大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀及其裂縫製定方法

2023-12-04 08:26:21 2

大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀及其裂縫製定方法
【專利摘要】本發明公開了大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀及其裂縫製定方法，該控制儀包括組合構成有鋼筋混凝土試件施壓工作區的固定施壓臺和活動施壓臺以及手動螺旋施力機構，固定施壓臺和活動施壓臺分別制有前後配合擠壓試件的前施壓工面和後施壓工面，控制儀配設有觀察控制裂縫寬度變化的裂縫顯微觀察儀。其裂縫製定方法包括調節控制儀、試件放入、以及通過動螺旋施力機構螺旋帶動活動施壓臺配合固定施壓臺施壓夾緊施壓工作區中的鋼筋混凝土試件，從而制定出具有所需目標寬度裂縫的鋼筋混凝土試件。本發明能準確和穩定地控制鋼筋混凝土試件的裂縫寬度，適用於多種尺寸試件裂縫的製作並具有很強的可控性和實用性。
【專利說明】大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀及其裂縫製定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼筋混凝土試件裂縫預設和裂寬控制技術，特別是用於定製確定寬度的非順筋鋼筋混凝土試件裂縫的一種設備，具體地說是一種大剛度的鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀及其裂縫製定方法。
【背景技術】
[0002]鋼筋混凝土有害裂縫的存在，會降低鋼筋混凝土構件的抗滲和抗凍能力，嚴重影響鋼筋混凝土的結構耐久性，因此研究裂縫對鋼筋混凝土構件結構耐久性影響的就十分的重要，但目前實驗中專門用於鋼筋混凝土試件裂縫製作的設備還沒有，現有的帶裂縫鋼筋混凝土試件製作方法一般很難準確和穩定控制裂縫的寬度，也不能隨時的觀察裂縫寬度的變化情況，而且需要多人協作操作，效率低質量差；而預置寬度方法則在裂縫根部局部應力分布上與實際不符。
[0003]本發明經過多次的嘗試和改進，過程中可以隨時觀察鋼筋混凝土試件裂縫的寬度變化情況，準確和穩定控制裂縫寬度，而且還適應多種尺寸試件的裂縫製作，並且只需要一個工作人員就可以按既定方法和程序完成所有操作，具有很強的可控性和可操作性。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀，而提供操作簡單，使用方便，並能隨時觀察鋼筋混凝土試件裂縫寬度變化情況，準確和穩定控制裂縫寬度的一種大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀。
[0005]本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為:大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，該控制儀包括組合構成有鋼筋混凝土試件施壓工作區的固定施壓臺和活動施壓臺以及手動螺旋施力機構，固定施壓臺和活動施壓臺分別制有前後配合擠壓鋼筋混凝土試件的前施壓工面和後施壓工面，並且固定施壓臺的下部前後通透式制有提高活動施壓臺運動穩定性的導向槽腔，活動施壓臺制有向前延伸與該導向槽腔滑動穿配的導向滑座，手動螺旋施力機構螺旋帶動活動施壓臺沿導向槽腔前行配合固定施壓臺施壓夾緊施壓工作區中的鋼筋混凝土試件制定出具有所需目標寬度裂縫的鋼筋混凝土試件，控制儀配設有觀察鋼筋混凝土試件控制裂縫寬度變化情況的裂縫顯微觀察儀。裂縫顯微觀察儀能隨時觀察鋼筋混凝土試件控制裂縫寬度變化情況，直至鋼筋混凝土試件的裂縫寬度達到目標寬度，然後鎖定手動螺旋施力機構，即可得到目標寬度裂縫的鋼筋混凝土試件。
