冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置制造方法
【专利摘要】一种冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置，包括冲击振动装置、支撑平台和试件夹具，试件夹具固定在支撑平台的上方，中间试块下面设有压缩弹簧，压缩弹簧固定在支撑平台上。本实用新型是对桥梁行车冲击振动下裂缝灌注用胶粘剂抵抗动载往复作用的能力进行测试评价，尤其适用于空心板桥梁铰缝加固修复实施过程中灌注铰缝用环氧胶粘剂的性能评价，主要考察胶粘剂在固化及固化初步完成的整个过程中桥梁上行车冲击振动对其内聚与粘结强度造成的影响，具有制作简单、操作便捷、测试方式实用和有效的特点，能较好地实现对冲击振动荷载重复作用条件下铰缝灌注用胶粘剂固化特性及评价的室内模拟试验。
【专利说明】冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置。
【背景技术】
[0002]预制空心板梁桥作为一种现今最为常见的桥梁形式，其结构简单、施工简便、造价低廉，一直是桥梁设计人员在中、小桥桥梁形式设计上的首选。但其横向联系薄弱问题也一直是阻碍该类桥梁形式推广的主要原因。横向联系薄弱的常见问题包括铰缝破坏、桥面出现纵向开裂、桥底空心板板缝间渗水，严重时更是出现单板受力现象，对桥梁的安全造成了重大的隐患。常规加固处理空心板梁桥铰缝的方法有以下五种:①重新浇筑桥面铺装及铰缝混凝土 锚固联结钢板增设剪力钢筋；④施加横向预应力；⑤板缝内灌注环氧树脂。
[0003]随着高速公路网的逐步规划与建设，我国的交通运输能力将与日俱增，桥梁是确保公路畅通的咽喉，其承载能力和通行能力更是沟通全线的关键。然而，现有的空心板桥梁加固技术均需要中断交通进行施工，但很多情况下，高速公路的重要干道由于交通量巨大是不能中断交通的，如何在不中断交通的条件下处理空心板横向联系问题已经成为道路桥梁养护部门的难题。采用空心板间灌注环氧树脂加固空心板桥梁铰缝的加固技术是通过在空心板破损铰缝中灌注环氧树脂，恢复铰缝两侧混凝土之间的粘结，进而有效恢复桥梁结构的整体性。该技术从桥梁板板底灌注压浆而无需任何桥面作业，可以实现在完全不中断交通的情况下修复加固桥梁铰缝，此时，灌注用的胶粘剂将在桥梁行车冲击振动的条件下完成固化过程并需要形成内聚强度与粘结强度。
[0004]桥梁加固工程已初步形成了对桥梁裂缝修补用压注和注浆材料基本性能的试验方法标准体系，JTG/T J22-2008《公路桥梁加固设计规范》4.7.1节和4.7.2节对桥梁裂缝修补用材料的浆体性能、粘结性能等列出了性能指标。交通运输行业标准《桥梁混凝土裂缝压注胶和裂缝注浆料》也正在筹备，在其送审稿中，不仅对压注和注浆材料的胶体性能、粘结性能、工艺性能做出了明确要求，同时首次明确了将胶粘剂伸长率及钢钢拉伸抗剪强度作为行车施工条件下混凝土裂缝封闭用压注胶的检验项目，但这种检验也仅仅是针对胶粘剂实验室浇注体性能的测试，没有涉及实际行车冲击振动过程对胶粘剂内聚及粘结强度的影响。
[0005]目前，对于桥梁裂缝灌注胶粘剂动态性能的试验测试方法还比较缺乏，特别是一些能模拟不同振动频率下的重复动载作用的试验测试设备不多见，已有的结构胶抗冲击测试方法主要限于钢对钢T冲击剥离试验、落锤冲击试验、摆锤冲击试验以及霍普金森压杆试验测试等,上述试验基本都是测试评价试样的抗冲击动荷载的性能,此外,结构胶动载测试方法还包括了较低频率下的耐疲劳应力试验，此种疲劳试验也仅限于在较低频率的重复动载作用，难以试验模拟在如高速行车环境的影响下胶粘剂自身的强度形成及其与混凝土基体粘结过程的抗冲击振动作用，因此有必要研制一种简单实用和有效模拟冲击振动动荷载重复作用的试验装置，从而为有效测试评价材料抵抗上述作用条件下的性能提供手段。实用新型内容
[0006]本实用新型解决现有技术的不足而提供一种对空心板桥梁铰缝灌注用特种胶粘剂的动态力学性能进行试验测试评价，并能较好模拟行车冲击振动动荷载重复作用的冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置，本实用新型是对桥梁行车冲击振动下裂缝灌注用胶粘剂抵抗动载往复作用的能力进行测试评价，尤其适用于空心板桥梁铰缝加固修复实施过程中灌注铰缝用环氧胶粘剂的性能评价。
