專利名稱：導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種剪切混凝土用的剪切裝置。
背景技術(shù)：
目前常用的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)和方法有無(wú)損檢測(cè)和破損檢測(cè)兩種。所述無(wú)損檢 測(cè)分為回彈法、綜合法、超聲法等，它是利用混凝土表面硬度、碳化深度和聲學(xué)參數(shù)換算混 凝土強(qiáng)度，無(wú)損檢測(cè)操作方便，但檢測(cè)結(jié)果誤差較大。所述破損檢測(cè)又分為鉆芯法、后裝拔 出法、貫入法等，它是利用規(guī)定的試件力學(xué)參數(shù)換算混凝土強(qiáng)度，破損檢測(cè)結(jié)果精度較高， 但是混凝土破損大，而且存在工序多、操作不便等缺點(diǎn)，如常用的鉆芯法，其芯樣試件鉆取、 切割和兩端面平行度、端面與軸線垂直度處理及試件制作工序、操作過(guò)程等都較為繁瑣。
為克服上述問(wèn)題，現(xiàn)提出一種原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的方法，該方法的 原理是對(duì)混凝土芯樣徑向施加垂直于承壓面的剪切力，使受剪芯樣沿徑向垂直于軸向剪切 破壞，并根據(jù)剪應(yīng)力來(lái)推定混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)方法。在該方法中，需要對(duì)混凝土芯樣進(jìn)行剪 切并測(cè)量剪斷瞬間的剪切力峰值，但如何剪切混凝土芯樣，以及如何測(cè)量剪斷瞬間的剪切 力峰值，是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以將混凝土芯樣剪斷、同時(shí)測(cè)量出剪斷瞬間的剪切力 峰值的導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混 凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于包括提升桿、螺紋連接在提升桿上部的帶扭力手柄的扭 力手柄座、套在提升桿中部的壓力傳感器、連接在提升桿下部的支撐座、對(duì)稱連接在支撐座 上的左卡爪座和右卡爪座、以及連接在左卡爪座上的圓弧形的左卡爪和連接在右卡爪座上 的圓弧形的右卡爪，所述左卡爪的下端部?jī)?nèi)側(cè)面上和右卡爪的下端部?jī)?nèi)側(cè)面上設(shè)有相錯(cuò)開(kāi) 的咬牙。
所述提升桿的下部由上至下插在支撐座中，提升桿的下端連接有提升塊，提升塊 上又連接有提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述支撐座上設(shè)有與提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)相配合的提升導(dǎo)向長(zhǎng) 孔。
所述左卡爪座和右卡爪座的結(jié)構(gòu)相同，均包括連接桿和與連接桿連為一體的卡爪 連接盤，所述連接桿夾在支撐座中，連接桿的上端部位于提升塊的上方并且與一個(gè)導(dǎo)力桿 的一端鉸接連接，導(dǎo)力桿的另一端又與所述提升塊鉸接連接，連接桿的下端部位于提升塊 的下方并且通過(guò)卡爪座螺栓鉸接連接在支撐座上，所述卡爪連接盤位于支撐座的下方，并 且左卡爪座的卡爪連接盤與左卡爪連接，右卡爪座的卡爪連接盤與右卡爪連接。
所述卡爪連接盤位于支撐座的下方并且卡爪連接盤上設(shè)有卡槽，所述左卡爪的上 端部外側(cè)面上和右卡爪的上端部外側(cè)面上均設(shè)有凸臺(tái)，左卡爪和右卡爪均通過(guò)凸臺(tái)卡在卡 槽中，在左卡爪的內(nèi)側(cè)位置和右卡爪的內(nèi)側(cè)位置還設(shè)有卡爪壓板，卡爪壓板通過(guò)卡爪固定螺栓可拆卸連接在卡爪連接盤上，同時(shí)卡爪壓板將左卡爪和右卡爪緊壓在卡爪連接盤上的 卡槽中。
在扭力手柄座與壓力傳感器之間的提升桿上套有軸承。
在扭力手柄座與壓力傳感器之間的提升桿上還套有軸承座，所述軸承放置在軸承 座上，軸承座又放置在壓力傳感器上。
所述提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可由導(dǎo)向套和導(dǎo)向套鎖緊螺栓組成，所述導(dǎo)向套螺紋連接在 導(dǎo)向套鎖緊螺栓上，導(dǎo)向套鎖緊螺栓又螺紋連接在提升塊上。