[0006]為優化上述技術方案，採取的措施還包括:
上述的手動螺旋施力機構包括架設固定安裝在導向滑座中能轉動的螺杆和與螺杆螺旋配合的至少一個螺紋卡口，導向滑座制有下開口的螺杆裝配腔，螺紋卡口固定安裝在導向槽腔中。
[0007]上述的固定施壓臺的底面一體連接有底座，導向槽腔的底面由底座的上端面形成，該導向槽腔的橫斷面為正方形或長方形。[0008]上述的螺紋卡口呈L結構，該螺紋卡口的縱向板上制有與螺杆螺紋相適配的螺紋孔，螺紋卡口的橫向板採用螺栓固定在導向槽腔的底面上。
[0009]上述的螺杆延伸出導向滑座的後端面，該螺杆的尾端固定安裝有方向盤式的操作手柄或安裝有一字形操作手杆，上述的導向槽腔中前後排列安裝有兩個螺紋卡口。
[0010]上述的活動施壓臺的後施壓工面上沿縱向中分線固定安裝有確立鋼筋混凝土試件後端面施力點位的條形後施力板，導向滑座上位於施壓工作區支撐鋼筋混凝土試件處固定安裝有PTFE墊板。PTFE墊板的作用是為了減小鋼筋混凝土試塊與控制儀之間的摩擦力。
[0011]上述的固定施壓臺的前施壓工面上位於縱向中分線兩側對稱制有多道間隔分布用於調節適配多種規格尺寸鋼筋混凝土試件前端面施力點位的長條形卡槽，長條形卡槽中能拆卸的卡裝有條形前施力板。
[0012]上述的條形後施力板和成對條形前施力板俯視圖上的施力點位呈等腰三角形分布。
[0013]上述的裂縫顯微觀察儀包括在鋼筋混凝土試件後端面上的顯微鏡固定架和固定安裝顯微鏡固定架中的顯微鏡。
[0014]本發明還提供了一種大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀的裂縫製定方法，該方法包括以下步驟:
a)、根據鋼筋混凝土試件的規格尺寸，調節控制儀固定施壓臺前施壓工面上的條形前施力板，確立條形前施力板在鋼筋混凝土試件前端面上的施力點位；
b)、將鋼筋混凝土試件放入控制儀的施壓工作區，使鋼筋混凝土試件前端面的縱向中心線正對控制儀活動施壓臺後施壓工面上的條形後施力板；
c)、通過手動螺旋施力機構的操作手柄旋轉手動螺旋施力機構，帶動活動施壓臺前行，配合固定施壓臺夾緊施壓工作區中的鋼筋混凝土試件；
d)、繼續緩慢旋轉手動螺旋施力機構施力夾壓鋼筋混凝土試件，同時通過控制儀的裂縫顯微觀察儀觀察鋼筋混凝土試件裂縫發展的速度和寬度，直至鋼筋混凝土試件的裂縫寬度達到目標寬度，然後鎖定保持操作手柄，即可得到目標寬度裂縫的鋼筋混凝土試件。
[0015]與現有技術相比，本發明的控制儀安裝有手動螺旋施力機構，能通過旋轉手動螺旋施力機構驅動控制儀的活動施壓臺配合固定施壓臺施力擠壓鋼筋混凝土試件，並能通過裂縫顯微觀察儀時刻觀察鋼筋混凝土試件裂縫寬度的變化情況，制定出所需裂縫寬度的鋼筋混凝土試件。本發明能準確和穩定地控制鋼筋混凝土試件的裂縫寬度，並能實現單人操作，節省人力物力，具有可控制性強、操作方便和效率高的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發明實施例的結構示意圖；
圖2是圖1的俯視圖；
圖3是圖1中手動螺旋施力機構的原理示意圖；
圖4是圖1中固定施壓臺的結構示意圖；
圖5是圖3中螺紋卡口原理示意圖；
圖6是本發明制定鋼筋混凝土試件裂縫寬度的力學原理示意圖；
圖7是本發明鋼筋混凝土試件裂縫寬度觀察和控制原理示意圖。【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本發明的實施例作進一步詳細描述。
[0018]圖1至圖7所示為本發明的結構和原理示意圖。
[0019]其中的附圖標記為:鋼筋混凝土試件A、施壓工作區D、裂縫H、擠壓力F、固定施壓臺1、導向槽腔la、長條形卡槽lb、底座11、活動施壓臺2、導向滑座21、手動螺旋施力機構