[0007]为了解决上述技术问题，本装置，包括支撑平台，所述支撑平台上固定有试件夹具，所述试件夹具通过限位块将试件两端试块卡装固定在支撑平台上，所述支撑平台的中部设有支撑试件中部试块的承托板，所述承托板通过压缩弹簧支撑在支撑平台上，所述承托板上设有用来固定试件中部试块的固定装置，所述固定装置为虎口式夹嵌，所述支撑平台还与冲击振动装置连接，所述冲击振动装置包括使所述支撑平台沿垂直方向移动的导向装置、将所述支撑平台沿垂直方向抬升的提升机构和设置在所述支撑平台底部的冲击块，所述提升机构将所述支撑平台抬升到一定高度后，让所述支撑平台沿导向装置自由落体，使得所述冲击块与撞击平台形成冲击。
[0008]所述冲击振动装置包括电机、凸轮、推杆、冲击块和机架，所述支撑平台的底部固定有冲击块，所述冲击块上沿垂直方向固定有推杆，所述机架上设有撞击平台，所述撞击平台的中部设有通孔，所述支撑平台通过插装在所述通孔内的所述推杆与所述机架连接，所述推杆底部伸出所述通孔，由所述电机带动旋转的凸轮与所述推杆底部连接。
[0009]所述电机与调速器连接并且由调速器控制转速。
[0010]所述凸轮与所述推杆连接面上设有滑轮。
[0011]所述承托板的大小与试件中部试块的大小相同。
[0012]采用上述结构，本装置通过承托板支撑试件中部试块，而承托板底部通过压缩弹簧支撑在支撑平台上，这样使得在冲击过程中，试件中部试块所受到的冲击的力能够通过压缩弹簧和承托板实现受力均匀，使得试件中部试块只受到垂直方向的力，从而胶粘剂受到的力也只受到垂直方向的力的作用，防止其它方向剪切力对实验造成的影响，有效实现了对实际高速公路空心板桥梁铰缝灌注的胶粘剂在行车冲击振动作用下所经受的重复拉压破坏应力作用进行了模拟，本实用新型的调速器通过控制电机的转速，用于控制该试验装置的工作频率，频率在O?50Hz范围内可调，这样可容易测试得到材料试件经受不同频率、不同次数冲击振动动载重复作用条件，并通过比较作用前后材料试件性能的变化，可判断和评价胶粘剂灌注后固化过程中和固化完成前期抗动载重复作用性能，实现合理选材之目的。
[0013]综上所述，本实用新型是对桥梁行车冲击振动下裂缝灌注用胶粘剂抵抗动载往复作用的能力进行测试评价，尤其适用于空心板桥梁铰缝加固修复实施过程中灌注铰缝用环氧胶粘剂的性能评价，主要考察胶粘剂在固化及固化初步完成的整个过程中桥梁上行车冲击振动对其内聚与粘结强度造成的影响，具有制作简单、操作便捷、测试方式实用和有效的特点，能较好地实现对冲击振动荷载重复作用条件下铰缝灌注用胶粘剂固化特性及评价的室内模拟试验。【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图。
[0015]附图中:1-调速器，2-机架，3-电机，4-凸轮，5-滑轮，6_推杆，7_圆形压缩弹簧，8-支撑平台，9-固定底座，10-承托板，11-柔性橡胶空腔，12-门形限位架，13-限位块，14-胶粘剂试块，15-砂浆试块。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0017]如图1所示，冲击振动装置由机架2、电机3、凸轮4、滑轮5、推杆6组成，机架2是铸铁铸造的坚固整体，机架2上的撞击平台通过三根相隔120°分布的增强筋支撑固定。电机3为转速60r/min的同步电机，电机与调速器I相连。支撑平台8底部设有冲击块和推杆6。凸轮4由钢制成，其外表面轮廓符合等速螺旋线，所述凸轮4与所述推杆6连接面上设有滑轮5。凸轮4的转动带动推杆6向上运动，将支撑平台8顶至最高点后自由下落撞击机架，使其上部构件一起往复运动。
[0018]所述的调速器I设置有220V单相变频器及控制面板。所述的控制面板主要有运行、停止键，频率调节旋钮、LED显示器等。
[0019]所述的试件夹具由门形限位架12和固定底座9组成，所述的门形限位架包括了四个限位块13，限位块13两两上下对应安装，并且限位块13通过高强螺栓对称安装固定在门形限位架12上，限位块13用于固定和限制左右两边砂浆块，在本实施例中，所述的试件夹具中的试件尺寸为长X宽X高为70.7mmX70.7mmX282mm，包括三块70.7mmX70.7mmX70.7mm 的砂浆块 15，相邻两块砂浆块 15 通过 70.7mmX70.7mmX 35mm 的胶粘剂浇筑块14连接，胶粘剂浇筑在采用柔性橡胶卷材制成的模腔中，橡胶卷材黏贴在相邻砂浆块侧面与底面。中部的砂浆试块下方有钢质板材加工制成的承托板10，钢质承托板10两端以虎口的形式夹嵌中间砂浆试块从而保持试块下落的稳定性，承托板10下部固定有圆形压缩弹簧7，圆形压缩弹簧固定在支撑平台上。
