[发明专利]一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置及其实施方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置及其实施方法，具体地说是涉及一种基于杠杆原理，结合压力传感器等设备，测试后锚固于混凝土基材中的化学植筋锚固性能的拉拔装置及其实施方法，属于土木工程加固改造技术领域。

背景技术

植筋”技术是一项针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；现已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

伴随着混凝土后锚固技术在混凝土结构加固改造中的应用日趋广泛，针对后锚固连接节点受力性能的测试方法也成为了工程技术人员关注的重点，尤其是后锚固于混凝土基材中的化学植筋锚固性能。现有化学植筋锚固性能测试用拉拔装置，大多数是参考《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006附录K进行设计，即采用穿心式液压千斤顶、压力传感器和顶部夹具等设备对化学植筋进行拉拔，该拉拔装置的组装时要求穿心式液压千斤顶和压力传感器的中心必须与化学植筋中心重合，该拉拔装置用于测试植筋锚固性能时存在以下缺点：第一：在约束条件下测定化学植筋的锚固性能，不能反映无约束条件下的化学植筋实际锚固性能；第二：由于化学植筋穿过穿心式液压千斤顶和压力传感器后再进行锚固，所需化学植筋外露长度较长或需配以强度更高的连接套筒和拉拔工具筋；第三：实际操作时，由于穿心千斤顶和植筋的中心存在偏差，导致化学植筋承受拉弯共同作用；第四：由于穿心式液压千斤顶持荷稳定性较差，该装置不宜用于测定长期荷载作用下由于植筋胶蠕变对锚固性能的影响；第五：实际锚固性能测试时，由于化学植筋拉断会产生反弹，可能会导致测试装置损坏或人员受伤等。

针对上述装置测试结果不能够反映无约束条件下化学植筋实际锚固性能的缺点，已有技术人员采取架空穿心式液压千斤顶的技术措施，即在上述拉拔装置与混凝土基材之间增设架空刚性支撑（钢横梁等），经改进后的测试装置虽能解决无约束条件下的锚固性能测试问题，但其余缺点仍然存在，且由于增设了刚性支撑，改进后的装置不适用于植筋较为密集情况下的锚固性能测试。

发明内容

为克服现有植筋锚固性能测试用拉拔装置的不足，本发明提供一种基于杠杆原理的植筋锚固性能测试用拉拔装置及其实施方法。

一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置，包括一设置在混凝土基材上方的杠杆测力装置，所述杠杆测力装置包括刚性横梁，所述刚性横梁的支点部位铰接一支座，所述支座的下端刚性连接有拉压传感器，所述拉压传感器的另一端与混凝土基材刚性连接，所述刚性横梁的一端通过连接件与植筋固定连接，所述刚性横梁的另一端连接有加载装置。

所述刚性横梁上顺次开有若干限位销孔，所述支座通过限位插销与任一限位销孔铰接，在所述支座的下端连接所述拉压传感器，拉压传感器另一端与一刚性垫块连接，刚性垫块放置于混凝土基材上。

所述连接件包括U型卸扣、U型连接件，所述U型卸扣通过U型连接件与混凝土基材上的植筋固定连接。

一种用于植筋锚固性能测试的杠杆式拉拔装置的实施方法，包括以下几个步骤，

第一步、在混凝土基材上依次安装刚性垫块、拉压传感器和支座；

第二步、将支座连接至刚性横梁上的限位销孔中，并通过限位插销限位；

第三步、在刚性横梁一端安装U型卸扣，并通过U型连接件与植筋连接；

第四步、在刚性横梁的另一端连接加载装置；

第五步、分别测定支座中心与U型卸扣中心的距离L₁、支座中心与加载装置中心的距离L₂，刚性横梁重心至支座中心的距离L₃和刚性横梁自重g；

第六步、实施分级加载，并分别记录各级荷载下的加载装置端荷载值G_i、测定各级荷载G_i下拉压传感器读数值T_i、植筋端部伸长值S_i；

第七步、根据拉压传感器所读数值和力平衡原理求得植筋系统的拉拔力F_i ，

F_i=T_i-G_i-g，

根据杠杆力矩平衡原理求得植筋系统的拉拔力F_Mi ，

F_Mi=（G_i·L₂+g·L₃）/L₁ ；