3、螺杆31、螺紋卡口32、操作手柄33、裂縫顯微觀察儀4、顯微鏡固定架41、顯微鏡42、條形後施力板5、PTFE墊板6、條形前施力板7。
[0020]如圖1至7所示，本發明的大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，該控制儀包括組合構成有鋼筋混凝土試件A施壓工作區D的固定施壓臺I和活動施壓臺2以及手動螺旋施力機構3，固定施壓臺I和活動施壓臺2分別制有前後配合擠壓鋼筋混凝土試件A的前施壓工面和後施壓工面，並且固定施壓臺I的下部前後通透式制有提高活動施壓臺2運動穩定性的導向槽腔la，活動施壓臺2制有向前延伸與該導向槽腔Ia滑動穿配的導向滑座21，手動螺旋施力機構3螺旋帶動活動施壓臺2沿導向槽腔Ia前行配合固定施壓臺I施壓夾緊施壓工作區D中的鋼筋混凝土試件A制定出具有所需目標寬度裂縫H的鋼筋混凝土試件A，控制儀配設有觀察鋼筋混凝土試件A控制裂縫H寬度變化情況的裂縫顯微觀察儀
4。目前帶裂縫鋼筋混凝土試件的製作很難準確和穩定的控制，而採用預置寬度法製作的鋼筋混凝土試件裂縫寬度在裂縫根部局部應力分布上又與實際不符，且需消耗大量的人力物力，因此不能真實的反應帶一定裂縫寬度的鋼筋混凝土構件在實際應用中承載能力和危害程度，而現有技術中尚沒有專門用於鋼筋混凝土試件裂縫製作的設備。如圖1所示，本發明採用手動螺旋施力機構3帶動活動施壓臺2配合固定施壓臺1，手動螺旋施壓夾緊施壓工作區D中的鋼筋混凝土試件A。手動螺旋施力機構3能通過旋轉的快慢來調節控制活動施壓臺2和固定施壓臺I的夾緊速度和作用在鋼筋混凝土試件A上的擠壓力F，在手動螺旋施力機構3旋轉施壓的同時能通過本發明配設的裂縫顯微觀察儀4觀察了解鋼筋混凝土試件A受力產生的裂縫寬度的變化，從而有效地制定出所需目標寬度裂縫H的鋼筋混凝土試件
A。本發明只需一個員工就可以操作，且能準確和穩定地控制鋼筋混凝土試件的裂縫寬度，能適用多種尺寸試件裂縫的製作，具有很強的可控性和實用性，填補了本領域的一項空白。
[0021]為了進一步優化上述的技術方案，如圖3和圖5所示，手動螺旋施力機構3包括架設固定安裝在導向滑座21中能轉動的螺杆31和與螺杆31螺旋配合的至少一個螺紋卡口 32，導向滑座21制有下開口的螺杆裝配腔，螺紋卡口 32固定安裝在導向槽腔Ia中。螺杆裝配腔本實施例的圖示中沒有示出，螺杆裝配腔具有下開口這樣固定安裝在導向槽腔Ia中的螺紋卡口 32才能伸入到螺杆裝配腔中與螺杆31螺旋配合。
[0022]實施例中從圖4可以看出，固定施壓臺I的底面一體連接有底座11，底座11可以方便地將固定施壓臺I固定在工作檯上，本發明的導向槽腔Ia的底面由底座11的上端面形成，該導向槽腔Ia的橫斷面為正方形或長方形，當然導向滑座21的橫斷面與導向槽腔Ia的形狀相適配。
[0023]如圖1所示，螺紋卡口 32呈L結構，該螺紋卡口 32的縱向板上制有與螺杆31螺紋相適配的螺紋孔，螺紋卡口 32的橫向板採用螺栓固定在導向槽腔Ia的底面上。螺紋卡口 32和螺杆31組成絲槓付工作原理。[0024]從圖1和圖2中可以看到，本發明的螺杆31延伸出導向滑座21的後端面，該螺杆31的尾端固定安裝有方向盤式的操作手柄33或安裝有一字形操作手杆。螺杆31通過手柄或手杆旋轉操作。
[0025]實施例中，導向槽腔Ia中前後排列安裝有兩個螺紋卡口 32。本發明設置有兩道螺紋卡口是為了增加儀器的安全和穩定性能。
[0026]實施例中，活動施壓臺2的後施壓工面上沿縱向中分線固定安裝有確立鋼筋混凝土試件A後端面施力點位的條形後施力板5，導向滑座21上位於施壓工作區D支撐鋼筋混凝土試件A處固定安裝有PTFE墊板6。條形後施力板5能確立在鋼筋混凝土試件A上擠壓力F的作用點位，PTFE墊板的作用是為了減少混凝土試件與儀器之間的摩擦，更加接近實際中鋼筋混凝土的開裂情況，同時也提高控制儀的使用壽命。
