专利名称：一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置及其实施方法
技术领域：
本发明涉及一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置及其实施方法，具体地说是涉及ー种基于杠杆原理，结合压力传感器等设备，测试后锚固于混凝土基材中的化学植筋锚固性能的拉拔装置及其实施方法，属于土木工程加固改造技术领域。
背景技术：
植筋”技术是ー项针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技木；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；现已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。伴随着混凝土后锚固技术在混凝土结构加固改造中的应用日趋广泛，针对后锚固 连接节点受カ性能的测试方法也成为了工程技术人员关注的重点，尤其是后锚固于混凝土基材中的化学植筋锚固性能。现有化学植筋锚固性能测试用拉拔装置，大多数是參考《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006附录K进行设计，即采用穿心式液压千斤顶、压カ传感器和顶部夹具等设备对化学植筋进行拉拔，该拉拔装置的组装时要求穿心式液压千斤顶和压カ传感器的中心必须与化学植筋中心重合，该拉拔装置用于测试植筋锚固性能时存在以下缺点第一在约束条件下測定化学植筋的锚固性能，不能反映无约束条件下的化学植筋实际锚固性能；第二由于化学植筋穿过穿心式液压千斤顶和压力传感器后再进行锚固，所需化学植筋外露长度较长或需配以强度更高的连接套筒和拉拔工具筋；第三实际操作时，由于穿心千斤顶和植筋的中心存在偏差，导致化学植筋承受拉弯共同作用；第四由于穿心式液压千斤顶持荷稳定性较差，该装置不宣用于测定长期荷载作用下由于植筋胶蠕变对锚固性能的影响；第五实际锚固性能测试吋，由于化学植筋拉断会产生反弹，可能会导致测试装置损坏或人员受伤等。针对上述装置测试结果不能够反映无约束条件下化学植筋实际锚固性能的缺点，已有技术人员采取架空穿心式液压千斤顶的技术措施，即在上述拉拔装置与混凝土基材之间增设架空刚性支撑(钢横梁等)，经改进后的测试装置虽能解决无约束条件下的锚固性能测试问题，但其余缺点仍然存在，且由于增设了刚性支撑，改进后的装置不适用于植筋较为密集情况下的锚固性能测试。
发明内容
为克服现有植筋锚固性能测试用拉拔装置的不足，本发明提供ー种基于杠杆原理的植筋锚固性能测试用拉拔装置及其实施方法。一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置，包括一设置在混凝土基材上方的杠杆测力装置，所述杠杆测カ装置包括刚性横梁，所述刚性横梁的支点部位铰接ー支座，所述支座的下端刚性连接有拉压传感器，所述拉压传感器的另一端与混凝土基材刚性连接，所述刚性横梁的一端通过连接件与植筋固定连接，所述刚性横梁的另一端连接有加载装置。所述刚性横梁上顺次开有若干限位销孔，所述支座通过限位插销与任一限位销孔铰接，在所述支座的下端连接所述拉压传感器，拉压传感器另一端与ー刚性垫块连接，刚性垫块放置于混凝土基材 上。所述连接件包括U型卸扣、U型连接件,所述U型卸扣通过U型连接件与混凝土基材上的植筋固定连接。一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置的实施方法，包括以下几个步骤， 第一歩、在混凝土基材上依次安装刚性垫块、拉压传感器和支座；
第二步、将支座连接至刚性横梁上的限位销孔中，并通过限位插销限位；
第三步、在刚性横梁一端安装U型卸扣，并通过U型连接件与植筋连接；
第四步、在刚性横梁的另一端连接加载装置；
第五步、分别测定支座中心与U型卸扣中心的距离L1、支座中心与加载装置中心的距离L2,刚性横梁重心至支座中心的距离L3和刚性横梁自重g ；
第六步、实施分级加载，井分别记录各级荷载下的加载装置端荷载值Gi.測定各级荷载Gi下拉压传感器读数值Ti.植筋端部伸长值Si ；
第七步、根据拉压传感器所读数值和力平衡原理求得植筋系统的拉拔カFi， Fi=Ti-Gi-g,
