一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗的錨固反力裝置制造方法
【專利摘要】一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗的錨固反力裝置，包括由四個膨脹錨桿支撐的平行設置的第一次梁和第二次梁，主梁垂直于第一次梁和第二次梁，主梁兩端分別與第一、第二次梁固定連接。還包括豎向加載機構和剪切機構。膨脹錨桿主要由螺桿、上脹塞、瓣狀套管和下脹塞裝配成。其中瓣狀套管由沿圓周方向分布的三個弧形瓣對接構成，每個弧形瓣兩端對應瓣狀套管的軸線的夾角為120°。豎向加載機構包括橫向滾軸排、豎向千斤頂和水平鋼板。剪切機構包括第一垂直鋼墊板、剪切向千斤頂、傳力塊和第二垂直鋼墊板。本發明施工方便，破壞性小，節省施工時間，特別是提高了錨固效果。
【專利說明】—種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗的錨固反力裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種碾壓混凝土原位抗剪試驗用裝置，具體涉及一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗的錨固反力裝置。
【背景技術】
[0002]碾壓混凝土層面結合的優劣性能直接影響碾壓混凝土的質量，因此有必要現場進行碾壓混凝土的原位抗剪試驗。碾壓混凝土原位抗剪試驗是一項綜合性較強的試驗，操作步驟復雜。試驗裝置主要由豎向加載系統、剪切系統、錨桿反力系統組成。目前普遍應用在試驗中的豎向荷載的加載方法有壓重法和錨桿法。
[0003]壓重法需要不斷的重復運輸和吊裝，存在耗費安裝時間長、安全性能低、穩定性差等缺點。傳統的錨固用錨桿多由直徑較小的鋼筋或錨筋制成，打孔后往孔中注入一定量的錨固劑，再插入鋼筋，并沿同一個方向旋轉，使錨固劑很好地包裹桿體，形成握裹力，由于錨固劑需要一定的凝結時間，待強度達到要求時才可以使用，因此從錨桿埋設完畢到投入使用需時間較長，且錨固后的錨桿使用后即作廢，不方便回收，殘留在錨固體中，很可能對其它施工形成障礙，同時也浪費材料。錨桿直徑小錨固深度不夠錨固力也相對較小，為了達到試驗要求往往需要打孔很深，埋入錨桿較長，且由直徑較小的鋼筋或錨筋支撐主次梁也極其不穩定，為了加強穩定性通常還需要在錨桿周圍用鋼管作為外支架來固定。由于碾壓混凝土原位抗剪試驗需在工程現場進行，環境多變，傳統的壓重法和錨桿法都有很大的局限性，實施困難。
【發明內容】
[0004]本發明的目的，是提供一種碾壓混凝土原位抗剪試驗的錨固反力裝置。本發明施工方便、破壞性小、錨固力強，拆卸方便，可反復使用，且節省試驗材料，降低成本，縮短試驗周期。
[0005]采用的技術方案是:
一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗的錨固反力裝置，包括錨桿反力機構、豎向加載機構和剪切機構，其特征在于:
錨桿反力機構，包括第一膨脹錨桿、第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿、第四膨脹錨桿、第一次梁、第二次梁和主梁。
[0006]第一膨脹錨桿機構，包括螺桿、固定螺帽、上脹塞、瓣狀套管、開口式箍環、下脹塞、第一支撐桿和活動螺帽。
[0007]螺桿的上下端分別有外螺紋，中間為無螺紋段。固定螺帽為普通六角螺母，該螺帽與螺桿焊接固定；上脹塞下端為圓錐形體，其中心為無螺紋孔；下脹塞為圓錐形體，其中心孔有內螺紋。瓣狀套管由沿圓周方向分布的三個弧形瓣件對接構成，弧形瓣件兩端對應瓣狀套管軸線的夾角為120°。瓣狀套管的上、下端分別與上脹塞和下脹塞接觸，瓣狀套管上端的三個弧形瓣件的內徑與上脹塞的錐形體部分的外徑相匹配，瓣狀套管下端的三個弧形瓣件的內徑與下脹塞外徑相匹配，這樣保證了上下錐形脹塞能夠嵌入瓣狀套管內部。瓣狀套管外壁上有二道環形凹槽。二道環形凹槽內分別套裝有開口式箍環，其作用是使瓣狀套管在膨脹時箍緊，在收縮時放松，從而保證整個螺桿和第一膨脹錨桿機構脹縮自如，拆卸方便。
