钢筋混凝土横梁受压弯矩测量加负载方法及加负载工装与流程

本发明涉及混凝土构件检测技术领域，尤其涉及一种钢筋混凝土横梁受压弯矩测量加负载方法及加负载工装。

背景技术：

结构加固改造对于城市扩建具有重要意义，然而对既有建筑结构加固改造具有风险较高、新技术多、管控困难等特点。由此可见，在设计施工中利用技术手段对构件的受力工作状态进行诊断和监控，是相关工程人员亟需面对和解决的问题。目前国内外已经公开发表了一些利用超声波波速来确定混凝土应力状态的相关研究文献，但因混凝土的非线性材料特性，这些方法仅在压应力为极限抗压强度30%-40%范围内时具有可行性。为此设计出了基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土横梁受压弯矩的方法，发方法测量钢筋混凝土横梁的受压弯矩时，需要对钢筋混凝土横梁的中间施加下压的载荷以模拟钢筋混凝土横梁承载，在钢筋混凝土横梁的上侧安装两个沿钢筋混凝土横梁分布的超声波换能器进行检测和在钢筋混凝土横梁的下侧安装两个沿钢筋混凝土横梁分布的超声波换能器进行检测，然后根据施加的载荷和超声波换能器测量出的波速声能计算出钢筋混凝土横梁的受压弯矩。但是由于缺少对应的工装对待检测的钢筋混凝土横梁进行施加载荷，从而导致进行受压弯矩测量时不便。

技术实现要素：

本发明提供了一种钢筋混凝土横梁受压弯矩测量加负载方法，用于对待检测的钢筋混凝土横梁进行施加载荷。

本发明提供了一种用于对待检测的钢筋混凝土横梁进行施加载荷的钢筋混凝土横梁受压弯矩测量加负载工装，解决了缺少对钢筋混凝土横梁进行施加载荷的装置从而导致测量钢筋混凝土横梁受压弯矩时不便的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种钢筋混凝土横梁受压弯矩测量加负载方法，其特征在于，通过四点支撑的方式对钢筋混凝土进行加负载。

一种钢筋混凝土横梁受压弯矩测量加负载工装，包括沿左右方向延伸的前后侧面设有滑槽的悬挂轨、前后两侧一一对应地滑动连接在两个所述滑槽内的悬挂块、缸体同悬挂块连接在一起的活塞杆上设有悬挂环的悬挂轨部升降气缸、连接在悬挂轨部升降气缸的活塞杆上的压力传感器、套设在悬挂轨部升降气缸的活塞杆上的通过悬挂环进行悬挂的悬挂架、连接在悬挂架上且位于压力传感器下方的沿左右方向延伸的桥板和位于桥板下方的沿左右方向分布的两个支撑墩，所述两个支撑墩之间形成通道，所述支撑墩上设有沿左右方向延伸的滑轨，所述滑轨上滑动连接有支撑座，所述桥板的两端各设有一个按压块，所述压力传感器位于所述桥板的中间部位的正上方，所述桥板的中间部位的下方通过吊绳连接有铅锤。使用时，将钢筋混凝土横梁的两端支撑在两个支撑座上且端部同支撑座的端部对齐，然后通过滑动支撑座和或悬挂座来使得钢筋混凝土横梁的中点同锤对齐。再将4个超声波换能器中的两个超声波换能器固定在钢筋混凝土横梁的上侧表面上、另外两个超声波换能器固定在钢筋混凝土横梁的下侧表面上；然后悬挂座部伸缩气缸伸长使得桥板首先通过按压块支撑到钢筋混凝土横梁上、然后随着悬挂座部伸缩气缸的进一步伸出、悬挂座部伸缩气缸隔着压力传感器对桥板进行加压按压，桥板通过两个按压块将压力传导给钢筋混凝土横梁，当压力传感器显示的力符合要求时悬挂座部伸缩气缸停止增加压力，从而完成对钢筋混凝土横梁的加载。本技术方案能够方便地在钢筋混凝土横梁的中部进行加载荷到要求值，由于钢筋混凝土横梁和桥板都能够移动、首先对中时方便。设置铅锤，能够方便地获知是否对中。

作为优选，所述压力传感器连接有用于对桥板进行按压的柔性隔离垫。能够避免压力传感器损坏。

作为优选，所述拉索伸直且悬挂架悬挂在悬挂环上时，所述铅锤的下端低于所述按压块的下端；所述铅锤为下端小上端大的锥形，所述桥板上设有用于托持所述铅锤的托环；所述铅锤穿设在所述托环内时，所述铅锤的下端高于所述按压块的下端。对中时，只使铅锤刚好同钢筋混凝土横梁接触而便于观察铅锤同画在钢筋混凝土横梁使得中线是否对齐，而此时按压块同钢筋混凝土横梁为断开的，使得相对移动钢筋混凝土横梁和桥板时省力也不会对按压块此时损伤。在按压块按压到钢筋混凝土横梁进行加负载时，将铅锤搁置在托环上，能够避免铅锤同钢筋混凝土进行碰撞而导致损坏和干涉换能器工作。