所述左卡爪與卡爪壓板的接觸面、右卡爪與卡爪壓板的接觸面均可為由下向上由 外向內(nèi)傾斜的斜面。
所述支撐座的上端可設(shè)有翻邊，并且有傳感器固定螺釘由下至上穿過(guò)翻邊、將壓 力傳感器與翻邊連接在一起。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果本發(fā)明應(yīng)用在原位單剪法檢測(cè) 混凝土抗壓強(qiáng)度的方法中，是一種檢測(cè)普通混凝土抗壓強(qiáng)度用的裝置，本發(fā)明可以對(duì)混凝 土芯樣的徑向施加垂直于承壓面的剪切力，使受剪的混凝土芯樣沿徑向垂直于軸向出現(xiàn)剪 切破壞，并同時(shí)測(cè)量出此時(shí)的剪切力峰值。
本發(fā)明利用卡爪將混凝土芯樣剪斷的同時(shí)，通過(guò)壓力傳感器測(cè)出剪切力峰值，適 用于C10-C80的結(jié)構(gòu)工程混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)，具有操作簡(jiǎn)單方便、準(zhǔn)確快捷、成本低、適用 性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明使用時(shí)不受被測(cè)混凝土的表面形狀(比如凸面、凹面、曲面、麻面等)的限 制，也不受被測(cè)混凝土尺寸截面大小的限制，僅受成孔工藝限制。也就是說(shuō)，本發(fā)明對(duì)被測(cè) 混凝土的形狀沒(méi)有特別限制，測(cè)試部位也不受限制，被測(cè)混凝土不需任何加工處理(現(xiàn)場(chǎng)測(cè) 試位置的表面無(wú)需處理，鉆成的混凝土芯樣也不需處理)。
本發(fā)明的檢測(cè)齡期范圍廣，凡能鉆制成型的剪切試件都適用，適用混凝土齡期可 至14天，可為預(yù)應(yīng)力混凝土的張拉和放張以及混凝土早齡期的施工提供技術(shù)數(shù)據(jù)。
在原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的方法中使用本發(fā)明，對(duì)被測(cè)混凝土的損傷很 小，被測(cè)混凝土上的鉆孔深度僅為毫米級(jí)別(25mm 30mm)，所以適合檢測(cè)鋼筋配置密集的 混凝土，屬于混凝土無(wú)損檢測(cè)新型技術(shù)。
采用了本發(fā)明的原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的方法是一種檢測(cè)被測(cè)混凝土 的內(nèi)部強(qiáng)度的方法，這種方法的測(cè)試精度比傳統(tǒng)方法更高，檢測(cè)更方便快捷。采用了本發(fā)明 的原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的方法的可檢測(cè)出被測(cè)混凝土的抗壓強(qiáng)度，與目前已有 的其他混凝土強(qiáng)度檢測(cè)方法有實(shí)質(zhì)性的不同，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值，能更好的完善和 豐富混凝土強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的主視示意圖。
圖2是圖1的左視示意圖。
圖3是圖1中A-A剖面的示意圖。
圖4是圖2中B-B剖面的示意圖。
圖5是實(shí)施例一中的支撐座的俯視示意圖。
圖6是圖5中C-C剖面的示意圖。
圖7是圖5中D-D剖面的示意圖。
圖8是提升塊的主視不意圖。
圖9是提升塊的俯視不意圖。
圖10是圖9中E-E剖面的示意圖。
圖11是一對(duì)卡爪座的立體示意圖。
圖12是左卡爪的立體示意圖。
圖13是右卡爪的立體示意圖。
圖14是本發(fā)明實(shí)施例二的立體示意圖。
圖15是本發(fā)明實(shí)施例二中的支撐座的立體示意圖。
