一種現場路橋結構層間剪切儀的製作方法

2023-07-26 01:53:16

一種現場路橋結構層間剪切儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種現場路橋結構層間剪切儀，包括底座、力傳感器、位移傳感器、固定筒、推動杆和帶有顯示屏的控制器，固定筒安裝在底座上，在底座上還安裝有千斤頂，千斤頂的輸出軸上安裝所述的直線位移傳感器；輸出軸的端部通過頂杆與所述的力傳感器連接；在固定筒中設置有可沿固定筒軸向滑動的推動杆，推動杆與千斤頂的輸出軸在同一條直線上；推動杆的一端通過連接杆連接力傳感器，推動杆的另一端固結有一個軸向垂直於推動杆的套筒；套筒中安裝有可沿套筒軸向滑動的定位杆，套筒上還設置有定位螺絲；定位杆的下端穿過底座且安裝有推頭；力傳感器和直線位移傳感器均與控制器連接。本裝置結構簡單，攜帶方便，能進行現場檢測。
【專利說明】一種現場路橋結構層間剪切儀
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於剪切儀【技術領域】，具體涉及一種現場路橋結構層間剪切儀。
【背景技術】
[0002]由於浙青路面或橋面浙青鋪裝層經常受到天氣、溫度、行車、材料以及路面結構設計等因素的影響，浙青路面或橋面不可避免的會出現車轍、路面結構層推移、防水層結構滑動等結構層界面早期破壞，這些病害對行車速度、乘車舒適性、路面使用壽命以及交通安全等帶來了嚴重影響，造成在建成不久就不得不對車轍、推移、層間滑動等病害進行處理，造成不良社會影響及經濟損失。
[0003]為便於分析浙青路面或橋面鋪裝層層間的粘結狀況，對車轍、路面結構層推移、防水層結構滑動等結構層界面早期破壞進行早期處理，需測量路橋結構層間的抗剪強度。
[0004]現有技術中測試抗剪強度的方法都是利用實驗室內的層間剪切儀來實現。上述方法中，如果需測量路橋結構面層間的抗剪強度，必須提前到現場鑽取路橋結構層試樣，然後將試樣帶回實驗室進行測試。由於現場施工水平限制等因素，實際操作中經常遇到鑽芯困難的問題，即不能取出完整的路橋結構層試樣，但實驗室剪切儀並不適用於現場檢測，從而導致在現場取芯困難時無法測量路橋結構層層間的抗剪強度的難題。因此需要一種用於現場檢測路橋結構層層間的抗剪強度的剪切儀。

【發明內容】

[0005]針對現有檢測路橋結構層層間抗剪強度方法存在的問題，本實用新型的目的在於，提供一種現場路橋結構層間剪切儀，解決了現有方法中存在的問題。
[0006]為了實現上述任務，本實用新型採用以下技術方案:
[0007]—種現場路橋結構層間剪切儀，包括底座、力傳感器、直線位移傳感器、固定筒、推動杆和控制器，固定筒安裝在底座上，在底座上還安裝有千斤頂，千斤頂的輸出軸上安裝所述的直線位移傳感器；輸出軸的端部通過頂杆與所述的力傳感器連接；在固定筒中設置有所述的推動杆，推動杆可沿固定筒軸向滑動，推動杆與千斤頂的輸出軸在同一條直線上；推動杆的一端通過連接杆連接力傳感器，推動杆的另一端固結有一個軸向垂直於推動杆的套筒；套筒中安裝有可沿套筒軸向滑動的定位杆，套筒上還設置有定位螺絲；定位杆的下端穿過底座且安裝有推頭；力傳感器和直線位移傳感器均與控制器連接。
[0008]進一步地，所述的推頭採用拱板型推頭。
[0009]進一步地，所述的千斤頂採用液壓千斤頂，液壓千斤頂與一個手動液壓泵連接，工作時不需要外接電源。