[0008]固定螺帽、上脹塞、瓣狀套管和下脹塞由上至下依次套裝在螺桿上。其中，固定螺帽固定在螺桿的上端有外螺紋段底部。上脹塞和瓣狀套管位于螺桿的無螺紋段，上脹塞的錐形體插入瓣狀套管的上端開口內。下脹塞旋設在螺桿的下端有外螺紋段，且下脹塞插入瓣狀套管的下端開口內。
[0009]第一支撐桿的下端中心孔內有內螺紋，螺桿的上端以外螺紋與第一支撐桿下端連接。
[0010]第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿在結構上與第一膨脹錨桿相同。
[0011]第一膨脹錨桿和第二膨脹錨桿豎直設置，第一膨脹錨桿的第一支撐桿和第二膨脹錨桿的第二支撐桿的上端分別穿過第一次梁的兩端并與活動螺帽連接。第二次梁與第一次梁平行設置。第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿豎直設置。第三膨脹錨桿的第三支撐桿和第四膨脹錨桿的第四支撐桿分別穿過第二次梁的兩端并與活動螺帽連接。主梁橫向設置，其兩端分別與第一次梁和第二次梁垂直固定連接。
[0012]豎向加載機構包括橫向滾軸排、豎向千斤頂和水平鋼墊板。橫向滾軸排抵頂在主梁的下端面上。橫向滾軸排設置在豎向千斤頂上，豎向千斤頂設置在水平鋼墊板上。
[0013]剪切機構包括第一垂直鋼墊板、剪切向千斤頂、傳力塊和第二垂直鋼墊板。第一垂直鋼墊板和第二垂直鋼墊板豎直設置，剪切向千斤頂抵頂在第一垂直鋼墊板上，傳力塊左端抵頂在剪切向千斤頂的底座上，傳力塊右端抵頂在第二垂直鋼墊板上。
[0014]使用中，用鉆機在試驗構件上打好四個錨固孔，將四個膨脹錨桿分別插入四個錨固孔中，旋緊固定螺帽，螺桿跟著一起旋轉，下脹塞隨著螺紋逐漸旋緊，使得上下兩個脹塞的錐形部分同時插入由三個弧形瓣件組合成的套管中，三個弧形瓣件隨即向外張開，兩個開口式箍環也隨著三個弧形瓣件組合成的套管向外擴張，由于套管膨脹形成摩擦握裹力，達到錨固效果。
[0015]試驗中通常用4個膨脹錨桿連接的4個支撐桿，4個膨脹錨桿通過上端螺桿分別與4個支撐桿相連接，其中二個支撐桿之間架設第一次梁，另外二個支撐桿間架設第二次梁，用活動螺帽固定次梁；在二個次梁的中間架設主梁，主梁下部依次安裝橫向滾軸排，豎向千斤頂，水平鋼墊板。整個豎向加載機構所有部件需安裝在同一軸線上，與預定剪切面相垂直。其次是安裝剪切機構，安裝順序為垂直鋼墊板，剪切向千斤頂，傳力塊，垂直鋼墊板，剪切系統應嚴格定位，中心線要平行于預定剪切面。
[0016]錨固反力裝置安裝完畢后即可緩慢施加荷載開展試驗。
[0017]與現有技術相比，本發明優點在于:
(I)膨脹錨桿與傳統錨桿相比，其原理是依靠錨桿膨脹產生的摩擦力達到錨固效果。本發明中的膨脹錨桿，當旋緊固定螺帽時，受上下脹塞擠壓作用，使三個弧形瓣件組成的套管外壁始終能保持與螺桿平行，產生的摩擦阻力更大更均勻，因此錨固力更強。通過拉拔試驗，膨脹錨桿可提供大于1kN的錨固力。
[0018](2)施工方便，破壞性小，由于錨固力更強，因此打孔無需像傳統錨桿一樣打得很深，埋設時也無需注入錨固劑，節省施工時間。
[0019](3)膨脹錨桿與支撐桿靠螺紋連接固定，支撐桿采用直徑較粗的鋼管代替傳統的鋼筋和錨筋，具有更好的穩定性和剛性。支撐桿與次梁，次梁與主梁之間也通過螺紋來連接和固定，整個反力系統更牢固、穩定，且方便拆卸，可以反復使用，節省試驗材料，降低成本，提高工效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是膨脹錨桿結構示意圖。
[0021]圖2是上脹塞結構示意圖。
[0022]圖3是瓣狀套管結構示意圖。
[0023]圖4是下脹塞結構示意圖。
[0024]圖5是圖3的A— A視圖。
