一種混凝土表面特征測量儀及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種用于混凝土表面特征測量儀及其使用方法，屬于工程精確測量和質(zhì)量評估領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一，由于設(shè)計、施工缺陷，自然界各種物理、化學(xué)及生物作用的損傷或提升使用要求等原因，大量的工程結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行加固改造，而加固改造就必然會涉及到新舊混凝土的粘結(jié)。由于新老混凝土粘結(jié)面的性能決定了修補補強后結(jié)構(gòu)能否共同工作和承載能力，而界面的粗糙度是新老混凝土粘結(jié)面性能的主要影響參數(shù)，所以，高精度測量混凝土表面的粗糙度，對新舊混凝土界面的性能研宄和工程質(zhì)量評價都具有十分重要的意義。
[0003]目前通用的界面粗糙度評估采用平均深度作為評價指標(biāo)。測量方法有灌砂法和測量儀法。
[0004]灌(鋪)沙法是在測量區(qū)四周設(shè)擋板，內(nèi)部灌沙，通過灌沙的體積求平均深度。灌砂平均深度法在現(xiàn)場應(yīng)用不便，不適用于傾斜界面。目前路面局部凹凸仍采用鋪沙法。
[0005]目前市場上存在高精度電子粗糙度測量儀，這些儀器主要用于機(jī)械加工領(lǐng)域，精度為微小(微米級)凹凸，在土木工程領(lǐng)域不適用。且其測試方法為在表面滑動，適用于劃痕類測試，得到I維表面特征曲線和凹凸值，對于毫米級隨機(jī)分布粗糙表面不適用。
[0006]已有科研單位設(shè)計了混凝土粗糙度測量儀，該儀器測試前，首先需要根據(jù)測量的精度，對混凝土表面進(jìn)行單元劃分。測試為逐點一維測量，測量裝置需要不斷的反復(fù)安裝拆卸。這使得測量工作較為繁瑣，效率很低。
[0007]以平均深度法作為表面特征評價指標(biāo)完全不能反映局部的凹凸分布特征，因此很難建立表面特征與新舊混凝土粘結(jié)性能的定量關(guān)系。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明開發(fā)一種操作方便、適用范圍廣、可測量混凝土界面基線夾角和相對于基線的局部凹凸分布的高精度二維測量儀器和方法，實現(xiàn)以表面基線傾角和相對于基線的凹凸分布為參數(shù)的雙指標(biāo)構(gòu)件表面特征評價。
[0009]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)發(fā)明目的:
一種用于混凝土表面特征測量儀，包括支架，X向行走體系、Y向行走體系、位移計及固定裝置；其中，所述支架上設(shè)置有所述X向行走體系、Y向行走體系，支架側(cè)面上固定有沿X向設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)帶角刻度圓盤水準(zhǔn)管，支架頂面上固定有沿Y向設(shè)置的水平水準(zhǔn)管；所述位移計通過固定裝置固定連接在所述Y向行走體系上；所述支架的底部設(shè)置有四個可升降支座。
[0010]進(jìn)一步的，所述X向行走體系和Y向行走體系均是由帶刻度軌道、移動齒輪滾動裝置組成。
[0011]進(jìn)一步的，所述固定裝置包括位移計固定擋板、固定螺母，通過所述固定螺母和位移計固定擋板將位移計固定在Y向行走體系上的刻度軌道上。
[0012]進(jìn)一步的，所述位移計為百分表。
[0013]進(jìn)一步的，所述位移計為千分表。
[0014]進(jìn)一步的，所述位移計為電子位移計。
[0015]一種所述的用于混凝土表面特征測量儀的測試方法，包括以下幾個步驟:
步驟一、基線傾角測量:在標(biāo)準(zhǔn)水平面上標(biāo)定并使四個支座等高后，將測量儀四個支座支撐在測區(qū)表面，保持水平水準(zhǔn)管水平，旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)帶角刻度盤水準(zhǔn)管使其水平，刻度盤讀數(shù)即為基線傾斜角。
[0016]步驟二、粗糙度測量:確定最小測量精度，逐行逐列移動齒輪，使位移計在X、Y向行走，讀出凹凸深度值。