[0010]進一步地，所述的底座的邊緣設置有加強肋，保證加載過程中裝置的穩固；底座的兩端設置有手提孔，便於移動裝置。
[0011 ] 進一步地，所述的控制器包括有單片機和顯示屏。
[0012]本實用新型可以直接在公路橋梁施工現場進行路橋結構層層間的抗剪強度的檢測，解決了現有儀器在現場取芯困難時無法檢測評價路橋結構層層間粘結狀況的問題。此夕卜，本儀器設計新穎，結構緊湊，檢測精度高，使用方便；體積小，方便攜帶，不需要外接電源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的整體結構正視圖；
[0014]圖2是本實用新型整體結構俯視圖；
[0015]圖3是本實用新型推頭結構示意圖；
[0016]圖4是本實用新型所剪試樣的結構示意圖；
[0017]圖中標號代表:1 一底座，2—千斤頂，3—頂杆,4一力傳感器，5—連接杆,6—推動杆，7一定位杆,8—套筒,9一定位螺絲，10一直線位移傳感器，11一固定筒，12一推頭，13一手動液壓泵，14一控制器，15—試樣；
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
【具體實施方式】
[0019]遵從上述技術方案，如圖1和圖2所示，一種現場路橋結構層間剪切儀，包括底座
1、千斤頂2、推動杆6、固定筒11、推頭12和控制器14，底座I為儀器的主體，所有的零件都固定在底座I上；液壓千斤頂2水平放置，通過螺杆固定於底座I上，且與手動液壓泵13連接，液壓千斤頂2的輸出軸上設置有直線位移傳感器10，輸出軸端部通過頂杆3與力傳感器4連接；所述固定筒11為直線型固定筒11，通過螺絲固定於底座I上，其內套有推動杆6 ；所述推動杆6可沿固定筒11軸向移動，其直徑略小於固定筒11內徑；套筒8可保證推動杆6傳遞力矩時始終處於同一條直線上；推動杆6 —端通過連接杆5與力傳感器4相接，另一端連接有套筒8，套筒8上設有定位螺絲9 ;定位杆7為圓柱形杆，套於套筒8內，當擰松定位螺絲9時定位杆7可沿套筒8上下自由運動，定位杆7下端穿過底座1，推頭12固定於定位杆7下端，如圖3所示，推頭12採用拱板型推頭12，根據現場鑽芯直徑可更換不同弧度的推頭12，以便於試樣15剪切。控制器14通過數據線與直線位移傳感器10及力傳感器4連接，控制器14自帶有單片機和顯示屏，其作用是對兩個傳感器採集的信號進行數模轉換，並把轉換數據保存的同時，顯示在顯示屏上。
[0020]本裝置所述液壓千斤頂為手動分離千斤頂，通過手工操作手動液壓泵13驅動液壓千斤頂的輸出軸向前運動，液壓千斤頂輸出軸、力傳感器4、推動杆6三者之間通過處在同一條直線上，因此輸出軸向前運動產生的推力通過力傳感器4傳遞到推動杆6，推動杆6向前運動帶動推頭12對試樣15進行剪切；同時設於液壓千斤頂輸出軸上的直線位移傳感器10可檢測液壓千斤頂輸出軸向前運動的距離。
[0021]剪切過程中直線位移傳感器10及力傳感器4的信號實時傳輸到帶有單片機及顯示屏的控制器14保存和顯示。單片機負責將傳感器信號進行數模轉換，並將轉換信號顯示在顯示屏上，同時可以將傳感器信號保存，供後期輸出調用。液壓千斤頂產生的推力不斷增大，直至將試樣15底層與路橋結構層錯開。在此過程中，通過顯示屏讀取試樣15剪切破壞過程中所受最大剪力及剪切位移，可計算得到路橋結構層層間抗剪強度，用於評估路橋結構層層間粘結的情況。[0022]本實用新型的剪切力動力來源是通過手工操作手動液壓泵13驅動液壓千斤頂輸出軸向前運動產生推力獲得，工作時不需要外接電源，可解決現有剪切儀在路橋施工現場無電源時因無法啟動電機而不能使用的問題。因此與現有剪切儀相比，本實用新型應用範圍更加廣泛。