[0025]圖6是本發明使用狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0026]一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗的錨固反力裝置，包括錨桿反力機構、豎向加載機構和剪切機構，其特征在于:
錨桿反力機構，包括第一膨脹錨桿、第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿、第四膨脹錨桿、第一次梁19、第二次梁20和主梁21。
[0027]第一膨脹錨桿機構，包括螺桿1、固定螺帽2、上脹塞3、瓣狀套管4下脹塞5、第一支撐桿11及第一活動螺帽15。
[0028]螺桿I的上下端分別有外螺紋，中間為無螺紋段6。固定螺帽2為普通六角螺母，該螺帽2與螺桿I焊接固定；上脹塞3下部為圓錐形體，其中心為無螺紋孔；下脹塞5為圓錐形體，其中心孔有內螺紋。瓣狀套管4由沿圓周方向分布的三個弧形瓣件對接構成，每個弧形瓣件兩端對瓣狀套管4的軸線夾角為120°。瓣狀套管4的上、下端分別與上脹塞3和下脹塞5接觸，瓣狀套管上端的三個弧形瓣件的內徑與上脹塞3下部的圓錐形體的外徑相匹配，瓣狀套管下端的三個弧形瓣件的內徑與下脹塞5外徑相匹配，這樣保證了上下錐形脹塞能夠嵌入瓣狀套管4內部。瓣狀套管4外側三等分處有二道環形凹槽8。二道環形凹槽處分別套裝有二個開口式箍環7，其作用是使瓣狀套管4在膨脹時箍緊，在收縮時放松，從而保證整個螺桿I和第一膨脹錨桿機構脹縮自如，拆卸方便。
[0029]固定螺帽2、上脹塞3、瓣狀套管4和下脹塞5由上至下依次套裝在螺桿I上。其中，固定螺帽2固定在螺桿I的上端有外螺紋段底部。上脹塞3和瓣狀套管4位于螺桿I的無螺紋段，上脹塞3的錐形體插入瓣狀套管4的上端開口內。下脹塞5旋設在螺桿I的下端有外螺紋段，且下脹塞5插入瓣狀套管4的下端開口內。
[0030]第一支撐桿11的下端中心孔內有內螺紋，螺桿I的上端以外螺紋與第一支撐桿11下端連接。
[0031]第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿在結構上與第一膨脹錨桿相同。
[0032]第一膨脹錨桿和第二膨脹錨桿豎直設置，第一膨脹錨桿的第一支撐桿11和第二膨脹錨桿的第二支撐桿12的上端分別穿過第一次梁19的兩端并與第一活動螺帽15和第二活動螺帽16連接。第二次梁20與第一次梁19平行設置。第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿豎直設置。第三膨脹錨桿的第三支撐桿13和第四膨脹錨桿的第四支撐桿14分別穿過第二次梁20的兩端并與第三活動螺帽17和第四活動螺帽18連接。主梁21橫向設置，其兩端分別與第一次梁19和第二次梁20垂直固定連接。
[0033]豎向加載機構包括橫向滾軸排22、豎向千斤頂23和水平鋼墊板24。橫向滾軸排22抵頂在主梁21的下端面上。橫向滾軸排22設置在豎向千斤頂23上，豎向千斤頂23設置在水平鋼墊板24上。
[0034]剪切機構包括第一垂直鋼墊板25、剪切向千斤頂26、傳力塊9和第二垂直鋼墊板10。第一垂直鋼墊板25和第二垂直鋼墊板10豎直設置，剪切向千斤頂26抵頂在第一垂直鋼墊板25上，傳力塊9左端抵頂在剪切向千斤頂26的底座上，傳力塊9右端抵頂在第二垂直鋼墊板10上。
[0035]使用中，用鉆機在試驗構件上打好四個錨固孔，將四個膨脹錨桿分別插入四個錨固孔中，旋緊固定螺帽2，螺桿跟著一起旋轉，下脹塞5隨著螺紋逐漸旋緊，使得上下兩個脹塞的錐形部分同時插入由三個弧形瓣件組合成的套管4中，三個弧形瓣件隨即向外張開，兩個開口式箍環7也隨著三個弧形瓣件組合成的弧形套管4向外擴張，由于套管膨脹形成摩擦握裹力，達到錨固效果。
[0036]試驗中通常用四個膨脹錨桿連接的四個支撐桿，四個膨脹錨桿通過上端螺桿分別與四個支撐桿相連接，其中二個支撐桿之間架設第一次梁19，另外二個支撐桿間架設第二次梁20，用活動螺帽固定次梁；在二個次梁的中間架設主梁21，主梁21下部依次安裝橫向滾軸排22，豎向千斤頂23，水平鋼墊板24。整個豎向加載機構所有部件需安裝在同一軸線上，與預定剪切面相垂直。其次是安裝剪切機構，安裝順序為第一垂直鋼墊板25，剪切向千斤頂26，傳力塊9，第二垂直鋼墊板10，剪切系統應嚴格定位，中心線要平行于預定剪切面。