[0017]所述方法中，通過調(diào)整可升降支座來實現(xiàn)不同凹凸深度的表面特征測量；通過調(diào)整X、Y方向移動步長和位移計精度，提高測試精度。
[0018]所述方法中，支架與待測混凝土界面之間的距離比最大凹凸值大25mm。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
用于混凝土表面特征的測量儀，設(shè)備簡單，可操作性強，能夠?qū)崿F(xiàn)不同精度的高精度局部凹凸二維測量；能夠測量表面基線傾角。
[0020]測量結(jié)果對應(yīng)于以基線和局部分布規(guī)律的雙指標(biāo)表面測試方法，相比原測量方法和表面特征評價方法更科學(xué)、更合理。
[0021]以此為基礎(chǔ)，有望建立表面特征與界面粘結(jié)性能的定量關(guān)系，這對于混凝土結(jié)構(gòu)加固性能研宄和構(gòu)件表面施工質(zhì)量評價都具有重要價值。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明中用于混凝土表面特征測量儀立體圖；
圖2是本發(fā)明中用于混凝土表面特征測量儀平面圖；
圖3是本發(fā)明中用于混凝土表面特征測量儀側(cè)視圖；
圖4是本發(fā)明中用于混凝土表面特征測量儀A-A剖面圖；
圖5是本發(fā)明中由于混凝土表面特征測量儀B-B剖面圖；
圖6是本發(fā)明中用于混凝土表面特征測量儀C-C剖面圖；
圖7是本發(fā)明中位移計行走裝置平面圖；
圖8是本發(fā)明中位移計行走裝置D-D剖面圖；
圖9是本發(fā)明中位移計行走裝置側(cè)視圖；
圖10是本發(fā)明中支座的細(xì)部圖；
圖11是本發(fā)明中刻度盤細(xì)部圖；
其中l(wèi)、x行走體系；2、γ行走體系；3、升降支座；4、齒輪行走裝置；5、刻度尺軌道；6、水平水準(zhǔn)管；7、可旋轉(zhuǎn)帶角刻度盤水準(zhǔn)管；8、位移計；9、位移計固定擋板；10、固定螺母；11、旋轉(zhuǎn)按鈕；12、混凝土 ；13、帶刻度圓盤；14、帶卡槽鋼板；15、轉(zhuǎn)動軸承；16、固定擋板；17、刻度尺位置指針。
【具體實施方式】
[0023]—種用于混凝土表面特征測量儀，由支架、X向行走體系、Y向行走體系、位移計及固定裝置組成；其中，所述支架的底部設(shè)置有四個可升降支座，支架上固定有沿X向設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)帶角刻度圓盤水準(zhǔn)管、沿Y向設(shè)置的水平水準(zhǔn)管；所述位移計通過固定裝置固定連接在所述Y向行走體系上。
[0024]該表面特征測量儀可用于任意傾斜角度的粗糙界面特征測量。
[0025]基線傾角測量:在標(biāo)準(zhǔn)水平面上標(biāo)定并使四個支座等高后，將測量儀四個支座支撐在測區(qū)表面，保持水平水準(zhǔn)管6水平，旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)帶角刻度盤水準(zhǔn)管7使其水平，刻度盤讀數(shù)即為基線傾斜角。
[0026]粗糙度測量:確定最小測量精度，逐行逐列移動齒輪，使位移計在X、Y向行走，讀出凹凸深度值。通過調(diào)整升降支座3，可實現(xiàn)不同凹凸深度的表面特征測量；通過調(diào)整X、Y方向移動步長和位移計精度，可提高測試精度。
[0027]所述的用于混凝土表面特征的測量儀通過采用與標(biāo)準(zhǔn)測區(qū)尺寸相同的儀器支架，實現(xiàn)儀器的快速定位和標(biāo)準(zhǔn)測區(qū)測量。
[0028]所述的用于混凝土表面特征的測量儀通過設(shè)置可調(diào)支座，可滿足不同凹凸深度的表面特征測量。
[0029]所述的用于混凝土表面特征的測量儀通過設(shè)置雙向水準(zhǔn)管，實現(xiàn)儀器的調(diào)平和表面傾斜基線傾角的測量。
[0030]所述的用于混凝土表面特征的測量儀通過設(shè)置X、Y雙向行走裝置和齒輪，實現(xiàn)二維高精度巡點測量，并可以調(diào)整雙向測點步長。
[0031]所述的用于混凝土表面特征的測量儀通過調(diào)整雙向移動步長和選擇不同精度的位移計，可以實現(xiàn)不同精度的測量。
[0032]所述的用于混凝土表面特征的測量儀通過采用電子位移計，可實現(xiàn)自動讀數(shù)。
[0033]所述的用于混凝土表面特征的測量儀通過X向、Y向的行走裝置配合位移計及其固定裝置，實現(xiàn)對位移計的連續(xù)穩(wěn)定測量，避免了反復(fù)拆卸和安裝。
[0034]所述的用于混凝土表面特征的測量儀通過限定支架和基線的距離，保證位移計端部有足夠的自由移動空間。
[0035]所述的用于混凝土表面特征的測量儀通過測量結(jié)果，可為雙指標(biāo)表面特征評價提供相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)。
【主權(quán)項】
1.一種用于混凝土表面特征測量儀，其特征在于:包括支架，X向行走體系、Y向行走體系、位移計及固定裝置；其中，所述支架上設(shè)置有所述X向行走體系、Y向行走體系，支架側(cè)面上固定有沿X向設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)帶角刻度圓盤水準(zhǔn)管，支架頂面上固定有沿Y向設(shè)置的水平水準(zhǔn)管；所述位移計通過固定裝置固定連接在所述Y向行走體系上；所述支架的底部設(shè)置有四個可升降支座。
2.如權(quán)利要求1所述的用于混凝土表面特征測量儀，其特征在于:所述X向行走體系和Y向行走體系均是由帶刻度軌道、移動齒輪滾動裝置組成。
3.如權(quán)利要求2所述的用于混凝土表面特征測量儀，其特征在于:所述固定裝置包括位移計固定擋板、固定螺母，通過所述固定螺母和位移計固定擋板將位移計固定在Y向行走體系上的刻度軌道上。
4.如權(quán)利要求1所述的用于混凝土表面特征測量儀，其特征在于:所述位移計為百分表。
5.如權(quán)利要求1所述的用于混凝土表面特征測量儀，其特征在于:所述位移計為千分表或電子位移計。
6.一種基于權(quán)利要求1~5中任一權(quán)利要求所述的用于混凝土表面特征測量儀的測試方法，其特征在于包括以下幾個步驟: 步驟一、基線傾角測量:在標(biāo)準(zhǔn)水平面上標(biāo)定并使四個可升降支座等高后，將測量儀四個可升降支座支撐在測區(qū)表面，保持水平水準(zhǔn)管水平，旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)帶角刻度盤水準(zhǔn)管使其水平，刻度盤讀數(shù)即為基線傾斜角； 步驟二、粗糙度測量:確定最小測量精度，逐行逐列移動齒輪，使位移計在X、Y向行走，讀出凹凸深度值。
7.如權(quán)利要求6所述的用于混凝土表面特征測量儀的測試方法，其特征在于:通過調(diào)整可升降支座來實現(xiàn)不同凹凸深度的表面特征測量；通過調(diào)整X、Y方向移動步長和位移計精度，提高測試精度。
8.如權(quán)利要求6所述的用于混凝土表面特征測量儀的測試方法，其特征在于:支架與待測混凝土界面之間的距離比最大凹凸值大25mm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于混凝土表面特征測量儀及其使用方法，屬于工程精確測量和質(zhì)量評估領(lǐng)域。用于混凝土表面特征測量儀，由支架、X向行走體系、Y向行走體系、位移計及固定裝置組成；其中，所述支架的底部設(shè)置有四個可升降支座，支架側(cè)面上固定有沿X向設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)帶角刻度圓盤水準(zhǔn)管，支架頂面固定有沿Y向設(shè)置的水平水準(zhǔn)管；所述位移計通過固定裝置固定連接在所述Y向行走體系上。以表面基線傾斜角和表面凹凸為參數(shù)，實現(xiàn)了對混凝土表面特征的精確連續(xù)的測量和雙參數(shù)評價。該測量儀采用手動控制和自動讀數(shù)相結(jié)合，操作簡單，適用范圍廣，精度高，成本低。適用于各種構(gòu)件表面加工質(zhì)量評價。
【IPC分類】G01B7-30, G01B5-24, G01B7-34, G01B5-28
【公開號】CN104807390
【申請?zhí)枴緾N201510203410
【發(fā)明人】吳二軍, 張盼, 陳幸, 郭現(xiàn)收, 于莉萍
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月24日