[0020]开始工作时，凸轮4转动带动推杆6向上运动，将支撑平台8顶至最高点后自由下落撞击机架，带动支撑平台8上的试件夹具进行周期性的竖向冲击振动作用，由于试件两端的试块被限制，因此未被限制的中间试块通过自重产生加速度压缩下面弹簧7，从而形成具有一定频率的往复振动。通过调整压缩弹簧7的弹性系数，可以控制冲击振动荷载的作用频率。
[0021]通过上述试验装置，可容易测试得到灌注的胶粘剂试件经受不同频率、不同次数冲击振动动载重复作用条件，并通过测试作用前后材料试件抗折强度测试是否只有砂浆内聚破坏，可判断和评价材料试件抗动载重复作用性能，实现合理选材之目的。
[0022]本装置的作动系统采用冲击振动装置在一定频率下凸轮转动带动推杆向上运动并自由下落的过程，通过中间砂浆试块的自重下落及弹簧的能量储存与释放，产生相应频率和振幅的竖向连续作用力，达到对灌注后的胶粘剂材料试件实施重复弯拉剪切作用，很好地模拟了高速公路空心板桥梁梁板在交通动载下对灌注到铰缝中胶粘剂的施力行为，从而实现对不同频率、不同作用次数动载重复作用条件下材料性能的测试与评价，因而本试验装置具有科学性、合理性和独特性。[0023]具体试验测试实例如下:
[0024](I)准备好砂浆试块15，并将柔性橡胶卷材剪裁为合理尺寸，粘贴在相邻砂浆试块侧面和底面，粘贴宽度以保证粘贴效果进行调节，粘贴完毕后形成带有两个70.7mmX70.7mmX 35mm柔性橡胶空腔11的完整试件；
[0025](2)将门形限位架12用高强螺栓固定在支撑平台8上，再将准备好的试件置于门形限位架12内，并安装好限位块13，对两边的砂浆试件进行限位固定，中间砂浆试块放置于承托板10上；
[0026](3)启动调速器，调节频率至需要的值(即调整两次冲击间的时间间隔，可以以测量的实际工况为依据)；
[0027](4)开始计时，进行冲击振动重复作用测试；
[0028](5)根据胶粘剂固化情况,确认试验结束,记录试验时间；
[0029](6)取下试验试件，将胶粘剂试块部分打磨平整，置于抗折试验机下对试件进行性能测试，试件最终在砂浆内部破坏，则认为灌注胶粘剂可以很好地在冲击振动动载重复作用下固化并形成内聚与粘结强度。
【权利要求】
1.一种冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置，其特征在于:包括支撑平台，所述支撑平台上固定有试件夹具，所述试件夹具通过限位块将试件两端试块卡装固定在支撑平台上，所述支撑平台的中部设有支撑试件中部试块的承托板，所述承托板通过压缩弹簧支撑在支撑平台上，所述承托板上设有用来固定试件中部试块的固定装置，所述支撑平台还与冲击振动装置连接，所述冲击振动装置包括使所述支撑平台沿垂直方向移动的导向装置、将所述支撑平台沿垂直方向抬升的提升机构和设置在所述支撑平台底部的冲击块，所述提升机构将所述支撑平台抬升到一定高度后，让所述支撑平台沿导向装置自由落体，使得所述冲击块与撞击平台形成冲击。
2.根据权利要求1所述的冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置，其特征在于:所述冲击振动装置包括电机、凸轮、推杆、冲击块和机架，所述支撑平台的底部固定有冲击块，所述冲击块上沿垂直方向固定有推杆，所述机架上设有撞击平台，所述撞击平台的中部设有通孔，所述支撑平台通过插装在所述通孔内的所述推杆与所述机架连接，所述推杆底部伸出所述通孔，由所述电机带动旋转的凸轮与所述推杆底部连接。
3.根据权利要求1或2所述的冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置，其特征在于:所述电机与调速器连接并且由调速器控制转速。
4.根据权利要求3所述的冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置，其特征在于:所述凸轮与所述推杆连接面上设有滑轮。
5.根据权利要求1所述的冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置，其特征在于:所述承托板的大小与试件中部试块的大小相同。
6.根据权利要求1所述的冲击振动荷载反复作用下胶粘剂性能的测试装置，其特征在于:所述固定装置为虎口式夹嵌。
【文档编号】G01N3/34GK203785975SQ201420207289
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】田甜, 贺彪, 孔中华, 单韧, 黄燎 申请人:湖南固特邦土木技术发展有限公司