附圖標(biāo)記1 一軸承座、2 —提升桿、3 —支撐座、4 一左卡爪座、5 —右卡爪座、6 — 提升塊、7 —左卡爪、8 —右卡爪、9 一導(dǎo)向套、10 —導(dǎo)向套鎖緊螺栓、11 一卡爪座螺栓、12 -卡爪固定螺栓、13 —扭力手柄、14 一軸承、15 —扭力手柄座、16 —壓力傳感器、17 —卡爪壓 板、18 —提升導(dǎo)向長(zhǎng)孔、19 一卡爪連接盤、20 —連接桿、21 —卡槽、22 —凸臺(tái)、23 —咬牙、 24 一導(dǎo)力桿、25 —銷軸、26 —翻邊、27 —傳感器固定螺釘。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參見(jiàn)圖1-4，這種導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，包 括提升桿2、螺紋連接在提升桿上部的帶扭力手柄13的扭力手柄座15、套在提升桿中部的 壓力傳感器16、連接在提升桿下部的支撐座3、對(duì)稱連接在支撐座上的左卡爪座4和右卡爪 座5、以及連接在左卡爪座上的圓弧形的左卡爪7和連接在右卡爪座上的圓弧形的右卡爪 8，所述左卡爪7的下端部?jī)?nèi)側(cè)面上和右卡爪8的下端部?jī)?nèi)側(cè)面上設(shè)有相錯(cuò)開(kāi)的咬牙23。
參見(jiàn)圖4-10，所述提升桿2的下部由上至下插在支撐座3中，提升桿2的下端連接 有提升塊6，提升塊6上又連接有提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述支撐座3上設(shè)有與提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 相配合的提升導(dǎo)向長(zhǎng)孔18。支撐座3的上端設(shè)有與壓力傳感器相適應(yīng)(即弧形的)的翻邊 26，并且有傳感器固定螺釘27由下至上穿過(guò)翻邊26、將壓力傳感器16與翻邊26連接在一 起。
參見(jiàn)圖4、圖11，所述左卡爪座4和右卡爪座5的結(jié)構(gòu)相同，均包括連接桿20和與 連接桿連為一體的卡爪連接盤19，所述連接桿20夾在支撐座中，連接桿20的上端部位于提 升塊6的上方并且通過(guò)銷軸25與一個(gè)導(dǎo)力桿24的一端鉸接連接，導(dǎo)力桿24的另一端又通 過(guò)銷軸25與所述提升塊6鉸接連接，連接桿20的下端部位于提升塊6的下方并且通過(guò)卡 爪座螺栓11鉸接連接在支撐座3上，所述卡爪連接盤19位于支撐座3的下方，并且左卡爪 座4的卡爪連接盤與左卡爪7連接，右卡爪座5的卡爪連接盤與右卡爪8連接。
參見(jiàn)圖4、圖12、圖13，所述卡爪連接盤19上設(shè)有卡槽21，所述左卡爪7的上端部 外側(cè)面上和右卡爪8的上端部外側(cè)面上均設(shè)有凸臺(tái)22，左卡爪7和右卡爪8均通過(guò)凸臺(tái)22 卡在卡槽21中，在左卡爪7的內(nèi)側(cè)位置和右卡爪8的內(nèi)側(cè)位置還設(shè)有卡爪壓板17，卡爪壓 板17通過(guò)卡爪固定螺栓12可拆卸連接在卡爪連接盤19上，同時(shí)卡爪壓板17將左卡爪7和 右卡爪8緊壓在卡爪連接盤19上的卡槽21中。卡爪(左卡爪7和右卡爪8)通過(guò)上述結(jié)構(gòu)連接在卡爪座(左卡爪座4和右卡爪座5)上，一是因?yàn)榭ㄗσ羟谢炷?，容易損壞，所以采用上述結(jié)構(gòu)可以方便卡爪的拆卸和更換。二是卡爪通過(guò)上述結(jié)構(gòu)連接在左卡爪座4和右卡爪座5上時(shí)，可保證卡爪(左卡爪7和右卡爪8)與卡爪座(左卡爪座4和右卡爪座5)連接的牢固緊密。
使用時(shí)，旋轉(zhuǎn)扭力手柄座15，使提升桿2提升，提升桿2帶動(dòng)提升塊6上移，提升塊 6上移的同時(shí)推動(dòng)卡爪座(左卡爪座4和右卡爪座5)沿卡爪座螺栓11轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)連接桿20 的上端部向外移動(dòng)，卡爪連接盤19向內(nèi)移動(dòng)，卡爪連接盤19帶動(dòng)卡爪(左卡爪7和右卡爪 8)夾緊混凝土芯樣并剪切混凝土芯樣。
本實(shí)施例中，在扭力手柄座15與壓力傳感器16之間的提升桿上套有軸承14和軸承座I，所述軸承14放置在軸承座I上,軸承座I又放置在壓力傳感器16上,軸承14的作用是減小扭力手柄座的下端面與壓力傳感器端面之間的摩擦力，有助于減小驅(qū)動(dòng)剪切混凝土的總動(dòng)力。
本實(shí)施例中，提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向套9和導(dǎo)向套鎖緊螺栓10組成，所述導(dǎo)向套 9螺紋連接在導(dǎo)向套鎖緊螺栓10上，導(dǎo)向套鎖緊螺栓10又螺紋連接在提升塊6上。
