無側向脹力的可控彈性錨具的製作方法

2023-06-04 10:52:21 1

專利名稱:無側向脹力的可控彈性錨具的製作方法
本實用新型涉及用拔出法檢驗非勻質材料，特別是混凝土抗壓強度的裝置。
用拔出法檢驗混凝土強度，一般是在混凝土中錨入拉拔件(如鋼螺杆、錨具等)後，用拉力器(如千斤頂)將其拔出，用拔出力的大小檢驗混凝土的強度。現有的拔出法有兩種方式第一種是在澆注混凝土時即預埋拉拔件，待混凝土硬化後再作拔出檢驗；第二種是在已硬化的混凝土上鑽孔，放入拉拔件，作拔出檢驗。第二種又分為兩種作法一是在孔中注入固結劑(如高標號水泥砂漿或塑性環氧樹脂)，插入鋼螺杆，待固結劑固化後作拔出檢驗；二是在孔中放入錨具，具有代表性的是螺杆與開口套管組成的錨具，再作拔出檢驗。
上述第一種檢驗方式顯然不能用於已有建築物或構築物，因此有其局限性，而且拉拔件需要預埋，一般不能重複使用。第二種檢驗方式的優點是可以對新舊建築物進行強度檢驗，但這種方式的兩種作法都有其不足之處在孔中注入固結劑的方法，固化時間很長(水泥砂漿需要10多天，塑性環氧樹脂需要8小時以上)，用環氧樹脂的還需要把鑽孔清理得很乾淨並充分乾燥，因而檢驗時間長，工藝要求苛刻；此外，固結劑與螺杆和孔壁的粘結力沿孔深向下是逐漸減少的，混凝土受力不合理，檢驗結果重複性不好，加上螺杆一般不能重複使用，還要用環氧樹脂等材料，成本較高。為此又發展了第二種做法，即在孔中放入螺杆與開口套管組成的錨具作拔出試驗。這種錨具的螺杆帶正圓臺的增大端，開口套管分成四片，下端有凸緣，其頂面是一個斜面(見《Journal of ACL》.1979.Vol.76，№12，1267～1281)。試驗時，先將螺杆插入孔中，開口套管套在螺杆外並與千斤頂底座固定，然後對螺杆施加拉力，螺杆的正圓臺增大端把套管凸緣部分撐開，凸緣以側向脹力作用於孔壁，使混凝土產生局部剪切破壞。這種錨具檢驗方便，但是由於其對混凝土施加的是側向脹力，使混凝土受剪破壞，這就使混凝土的受力複雜化，特別是在受剪面上遇到粗大的骨料時，拔出力就不能正確地反應混凝土的實際抗壓強度，加上這種錨具會在孔中產生不同程度的滑動，就進一步增大了檢驗結果的離散性，因而影響檢驗精度。此外，由於側向脹力很大，它也不宜用於小型混凝土構件，特別是小斷面及薄型構件的檢驗。
本實用新型的目的是提供一種用拔出法檢驗非勻質材料，特別是混凝土的抗壓強度而對混凝土無側向脹力的錨具，使檢驗結果重複性好，精度高。
本實用新型是這樣構成的它有一個帶錨頭的錨管和一個帶錐頭的頂杆，頂杆被旋套在錨管裡面，二者中軸線重合，頂杆下端的錐頭是一個倒圓臺，錨管下端開口，錨管下部連同錨頭部分被分成若干片，整個錨頭呈環狀凸出，其內部是一個與錐頭形狀相似的漏鬥狀空腔，而外緣環狀凸出的頂面是一個平面。這樣，當千斤頂對頂杆施加拉力時，環狀凸出部分能與一個帶環狀槽的孔的頂面均勻壓緊，使混凝土單純受拉。
錨管具有彈性，整個錨具是可控的；錐頭可向上旋起或向下旋入錨頭，在錐頭未旋入錨頭時，錨管沿其軸線向錐頭是逐漸收縮的，上大下小，錨管內部大致是一個倒圓錐空腔，既使鑽孔孔徑控制不嚴時，也能將錨管順利插入孔中。當錐頭旋入錨頭時，錨頭被錐頭張開，外緣嵌入環型槽內，錨管和錨頭張開的程度是可以通過錐頭的旋入深度來控制的，既使鑽孔孔壁與錨管之間間隙較大時，也能使錨管與孔壁貼緊。錐頭向上旋起時，錨管和錨頭可自行閉合，恢復原狀，整個錨具可從孔中取出。
錨管下部連同錨頭由8片組成，少於8片或多於8片也可以，但從既要受力好，又要加工不很困難考慮，8片是最佳選擇。此外，頂杆與錨管用螺紋連接，頂杆上端穿過千斤頂，用螺母旋緊固定。頂杆和錨管由優質鋼材製作。