[0027]同樣，固定施壓臺I的前施壓工面上位於縱向中分線兩側對稱制有多道間隔分布用於調節適配多種規格尺寸鋼筋混凝土試件A前端面施力點位的長條形卡槽lb，長條形卡槽Ib中能拆卸的卡裝有條形前施力板7。長條形卡槽Ib是為了方便不同尺寸鋼筋混凝土試件A的施力點位設置，這樣就使本發明可以適用多種規格鋼筋混凝土試件A的裂縫的製作。
[0028]實施例中如圖6和圖7所示，條形後施力板5和成對條形前施力板7俯視圖上的施力點位呈等腰三角形分布。
[0029]本發明的裂縫顯微觀察儀4包括鋼筋混凝土試件A後端面上的顯微鏡固定架41和固定安裝顯微鏡固定架41中的顯微鏡42。顯微鏡固定架41用於固定顯微鏡42，通過顯微鏡42就能觀察和控制裂縫的寬度變化，從而保證獲得所需的裂縫寬度。
[0030]本發明的一種大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀的裂縫製定方法，該方法包括以下步驟:
a)、根據鋼筋混凝土試件的規格尺寸，調節控制儀固定施壓臺前施壓工面上的條形前施力板，確立條形前施力板在鋼筋混凝土試件前端面上的施力點位；
b)、將鋼筋混凝土試件放入控制儀的施壓工作區，使鋼筋混凝土試件前端面的縱向中心線正對控制儀活動施壓臺後施壓工面上的條形後施力板；
c)、通過手動螺旋施力機構的操作手柄旋轉手動螺旋施力機構，帶動活動施壓臺前行，配合固定施壓臺夾緊施壓工作區中的鋼筋混凝土試件；
d)、繼續緩慢旋轉手動螺旋施力機構施力夾壓鋼筋混凝土試件，同時通過控制儀的裂縫顯微觀察儀觀察鋼筋混凝土試件裂縫發展的速度和寬度，直至鋼筋混凝土試件的裂縫寬度達到目標寬度，然後鎖定保持操作手柄，即可得到目標寬度裂縫的鋼筋混凝土試件。
[0031]本發明的工作原理是:工作人員通過轉動控制儀上手動螺旋施力機構3的手柄，利用手柄作用螺杆31轉動，再通過螺紋卡口 32的作用，使裂縫寬度控制儀的固定施壓臺I和活動施壓臺2在螺旋施力機構的作用下隨著螺杆31的轉動而不斷的夾緊，通過儀器的裂縫顯微鏡觀察裂縫寬度的變化情況，通過手柄轉動的快慢來調節固定施壓臺I和活動施壓臺2夾緊速度的快慢，以及裂縫寬度發展的速度和裂縫寬度可以隨時得到控制，直至鋼筋混凝土試件的裂縫寬度達到目標寬度，然後鎖定保持手柄，即可得到目標寬度裂縫的鋼筋混凝土試件。
【權利要求】
1.大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，其特徵是:所述的控制儀包括組合構成有鋼筋混凝土試件(A)施壓工作區(D)的固定施壓臺(I)和活動施壓臺(2)以及手動螺旋施力機構(3)，所述的固定施壓臺(I)和活動施壓臺(2)分別制有前後配合擠壓鋼筋混凝土試件(A)的前施壓工面和後施壓工面，並且所述的固定施壓臺(I)的下部前後通透式制有提高活動施壓臺(2)運動穩定性的導向槽腔(Ia)，所述的活動施壓臺(2)制有向前延伸與該導向槽腔(Ia)滑動穿配的導向滑座(21)，所述的手動螺旋施力機構(3)螺旋帶動活動施壓臺(2)沿導向槽腔(Ia)前行配合固定施壓臺(I)施壓夾緊施壓工作區(D)中的鋼筋混凝土試件(A)制定出具有所需目標寬度裂縫(H)的鋼筋混凝土試件(A)，所述的控制儀配設有觀察鋼筋混凝土試件(A)控制裂縫(H)寬度變化情況的裂縫顯微觀察儀(4)。
2.根據權利要求1所述的大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，其特徵是:所述的手動螺旋施力機構(3)包括架設固定安裝在導向滑座(21)中能轉動的螺杆(31)和與螺杆(31)螺旋配合的至少一個螺紋卡口(32)，所述的導向滑座(21)制有下開口的螺杆裝配腔，所述的螺紋卡口(32)固定安裝在導向槽腔(Ia)中。