本實(shí)施例中，左卡爪7與卡爪壓板17的接觸面、右卡爪8與卡爪壓板17的接觸面均可以是由下向上由外向內(nèi)傾斜的斜面，這樣設(shè)計(jì)可以使卡爪壓板17將左卡爪7和右卡爪 8壓得更緊更牢固。
實(shí)施例二參見(jiàn)圖14、圖15，與實(shí)施例一的不同之處在于，支撐座3上沒(méi)有翻邊，壓力傳感器16僅僅是放置在支撐座3上，與支撐座3之間沒(méi)有連接。
應(yīng)用本發(fā)明檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的方法(即原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的方法)的步驟如下。
步驟一、在被測(cè)混凝土 (包括被測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)和被測(cè)混凝土)上選擇N個(gè)位置作為鉆制混凝土芯樣的剪切試樣部位,在選取好的剪切試樣部位處鉆制圓柱形的混凝土芯樣 (采用直徑Φ38πιπι Φ49πιπι的空心水鉆)，用本發(fā)明對(duì)所有的混凝土芯樣進(jìn)行剪切(混凝土芯樣受力作用后，產(chǎn)生剪應(yīng)力直至混凝土芯樣被剪斷)，同時(shí)用本發(fā)明上的壓力傳感器測(cè)量出混凝土芯樣被剪斷瞬間的剪切力峰值，采用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄所有的混凝土芯樣被剪斷瞬間的剪切力峰值，通過(guò)公式混凝土剪切強(qiáng)度(MPa) = F / S，計(jì)算出所有的混凝土芯樣的混凝土剪切強(qiáng)度，其中F為剪切力峰值，S為混凝土芯樣3的截面面積，將得到的混凝土剪切強(qiáng)度代入混凝土測(cè)強(qiáng)公式，根據(jù)混凝土測(cè)強(qiáng)公式計(jì)算出所有的混凝土芯樣的混凝土抗壓強(qiáng)度，該混凝土抗壓強(qiáng)度又稱為混凝土換算強(qiáng)度(通過(guò)檢測(cè)混凝土的剪切強(qiáng)度，根據(jù)混凝土剪切強(qiáng)度和混凝土抗壓強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系，換算成混凝土抗壓 強(qiáng)度，因此稱為混凝土換算強(qiáng)度)。
步驟二、將上述步驟中得到的N個(gè)混凝土換算強(qiáng)度加起來(lái)，再除以N，得到一個(gè)平均值，這個(gè)平均值即為被測(cè)混凝土的混凝土推定強(qiáng)度(一般情況下，是對(duì)同批構(gòu)件的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，根據(jù)國(guó)家規(guī)范(GBJ107-87)的有關(guān)規(guī)定，求出混凝土推定強(qiáng)度)，即混凝土強(qiáng)度的代表值。在計(jì)算N個(gè)混凝土換算強(qiáng)度的平均值時(shí)，可剔除異常值(如最大值和最小值) 后再計(jì)算。所述N個(gè)可以是三個(gè)、五個(gè)、七個(gè)或者更多，可根據(jù)實(shí)際情況選擇。
本實(shí)施例中，混凝土測(cè)強(qiáng)公式為
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于包括提升桿(2)、螺紋連接在提升桿上部的帶扭力手柄(13)的扭力手柄座(15)、套在提升桿中部的壓力傳感器(16)、連接在提升桿下部的支撐座(3)、對(duì)稱連接在支撐座上的左卡爪座(4)和右卡爪座(5)、以及連接在左卡爪座上的圓弧形的左卡爪(7)和連接在右卡爪座上的圓弧形的右卡爪(8)，所述左卡爪(7)的下端部?jī)?nèi)側(cè)面上和右卡爪(8)的下端部?jī)?nèi)側(cè)面上設(shè)有相錯(cuò)開(kāi)的咬牙(23)； 所述提升桿(2)的下部由上至下插在支撐座(3)中，提升桿(2)的下端連接有提升塊(6)，提升塊(6)上又連接有提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述支撐座(3)上設(shè)有與提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)相配合的提升導(dǎo)向長(zhǎng)孔(18); 