本发明还包括位于所述通道内的超声波换能器顶升固定机构，所述超声波换能器顶升固定机构包括沿左右方向的扁带、设置在扁带两端的两个托筒和驱动扁带升降的朝上伸缩的扁带部升降气缸，所述桥板上设有两个沿左右方向分布的朝下伸缩的桥板部升降气缸，所述桥板部升降气缸连接有超声波换能器。使用时，在两个托筒中也个放置一个超声波换能器。对中完成后，通过扁带部升降气缸驱动扁带上升而使得位于两个托筒中的两个超声波换能器固定在钢筋混凝土横梁的下表面上。通过桥板部升降气缸的伸长而使得两个桥板部升降气缸上的共计两个超声波换能器固定在钢筋混凝土横梁的上侧表面上。能够使得每次测量时，能够方便地将四个换能器以设定的距离固定在钢筋混凝土横梁的上下表面上。提高了测量时的方便些。超声波换能器安装时的力度能够进行方便地调整。

作为优选，所述悬挂轨上设有对齐标识，所述悬挂块上设有同所述对齐标识配合的指针；所述指针同所述对齐标识对齐时，2个所述超声波换能器一一对应地同2个所述托筒对齐。能够方便地获知上下两侧的2个超声波换能器是否一一对应地对齐了。检测时的方便性好。

作为优选，所述扁带的下侧设有形变避让机构，所述形变避让机构包括上端同扁带连接在一起的朝下开口的滑套、滑动连接在滑套内的滑块、上端同滑块的下端连接在一起的连接杆和位于滑套内的弹簧，所述连接杆的下端同所述扁带部升降气缸连接在一起，所述滑套通过所述弹簧支撑在所述滑块上，所述滑块在所述滑套内隔离出透气的腔体。当加负载过程中，若干钢筋混凝土横梁产生了向下的形变时，能够通过弹簧的收缩而实地超声波换能器进行避让，使得虽然通过按压进行固定、也具有悬空固定在钢筋混凝土横梁上的效果，而不会干涉形变的产生而影响检测的准确性。

作为优选，所述按压块包括叠接在一起的下半部和上半部，所述上半部的下表面上设有毛刷，所述下半部的上表面上设有容置所述毛刷用的毛刷避让凹坑；所述悬挂轨部升降气缸为双行程气缸；所述悬挂轨部升降气缸伸出一个行程且移除所述下半部时，所述悬挂架悬挂在所述悬挂环上且所述毛刷同支撑在所述支撑座上的钢筋混凝土横梁的上表面接触；所述悬挂轨部升降气缸处于收缩状态且移除所述下半部时，所述悬挂架悬挂在所述悬挂环上且所述毛刷同支撑在所述支撑座上的钢筋混凝土横梁的上表面断开；所述按压块通过下半部支撑在支撑在所述支撑座上的钢筋混凝土横梁的上表面上且悬挂轨部升降气缸的两个行程都伸长时，所述悬挂架同所述悬挂环之间脱开。使用时，先使悬挂座部伸缩气缸处于收缩状态而进行对中。对中完成后则使悬挂轨部升降气缸伸出一个行程且移除下半部，然后左右移动悬挂块，通过毛刷对将要安装超声波换能器的部位进行清扫，以提高检测时的可靠性。最后时悬挂座部伸缩气缸两个行程都伸长从而进行加负载。

作为优选，所述上半部的下表面上设有沿前后方向延伸的定位凸条，所述毛刷连接在所述定位凸条上，所述定位凸条的宽度同所述毛刷避让凹坑的宽度相等；所述定位凸条穿设在所述毛刷避让凹坑内时，两个所述按压块的所述下半部对称分布在悬挂轨部升降气缸的径向两侧。能够方便地使得按压块装配在一起后而保持按压时的按压位置对称分布在悬挂座部伸缩气缸的两侧，使得合力的作用为作用在钢筋混凝土合力的中间。

作为优选，所述定位凸条的下端设有上端宽下端窄的导入段。合上下半段和上半段时方便。

作为优选，所述两个按压块对称分布在悬挂轨部升降气缸的径向两侧。检测结果的准确性好。

作为优选，所述支撑座设有支撑滚轮，所述支撑滚轮的周面上设有沿支撑滚轮周向延伸的环形槽，所述滑轨穿设在所述环形槽内而支撑在所述支撑滚轮的下方。平移钢筋混凝土横梁时支撑座和滑轨之间产生的磨损小，移动省力通畅。

作为优选，所述悬挂块的下表面上设有若干沿左右方向分布的支撑在所述滑槽的下侧面上的支撑滚球。移动桥板时悬挂座和滑槽之间产生的磨损小，移动省力通畅。

作为优选，所述支撑座远离通道的一端设有侧挡块。钢筋混凝土横梁支撑在支撑座上时通过同侧挡板抵接在一起来实现同支撑座的端部的对齐，进行对齐时方便。

本发明具有下述优点：能够方便可靠地对待检测的钢筋混凝土横梁施加载荷，从而提高了对钢筋混凝土横梁进行受压弯矩测量时的方便性，进行对中时方便。

附图说明

图1为本发明实施例一刚搁上钢筋混凝土横梁时的本发明的正视示意图；

图2为图1的局部放大示意图；

图3为图2的a处的局部放大示意图；

图4为实施例一对钢筋混凝土横梁进行清扫时的示意图。

图5为实施例一对钢筋混凝土横梁进行施加载荷时的示意图。

图6为实施例二中的超声波换能器顶升固定机构的示意图。

图中：悬挂轨1、悬挂块2、悬挂轨部升降气缸3、压力传感器4、悬挂架5、桥板6、支撑墩7、滑槽8、滑槽的上侧壁9、对齐标识10、指针11、支撑滚球16、悬挂环12、柔性隔离垫13、悬挂板14、连接抓15、下半部17、上半部18、定位凸条19、导入段20、毛刷21、毛刷避让凹坑22、吊绳23、铅锤24、托环25、桥板部升降气缸26、超声波换能器27、通道28、滑轨29、支撑座30、侧挡块31、支撑滚轮32、扁带33、托筒34、扁带部升降气缸45、滑套36、滑块37、连接杆38、弹簧39、腔体40、钢筋混凝土横梁41、底座42、电机43、偏心轮44、电机的动力输出轴46、导向杆47、导向套48、按压块49。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一，参见图1、图2、图3、图4和图5，一种钢筋混凝土横梁受压弯矩测量加负载工装，包括悬挂轨1、悬挂块2、悬挂轨部升降气缸3、压力传感器4、悬挂架5、桥板6和两个支撑墩7。悬挂轨沿左右方向延伸。悬挂轨的前后侧面上设有沿左右方向延伸的滑槽8。滑槽的上侧壁9的前表面上设有对齐标识10。对齐标识为一根沿上下方向延伸的刻度线。悬挂块的前后两侧一一对应地滑动连接在两个滑槽内。悬挂块的上端设有同对齐标识配合的指针11。悬挂块的下表面上设有若干沿左右方向分布的支撑在滑槽的下侧面上的支撑滚球16。指针位于位于悬挂轨前侧表面上的滑槽的前方。悬挂轨部升降气缸为双行程气缸。悬挂轨部升降气缸的缸体同悬挂块连接在一起。悬挂轨部升降气缸的活塞杆上设有悬挂环12。压力传感器连接在悬挂轨部升降气缸的活塞杆的下端面上。压力传感器连接有用于对桥板进行按压的柔性隔离垫13。压力传感器位于桥板的中间位置的正上方。悬挂架包括悬挂板14和2只连接抓15。悬挂板套设在悬挂轨部升降气缸的活塞杆上。悬挂板位于悬挂环的上方，悬挂架按压在悬挂环上而悬挂在悬挂轨部升降气缸的活塞杆上。2只连接抓分布在悬挂轨部升降气缸的径向两侧。连接抓的上端同悬挂板连接在一起、下端同桥板连接在一起。桥板沿左右方向延伸。桥板的两端各设有一个按压块49。按压块包括叠接在一起的下半部17和上半部18。上半部的下表面上设有沿前后方向延伸的定位凸条19。定位凸条的下端设有上端宽下端窄的导入段20。导入段的下表面上设有毛刷21。下半部的上表面上设有容置毛刷用的毛刷避让凹坑22。定位凸条的宽度同毛刷避让凹坑的宽度相等，宽度方向为图5中的左右方向。定位凸条穿设在毛刷避让凹坑内时，两个按压块的下半部对称分布在悬挂轨部升降气缸的径向两侧。

桥板的中间部位的下方通过吊绳23连接有铅锤24。铅锤为下端小上端大的圆锥形。悬挂轨部升降气缸处于收缩状态即两个行程都收缩到位时，桥板通过悬挂架配合悬挂块悬挂在悬挂轨部升降气缸的活塞杆上，此时拉索伸直则铅锤的下端低于按压块的下端即下半部的下端面。桥板上设有用于托持铅锤的托环25。铅锤穿设在托环内时，铅锤的下端高于按压块的下端。桥板上设有两个沿左右方向分布的朝下伸缩的桥板部升降气缸26。桥板部升降气缸连接有超声波换能器27。两个桥板部升降气缸上的两个超声波换能器对称分布在悬挂轨部升降气缸的径向两侧，该设置方式能够提高对齐时的方便性。两个支撑墩位于桥板下方。两个支撑墩沿左右方向分布。2两个支撑墩之间形成通道28。支撑墩上设有沿左右方向延伸的滑轨29。滑轨上滑动连接有支撑座30。支撑座远离通道的一端设有侧挡块31。支撑座同滑轨的具体连接方式为：滑轨有两根，支撑座设有沿前后方向分布的2个支撑滚轮32，支撑滚轮的周面上设有沿支撑滚轮周向延伸的环形槽，2根滑轨穿一一对应地穿设在两个支撑滚轮的环形槽内而支撑在支撑滚轮的下方。通道内设有超声波换能器顶升固定机构。超声波换能器顶升固定机构包括沿左右方向延伸的扁带33、设置在扁带两端的两个托筒34和驱动扁带升降的朝上伸缩的扁带部升降气缸45。扁带部升降气缸通过形变避让机构同扁带连接在一起。形变避让机构包括上端同扁带连接在一起的朝下开口的滑套36、滑动连接在滑套内的滑块37、上端同滑块的下端连接在一起的连接杆38和位于滑套内的弹簧39。连接杆的下端同扁带部升降气缸的活塞杆连接在一起。扁带部升降气缸的缸体连接在底座42上。滑套通过弹簧支撑在滑块上。滑块在滑套内隔离出透气的腔体40。指针同对齐标识对齐时，连接在桥板上的2个超声波换能器一一对应地同2个托筒对齐。

初始状态时，扁带部升降气缸和悬挂轨部升降气缸都处于收缩状态进行避让、指针同对齐标识对齐、下半部是从上半部上移除的。使用时，在两个托筒内也各插入一个超声波换能器。将钢筋混凝土横梁41的两端支撑在两个支撑座上且端部同侧挡板抵接在一起，然后通过滑动支撑座使得钢筋混凝土横梁的中点（在钢筋混凝土上的中点出划线进行标记）同锤对齐，对齐后将铅锤搁置到托环上。然后使悬挂轨部升降气缸伸出一个行程，此时悬挂架悬挂在悬挂环上且毛刷同支撑座上的钢筋混凝土横梁的上表面接触，按压块也仅通过毛刷同钢筋混凝土横梁接触，左右移动悬挂块，从而通过毛刷对钢筋混凝土横梁的上表面上将要同超声波换能器接触的部位进行清洁。清洁完成后使指针同对齐标识对齐和使悬挂轨部升降气缸收缩，将下半部合拢到上半部上，悬挂轨部升降气缸的两个行程都伸长而使得按压块按压到钢筋混凝土横梁上（此时桥板为搁置在钢筋混凝土横梁的上侧面上而不悬挂在悬挂环上，即悬挂板同悬挂环为分开的）、悬挂座部伸缩气缸隔着压力传感器对桥板进行加压按压，桥板部升降气缸驱动位于钢筋混凝土横梁上方的两个超声波换能器按压到钢筋混凝土横梁的上侧面上，扁带部升降气缸伸长而使得位于托筒上的两个超声波换能器按压到钢筋混凝土横梁的下侧面上，持续给悬挂座部伸缩气缸增加气压而增加钢筋混凝土横梁的上侧面上的负载，当压力传感器显示的力符合要求时悬挂座部伸缩气缸停止增加压力，从而完成对钢筋混凝土横梁的加载。

实施例二，同实施例一的不同之处为：

参见图6，设有驱动扁带升降的扁带上升机构以替换扁带升降气缸，扁带升降机构包括电机43和连接在电机的动力输出轴46上的偏心轮44，偏心通过周面支撑扁带，扁带连接有套设在导向杆47上的导向套48，导向杆同电机相等固定在一起。具体地：导向套连接在滑套上实现同扁带的连接，连接杆同偏心轮的转轴位于同一个竖向平面且连接杆支撑在偏心轮的周面上而实现变形轮对扁带的支撑，导向杆和电机都固定在底座上来实现相对固定。如果不设置形变避让机构，则导向套直接连接在扁带上、变形轮的周面直接支撑在扁带的下表面上来进行连接也是可以。使用时通过电机驱动偏心轮转动来实现扁带的上升，扁带的下降通过变形轮转动产生避让时在重力的作用下来完成。