[0023]以下給出本實用新型的一個具體實施例:
[0024]在本實施例中，直線位移傳感器10選用G⑶-121-1000型傳感器，力傳感器4採用RSSOlB型傳感器，控制器14上單片機的型號為MSP430F149，顯示屏為IXD顯示屏。在本實用新型使用時，如圖4所示，首先用鑽芯機在被檢測路橋結構層表面鑽出內徑IOOmm和外徑150mm(施工現場鑽芯機常用鑽頭直徑為IOOmm和150mm)的兩個圓，挖出兩圓之間的環狀部分，其中內徑IOOmm部分即為試樣15，試樣15底部高度應略低於被檢測結構層層間界面；將剪切儀放置在適當位置，並檢查剪切儀底座I放置是否穩固，必要時採用合適的方法固定剪切儀底座I ;然後旋鬆定位螺絲9，移動定位杆7，使拱板型推頭12的外拱部緊貼試樣15表面緩慢下降，直至推頭12下降到適當位置時旋緊定位螺絲9，將推頭12固定在此高度。
[0025]檢查裝置線路連接無誤後，開始操作手動液壓泵13，驅動液壓千斤頂輸出軸向前運動，產生推力推動推頭12緩慢向前移動，推頭12慢慢對試樣15進行剪切，直至將試樣15在結構層層間界面處斷開。在此過程中隨時通過顯示器讀取試樣15剪切破壞過程中所受最大剪力及剪切位移，計算得到路橋結構層層間抗剪強度。然後操作手動液壓泵13，對液壓千斤頂進行卸載，使輸出軸恢復初始位置。旋鬆定位螺絲9，使定位杆7上移，將推頭12固定在適當高度，準備下一個試樣15的剪切試驗。
【權利要求】
1.一種現場路橋結構層間剪切儀，包括底座(I)、力傳感器(4)、直線位移傳感器(10)、固定筒(11)、推動杆(6)和控制器(14)，固定筒(11)安裝在底座(I)上，其特徵在於，在底座(I)上還安裝有千斤頂(2)，千斤頂(2)的輸出軸上安裝所述的直線位移傳感器(10);輸出軸的端部通過頂杆(3)與所述的力傳感器(4)連接；在固定筒(11)中設置所述的推動杆(6),推動杆(6)可沿固定筒(11)軸向滑動，推動杆(6)與千斤頂(2)的輸出軸在同一條直線上；推動杆(6)的一端通過連接杆(5)連接力傳感器(4),推動杆(6)的另一端固結有一個軸向垂直於推動杆(6)的套筒(8);套筒(8)中安裝有可沿套筒(8)軸向滑動的定位杆(7)，套筒(8 )上還設置有定位螺絲(9 );定位杆(7 )的下端穿過底座(I)且安裝有推頭(12 );力傳感器(4)和直線位移傳感器(10)均與控制器(14)連接。
2.如權利要求1所述的現場路橋結構層間剪切儀，其特徵在於，所述的推頭(12)採用拱板型推頭。
3.如權利要求1所述的現場路橋結構層間剪切儀，其特徵在於，所述的千斤頂(2)採用液壓千斤頂，液壓千斤頂與一個手動液壓泵(13)連接。
4.如權利要求1所述的現場路橋結構層間剪切儀，其特徵在於，所述的底座(I)的邊緣設置有加強肋，底座(I)的兩端設置有手提孔。
5.如權利要求1所述的現場路橋結構層間剪切儀，其特徵在於，所述的控制器(14)包括有單片機和顯示屏。
【文檔編號】G01N19/04GK203572760SQ201320754660
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】王選倉, 張健, 宋學藝, 鄧繼平, 胡貴華, 王磊, 趙爾勝, 徐愛民, 張志建, 王文強 申請人:長安大學