所述左卡爪座(4)和右卡爪座(5)的結(jié)構(gòu)相同，均包括連接桿(20)和與連接桿連為一體的卡爪連接盤(19)，所述連接桿(20)夾在支撐座中，連接桿(20)的上端部位于提升塊(6)的上方并且與一個(gè)導(dǎo)力桿(24)的一端鉸接連接，導(dǎo)力桿(24)的另一端又與所述提升塊(6 )鉸接連接，連接桿(20 )的下端部位于提升塊(6 )的下方并且通過(guò)卡爪座螺栓(11)鉸接連接在支撐座(3 )上，所述卡爪連接盤(19 )位于支撐座(3 )的下方，并且左卡爪座(4)的卡爪連接盤與左卡爪(7)連接，右卡爪座(5)的卡爪連接盤與右卡爪(8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于所述卡爪連接盤(19)上設(shè)有卡槽(21)，所述左卡爪(7)的上端部外側(cè)面上和右卡爪(8)的上端部外側(cè)面上均設(shè)有凸臺(tái)(22),左卡爪(7)和右卡爪(8)均通過(guò)凸臺(tái)(22)卡在卡槽(21)中，在左卡爪(7)的內(nèi)側(cè)位置和右卡爪(8)的內(nèi)側(cè)位置還設(shè)有卡爪壓板(17)，卡爪壓板(17)通過(guò)卡爪固定螺栓(12)可拆卸連接在卡爪連接盤(19)上，同時(shí)卡爪壓板(17)將左卡爪(7)和右卡爪(8)緊壓在卡爪連接盤(19)上的卡槽(21)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于在扭力手柄座(15)與壓力傳感器(16)之間的提升桿上套有軸承(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于在扭力手柄座與壓力傳感器之間的提升桿上套有軸承座(1)，所述軸承(14)放置在軸承座(I)上，軸承座(I)又放置在壓力傳感器(16 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于所述提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向套(9)和導(dǎo)向套鎖緊螺栓(10)組成，所述導(dǎo)向套(9)螺紋連接在導(dǎo)向套鎖緊螺栓(10)上，導(dǎo)向套鎖緊螺栓(10)又螺紋連接在提升塊(6)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于所述左卡爪(7)與卡爪壓板(17)的接觸面、右卡爪(8)與卡爪壓板(17)的接觸面均為由下向上由外向內(nèi)傾斜的斜面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，其特征在于所述支撐座(3)的上端設(shè)有翻邊(26)，并且有傳感器固定螺釘(27)由下至上穿過(guò)翻邊(26)、將壓力傳感器(16)與翻邊(26)連接在一起。
全文摘要
一種導(dǎo)力杠桿式原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的裝置，包括提升桿、螺紋連接在提升桿上部的帶扭力手柄的扭力手柄座、套在提升桿中部的壓力傳感器、連接在提升桿下部的支撐座、對(duì)稱連接在支撐座上的左卡爪座和右卡爪座、以及連接在左卡爪座上的圓弧形的左卡爪和連接在右卡爪座上的圓弧形的右卡爪，所述提升桿的下部由上至下插在支撐座中，提升桿的下端連接有提升塊，提升塊上又連接有提升塊導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。本裝置應(yīng)用在原位單剪法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度的方法中，可以對(duì)混凝土芯樣的徑向施加垂直于承壓面的剪切力，使受剪的混凝土芯樣沿徑向垂直于軸向出現(xiàn)剪切破壞，并同時(shí)測(cè)量出此時(shí)的剪切力峰值。
文檔編號(hào)G01N3/24GK103018113SQ20121023764
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者朱躍武, 邱平, 朱俊峰, 李如喜, 孫玉軍, 王永紅, 石永, 王海民 申請(qǐng)人:深圳中建院建筑科技有限公司