根据杠杆カ矩平衡原理求得植筋系统的拉拔カFMi，
Fm= (Gi-L2+g*L3) /L1 ；
取Fi和FMi两个值的平均值为植筋系统实际拉拔カFKi，FEi= (Fi + FMi) /2 ；
其中，i=l,2,…，N;
第八步、根据多次推定的植筋系统实际拉拔カFKi和植筋端部伸长值Si绘制植筋系统的荷载-位移，即F-S曲线，评定植筋系统的实际锚固性能。有益效果本发明提供的用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置及其实施方法可带来以下优点
a、解决了在无约束条件下植筋锚固性能的测试问题；
b、能够确保加载过程中拉拔カ与植筋中心重合，避免了现有拉拔装置不对中带来的不利影响；
C、对待测植筋的外露长度无特殊要求，而且能够用于植筋布置密集区域的植筋锚固性能测试；
d、通过在本发明装置的加载端吊挂配重的方法，测试长期荷载作用下植筋的锚固性能，可解决液压千斤顶持荷不稳定等不足。e、本发明所提供装置的加载装置和拉压传感器均与化学植筋分离，可避免由于化学植筋拉断导致的设备破坏等问题。f、本发明基于杠杆原理设计，在满足化学植筋拉拔试验荷载要求的前提下，通过控制合理的力臂比值，可大幅度降低加载端荷载值。
图I是本发明提供的用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置示意 图2是本发明提供的用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置实施方法示意图。其中1、混凝土基材；2、植筋；3、U型连接件；4、U型卸扣；5、可调节支座；6、拉压传感器；7、刚性垫块；8、刚性横梁；9、加载装置；10、限位销孔；11、限位插销ふ、支座中心与U型卸扣中心的距离；L2、支座中心与加载装置中心的距离；L3、刚性横梁重心至支座重心的距离；g、刚性横梁自重而、加载装置端荷载值あ、根据拉压传感器所读数值和力平衡原理求得的植筋系统拉拔力值；Ti、拉压传感器读数值。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进ー步详细说明，
一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置，包括刚性横梁、支座，所述刚性横梁上顺次开有若干限位销孔，一支座通过限位插销与所述其中任意一限位销孔固定连接，在所述支座的下端连接有拉压传感器，拉压传感器另一端与刚性垫块连接，刚性垫块放置于混·凝土基材上；所述刚性横梁的一端安装有U型卸扣，所述U型卸扣通过U型连接件与待测混凝土基材上的植筋固定连接；所述刚性横梁的另一端安装有加载装置。一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置的实施方法，包括以下几个步骤， 第一歩、在混凝土基材上依次安装刚性垫块、拉压传感器和支座；
第二步、将支座连接至刚性横梁上的限位销孔中，并通过限位插销限位；
第三步、在刚性横梁一端安装U型卸扣，并通过U型连接件与植筋连接；
第四步、在刚性横梁的另一端连接加载装置；
第五步、分别测定支座中心与U型卸扣中心的距离L1、支座中心与加载装置中心的距离L2,刚性横梁重心至支座中心的距离L3和刚性横梁自重g ；
第六步、实施分级加载，井分别记录各级荷载下的加载装置端荷载值Gi.測定各级荷载Gi下拉压传感器读数值Ti.植筋端部伸长值Si ；。第七步、根据拉压传感器所读数值和力平衡原理求得植筋系统的拉拔カFi， Fi=Ti-Gi-g,
根据杠杆カ矩平衡原理求得植筋系统的拉拔カFMi，
Fm= (Gi-L2+g*L3) /L1 ；
取Fi和FMi两个值的平均值为植筋系统实际拉拔カFKi，FEi= (Fi + FMi) /2 ；
其中，i=l,2,…，N;
第八步、根据多次推定的植筋系统实际拉拔カFKi和植筋端部伸长值Si绘制植筋系统的荷载-位移，即F-S曲线，评定植筋系统的实际锚固性能。本发明提供的用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置及其实施方法可带来以下优点
a、解决了在无约束条件下植筋锚固性能的测试问题；
b、能够确保加载过程中拉拔カ与植筋中心重合，避免了现有拉拔装置不对中带来的不利影响；
C、对待测植筋的外露长度无特殊要求，而且能够用于植筋布置密集区域的植筋锚固性能测试；d、本发明所提供的装置基于杠杆原理设计，可通过调整カ臂长度比值大幅度降低加载端的荷载值；
e、通过在本发明装置的加载端吊挂配重的方法，测试长期荷载作用下植筋的锚固性能，可解决液压千斤顶持荷不稳定等不足。 f、本发明所提供装置的加载装置和拉压传感器均与化学植筋分离，可避免由于化学植筋拉断导致的设备破坏等问题。
权利要求
1.一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置，其特征在于包括一设置在混凝土基材(I)上方的杠杆测力装置，所述杠杆测カ装置包括刚性横梁(8)，所述刚性横梁(8)的支点部位铰接ー支座(5)，所述支座(5)的下端刚性连接有拉压传感器(6)，所述拉压传感器(6)的另一端与混凝土基材(I)刚性连接，所述刚性横梁(8)的一端通过连接件与植筋(2)固定连接，所述刚性横梁的另一端连接有加载装置(9)。
2.根据权利要求I所述的ー种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置，其特征在于所述刚性横梁(8)上顺次开有若干限位销孔(10)，所述支座(5)通过限位插销(11)与任一限位销孔(10)铰接，在所述支座(5)的下端连接所述拉压传感器(6)，拉压传感器(6)另一端与ー刚性垫块(7)连接，刚性垫块(7)放置于混凝土基材(I)上。
3.根据权利要求I所述的ー种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置，其特征在于所述连接件包括U型卸扣(4)、U型连接件(3)，所述U型卸扣(4)通过U型连接件(3)与混凝土基材(I)上的植筋(2)固定连接。
4.根据权利要求3所述的ー种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置的实施方法，其特征在于包括以下几个步骤， 第一歩、在混凝土基材(I)上依次安装刚性垫块(7)、拉压传感器(6)和支座(5)； 第二步、将支座(5)连接至刚性横梁(8)上的限位销孔中，并通过限位插销(11)限位； 第三步、在刚性横梁(8) —端安装U型卸扣(4)，并通过U型连接件(3)与植筋(2)连接; 第四步、在刚性横梁(8)的另一端连接加载装置(9)； 第五步、分别测定支座(5)中心与U型卸扣(4)中心的距离L1、支座(5)中心与加载装置(9)中心的距离L2，刚性横梁(8)重心至支座(5)中心的距离L3和刚性横梁(8)自重g ; 第六步、实施分级加载，井分别记录各级荷载下的加载装置端荷载值Gi.測定各级荷载Gi下拉压传感器读数值Ti.植筋端部伸长值Si ； 第七步、根据拉压传感器所读数值和力平衡原理求得植筋系统的拉拔カFi，Fi=Ti-Gi-g, 根据杠杆カ矩平衡原理求得植筋系统的拉拔カFMi，Fm= (Gi-L2+g*L3) /L1 ； 取Fi和FMi两个值的平均值为植筋系统实际拉拔カFKi，FEi= (Fi + FMi) /2 ； 其中，i=l,2,…，N; 第八步、根据多次推定的植筋系统实际拉拔カFKi和植筋端部伸长值Si绘制植筋系统的荷载-位移，即F-S曲线，评定植筋系统的实际锚固性能。
全文摘要
本发明涉及一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置及其实施方法，具体地说是属于土木工程加固改造技术领域。一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置，包括一设置在混凝土基材上方的杠杆测力装置，所述杠杆测力装置包括刚性横梁，所述刚性横梁的支点部位铰接一支座，支座的下端刚性连接有拉压传感器，所述拉压传感器的另一端与混凝土基材刚性连接，所述刚性横梁的一端通过连接件与植筋固定连接，刚性横梁的另一端连接有加载装置。本装置基于杠杆原理，结合压力传感器等设备，测试锚固于混凝土基材中的化学植筋锚固性能的拉拔装置及其实施方法，相对于现有的锚固连接节点受力性能的测试方法具有显著的优越性。
文档编号G01N3/08GK102680321SQ20121015721
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者王永泉 申请人:河海大学