附圖1頂杆的錐頭未旋進錨頭時的錨具示意圖；附圖2頂杆的錐頭已旋入錨頭部分並將錨頭嵌入環型槽內的示意圖及錨管橫截面圖。
本實用新型及其在拔出法中用於檢驗混凝土抗壓強度的實施例先在要檢驗的混凝土(或巖石)上，鑽出直徑稍大於錨管外徑的孔［1］，並根據檢驗需要在其一定深度處擴大成環型槽［2］，將頂杆［3］旋入錨管［4］，並插入孔［1］直至環型槽［2］處，再旋動頂杆使其倒圓臺錐頭［5］將錨頭［6］張開並錨入環型槽［2］中，旋至錨管與混凝土孔［1］的內壁相貼(槽［2］的直徑應稍大於此時的錨頭［6］的外徑)，同時使錨頭的環狀凸出的頂面與環型槽［2］的頂面均勻貼緊為止。千斤頂［7］放在三角反力支座［8］上，該支座中間開孔，頂杆通過該孔與千斤頂相連。支座［8］有三個可調支腳［9］，通過調節後可使支座平穩並使千斤頂［7］和錨具的中軸線重合，使拔出力不產生偏心矩。三個支腳［9］組成一個等邊三角形。其邊長的設計依據是使支腳［9］的位置正好處在混凝土做拔出檢驗時的破壞範圍的邊緣處為最佳的數據。錨具、支座、千斤頂等試驗裝置組裝完畢後，啟動和千斤頂連接的油泵，對頂杆［3］施加拉力，以混凝土破壞時的拉力大小來檢驗其抗壓強度。由於該錨具具有上述特點，混凝土是呈傘狀破壞，在破壞線上各處受拉而不受剪。10分鐘即可完成一次檢驗並得出結果。
本實用新型與本申請所引對比文獻公開的錨具相比，有下列優點和積極效果1.錨管張開程度可以控制，拔出檢驗時對混凝土無側向脹力，也無滑動，混凝土受力狀態明確，是受拉傘狀破壞。因而拔出力穩定，重複性好，結果可靠而且精度高。實驗證明拔出力與混凝土抗壓強度的相關性好，其相關係數r＝0.986(所對比的錨具的r＝0.82，0.86，見所引對比文獻)，檢驗精度高達90％以上。而且本實用新型的錨具還可用來檢驗混凝土的抗拉強度。
2.由於斜拉拔出比受剪拔出所需力要小得多，因此千斤頂的額定拉力可以小得多，拉力裝置可以做得小巧輕便，從而降低裝置和檢驗費用。
3.對新舊混凝土構件(包括小斷面及薄型構件)都可以進行拔出檢驗。
4.混凝土破壞深度淺，不超過鋼筋保護層，對被檢驗構件主體強度無損傷，構件表層易於修補。
權利要求
1.一種無側向脹力的可控彈性錨具，被用於拔出法檢驗非勻質材料，特別是混凝土的抗壓強度。它有一個帶錐頭[5]的頂杆[3]和一個帶錨頭[6]的錨管[4]，頂杆[3]旋套在錨管[4]裡面，二者中軸線重合，錨管[4]下端開口，下部連同錨頭[6]部分被分成數片，錨頭[6]的外緣呈環狀凸出，其特徵在於，錐頭[5]是一個倒圓臺，錨頭[6]的內部是一個與該圓臺形狀相似的漏鬥狀空腔，而外緣環狀凸出的頂面是一個平面。
2.根據權利要求
1所述的錨具，其特徵是錨管［4］的下部連同錨頭［6］分為8片。
專利摘要
無側向脹力的可控彈性錨具，用於拔出法檢驗非勻質材料，特別是混凝土抗壓強度。它有一個帶錐頭的頂杆和一個帶錨頭的錨管。頂杆旋套在錨管裡面。錐頭[5]是一個倒圓臺，錨頭[6]內部是一個與該倒圓臺形狀相似的漏鬥狀空腔，外緣環狀凸出的頂面是一個平面。錨管[4]下部開口，分為8片。當錐頭[5]未旋入錨頭[6]時，錨管向錨頭方向逐漸收縮；當錐頭旋入錨頭時，錨頭被錐頭張開並嵌入孔[1]環型槽[2]內；錐頭被向上旋起時，錨管恢復原狀。應用該錨具作拔出檢驗，數據可靠，精度高。
文檔編號G01N3/00GK87206406SQ87206406
公開日1988年3月16日 申請日期1987年4月17日
發明者莊秉文, 王士琤 申請人:冶金部建築研究總院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan