固层16的剪应力T和步骤1102中所得到的HPFL加固层16的端部位移S以t -s曲线的形式显示出来。通过本实用新型能够建立黏结滑移本构关系，从而为分析HPFL加固层的剥离破坏机理提供可靠的数据。[0049]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内·。
权利要求1.一种HPFL加固层黏结滑移测试装置，所述HPFL加固层(16)设置在原始试件(11)的表面中间位置处，所述HPFL加固层(16)中内嵌设置有加固层受力筋(12)，其特征在于包括试验底板(I)、固定连接在试验底板(I)底端且用于固定原始试件(11)的下顶板(2)、固定连接在试验底板(I)中部的中顶板(3)和滑动连接在试验底板(I)上半部分的上顶板(4)，以及预埋在HPFL加固层(16)与原始试件(11)结合位置处并用于测量HPFL加固层(16)与原始试件(11)结合位置处一定距离内应变的一个或多个应变测试仪器(15);所述试验底板(I)的上半部分左右两侧对称开设有两条滑道(1-1)，所述上顶板(4)的底端固定连接有两个用于承载着上顶板(4)在滑道(1-1)中滑动的滑轮￠)，所述中顶板(3)的上表面上设置有多个用于供加固层受力筋(12)穿过的限位环(10)，所述中顶板(3)的顶端设置有用于带动上顶板(4)滑动的千斤顶(13)，所述千斤顶(13)的顶端设置有用于测量HPFL加固层(16)所受载荷的载荷传感器(14)，所述加固层受力筋(12)穿过所述限位环(10)并通过锚具(7)与上顶板(4)固定连接，所述下顶板(2)的底端和侧面螺纹连接有多个用于压紧所述原始试件(11)的压紧螺栓(8)，所述载荷传感器(14)的输出端和多个所述应变测试仪器(15)的输出端接有用于采集载荷传感器(14)和多个应变测试仪器(15)所输出数据的数据采集仪(17)，所述数据采集仪(17)的输出端接有用于分析处理数据采集仪(17)所输出的数据并对处理结果进行同步显示的上位计算机(18)。
2.按照权利要求I所述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于位于所述下顶板⑵与中顶板⑶之间的试验底板⑴上连接有用于防止所述HPFL加固层(16)破碎时飞溅出去的防撞索(9)。
3.按照权利要求2所述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于所述应变测试仪器(15)为导杆引伸仪且所述导杆引伸仪为I 6个。
4.按照权利要求3所述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于所述导杆引伸仪为四个，其中两个导杆引伸仪预埋在HPFL加固层(16)顶端与原始试件(11)结合位置处，另外两个导杆引伸仪预埋在HPFL加固层(16)底端与原始试件(11)结合位置处。
5.按照权利要求I 4中任一权利要求所述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于所述下顶板(2)通过第一螺栓(5-1)固定连接在试验底板(I)底端，所述中顶板(3)通过第二螺栓(5-2)固定连接在试验底板(I)中部。
6.按照权利要求I 4中任一权利要求所述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于所述的限位环(10)的数量与所述加固层受力筋(12)的数量相等且均为2 6个。
7.按照权利要求I 4中任一权利要求所述的HPFL加固层黏结滑移测试装置，其特征在于所述千斤顶(13)为液压千斤顶或机械千斤顶。
专利摘要本实用新型公开了一种HPFL加固层黏结滑移测试装置，包括试验底板、下顶板、中顶板和上顶板，以及一个或多个应变测试仪器；试验底板的上半部分开设有两条滑道，上顶板的底端固定连接有两个滑轮，中顶板的上表面上设置有多个限位环，中顶板的顶端设置有千斤顶，千斤顶的顶端设置有载荷传感器，加固层受力筋穿过限位环并通过锚具与上顶板固定连接，下顶板的底端和侧面螺纹连接有多个压紧螺栓，载荷传感器的输出端和多个应变测试仪器的输出端接有数据采集仪，数据采集仪的输出端接有上位计算机。本实用新型结构简单，设计合理，实现方便且智能化程度高，使用操作便捷，数据处理能力强、速度快，测试过程安全可靠，实用价值高，便于推广应用。
文档编号G01N19/04GK202421047SQ20122001592
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月14日 优先权日2012年1月14日
发明者刘伯权, 吴涛, 贺拴海, 黄华 申请人:长安大学
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