3.根據權利要求2所述的大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，其特徵是:所述的固定施壓臺(I)的底面一體連接有底座(11)，所述的導向槽腔(Ia)的底面由底座(11)的上端面形成，該導向槽腔(Ia)的橫斷面為正方形或長方形。
4.根據權利要求3所述的大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，其特徵是:所述的螺紋卡口(32)呈L結構，該螺紋卡口(32)的縱向板上制有與螺杆(31)螺紋相適配的螺紋孔，所述的螺紋卡口(32)的橫向板採用螺栓固定在導向槽腔(Ia)的底面上。
5.根據權利要求4所述的大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，其特徵是:所述的螺杆(31)延伸出導向滑座(21)的後端面，該螺杆(31)的尾端固定安裝有方向盤式的操作手柄(33)或安裝有一字形操作手杆，所述的導向槽腔(Ia)中前後排列安裝有兩個螺紋卡口(32)。
6.根據權利要求5所述的大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，其特徵是:所述的活動施壓臺(2)的後施壓工面上沿縱向中分線固定安裝有確立鋼筋混凝土試件(A)後端面施力點位的條形後施力板(5)，所述的導向滑座(21)上位於施壓工作區(D)支撐鋼筋混凝土試件㈧處固定安裝有PTFE墊板(6)。
7.根據權利要求6所述的大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，其特徵是:所述的固定施壓臺(I)的前施壓工面上位於縱向中分線兩側對稱制有多道間隔分布用於調節適配多種規格尺寸鋼筋混凝土試件(A)前端面施力點位的長條形卡槽(Ib)，所述的長條形卡槽(Ib)中能拆卸的卡裝有條形前施力板(7)。
8.根據權利要求7所述的大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，其特徵是:所述的條形後施力板(5)和成對條形前施力板(7)俯視圖上的施力點位呈等腰三角形分布。
9.根據權利要求8所述的大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀，其特徵是:所述的裂縫顯微觀察儀(4)包括在鋼筋混凝土試件(A)後端面上的顯微鏡固定架(41)和固定安裝顯微鏡固定架(41)中的顯微鏡(42)。
10.一種權利要求1所述的大剛度鋼筋混凝土試件裂縫寬度控制儀的裂縫製定方法，其特徵是:該方法包括以下步驟: a)、根據鋼筋混凝土試件的規格尺寸，調節控制儀固定施壓臺前施壓工面上的條形前施力板，確立條形前施力板在鋼筋混凝土試件前端面上的施力點位； b)、將鋼筋混凝土試件放入控制儀的施壓工作區，使鋼筋混凝土試件前端面的縱向中心線正對控制儀活動施壓臺後施壓工面上的條形後施力板； c)、通過手動螺旋施力機構的操作手柄旋轉手動螺旋施力機構，帶動活動施壓臺前行，配合固定施壓臺夾緊施壓工作區中的鋼筋混凝土試件； d)、繼續緩慢旋轉手動螺旋施力機構施力夾壓鋼筋混凝土試件，同時通過控制儀的裂縫顯微觀察儀觀察鋼筋混凝土試件裂縫發展的速度和寬度，直至鋼筋混凝土試件的裂縫寬度達到目標寬度， 然後鎖定保持操作手柄，即可得到目標寬度裂縫的鋼筋混凝土試件。
【文檔編號】G01N1/28GK103728169SQ201410004470
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月6日 優先權日:2014年1月6日
【發明者】幹偉忠, 舒佳明, 吳波明, 任旭初, 周秀靜, 蔣海平, 方小愛 申請人:寧波工程學院, 浙江舟山跨海大橋有限公司