[0037]錨固反力裝置安裝完畢后即可緩慢施加荷載開展試驗。
【權利要求】
1.一種用于碾壓混凝土原位抗剪試驗的錨固反力裝置，包括錨桿反力機構、豎向加載機構和剪切機構，其特征在于: 錨桿反力機構，包括第一膨脹錨桿、第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿、第四膨脹錨桿、第一次梁(19)、第二次梁(20)和主梁(21)； 第一膨脹錨桿機構，包括螺桿(I)、固定螺帽(2)、上脹塞(3)、瓣狀套管(4)、下脹塞(5)、第一支撐桿(11)及第一活動螺帽(15); 螺桿(I)的上下端分別有外螺紋，中間為無螺紋段(6)，螺帽(2)與螺桿(I)焊接固定；上脹塞(3)下部為圓錐形體，其中心為無螺紋孔；下脹塞(5)為圓錐形體，其中心孔有內螺紋，瓣狀套管(4)由沿圓周方向分布的三個弧形瓣件對接構成，每個弧形瓣件兩端對應瓣狀套管(4)的軸線的夾角為120° ;瓣狀套管(4)的上、下端分別與上脹塞(3)和下脹塞(5)接觸，瓣狀套管(4)上端的三個弧形瓣件的內徑與上脹塞(3)下部的錐形體的外徑相匹配，瓣狀套管下端的三個弧形瓣件的內徑與下脹塞(5)外徑相匹配；瓣狀套管(4)分別開設有二道環形凹槽(8)，二道環形凹槽(8)內分別套裝有開口式箍環(7)； 固定螺帽(2)、上脹塞(3)、瓣狀套管(4)和下脹塞(5)由上至下依次套裝在螺桿(I)上；其中，固定螺帽(2)固定在螺桿(I)的上端有外螺紋段底部，上脹塞(3)和瓣狀套管(4)位于螺桿(I)的無螺紋段，上脹塞(3)的錐形體插入瓣狀套管(4)的上端開口內；下脹塞(5)旋設在螺桿(I)的下端有外螺紋段，且下脹塞(5)插入瓣狀套管(4)的下端開口內； 第一支撐桿(11)的下端中心孔內有內螺紋，螺桿(I)的上端以外螺紋與第一支撐桿(11)下端連接； 第二膨脹錨桿、第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿在結構上與第一膨脹錨桿相同； 第一膨脹錨桿和第二膨脹錨桿豎直設置，第一膨脹錨桿的第一支撐桿(11)和第二膨脹錨桿的第二支撐桿(12)的上端分別穿過第一次梁(19)的兩端并與第一活動螺帽(15)和第二活動螺帽(16)連接；第二次梁(20)與第一次梁(19)平行設置，第三膨脹錨桿和第四膨脹錨桿豎直設置；第三膨脹錨桿的第三支撐桿(13)和第四膨脹錨桿的第四支撐桿(14)分別穿過第二次梁(20)的兩端并與第三活動螺帽(17)和第四活動螺帽(18)連接；主梁(21)橫向設置，其兩端分別與第一次梁(19)和第二次梁(20)垂直固定連接； 豎向加載機構包括橫向滾軸排(22)、豎向千斤頂(23)和水平鋼墊板(24)，橫向滾軸排(22)抵頂在主梁(21)的下端面上，橫向滾軸排(22)設置在豎向千斤頂(23)上，豎向千斤頂(23)設置在水平鋼墊板(24)上； 剪切機構包括第一垂直鋼墊板(25)、剪切向千斤頂(26)、傳力塊(9)和第二垂直鋼墊板(10)，第一垂直鋼墊板(25)和第二垂直鋼墊板(10)豎直設置，剪切向千斤頂(26)抵頂在第一垂直鋼墊板(25)上,傳力塊(9)左端抵頂在剪切向千斤頂(26)的底座上,傳力塊(9)右端抵頂在第二垂直鋼墊板(10)上。
【文檔編號】G01N3/02GK104165799SQ201410360631
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】劉波, 汪魁峰, 夏海江, 宗兆博, 張永先, 宋立元, 張欣, 富天生, 胡慶華, 譚麗娥, 蘇煒煥, 陰國旗, 劉大為, 李志祥, 艾新春, 王興華, 馬洪山, 李括, 宮旭, 張瑞 申請人:遼寧省水利水電科學研究院
專業數控銑床產品供應商
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