CN107478719B - 内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构及方法 - Google Patents

内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构及方法。该结构包括上构件预埋钢筋、下构件预埋钢筋、灌浆套筒；溢浆通道和注浆通道中分别开设有第一钻孔和第二钻孔，两个钻孔通道均延伸至下构件预埋钢筋表面；第一钻孔末端的下构件预埋钢筋表面固定有加速度传感器，加速度传感器与示波器连接；第二钻孔末端的下构件预埋钢筋表面固定有力传感器，传力棒一端连接力传感器，另一端伸出注浆通道外，用于作为锤击受力件。该方法操作简便，结果直观可靠，适用工况广泛，受现场施工条件影响较小；同时可结合室内的足尺模型对比实验对现场实际的套筒内注浆混凝土密实度进行定性或定量的判断。

Description

内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构及方法
技术领域
本发明属于检测方法领域，具体涉及一种内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构及方法。
背景技术
随着我国社会经济的不断发展，住房产业也迅速发展进而带动整个国民经济结构调整升级并成为国民经济的一项重要支柱产业，我国当前住房建设的一项重要任务就是推进住房产业现代化。装配式建筑结构作为一种新兴的绿色环保节能型建筑方式，由于其施工速度快、经济效益和环境效益好等优点受到了房地产商、建筑施工企业以及设计人员的关注。装配式建筑结构是实现住房产业现代化和可持续发展的有效途径,代表了建筑业技术进步的方向。
虽说装配式建筑结构的优点很多，但人们首先关注解决的问题依然是如何保证其在寿命年限内安全正常的使用。预制构件现场连接节点的质量成为影响装配式建筑质量的重要因素，装配式建筑预制构件的现场连接常使用后注浆套筒插入式钢筋连接方式，其主要工作原理是：将一预制构件内置的钢筋与套筒螺纹连接，另一预制构件外露钢筋插入套筒内，组装完成后，通过注浆孔(软管)注入高强度混凝土(注浆孔不外露的可以使用软管接出墙体表面)，这样便可通过套筒和钢筋将两预制构件连接起来。
该种连接方式在保证施工质量的情况下可以实现两预制构件很牢固的连接，但是在注浆施工过程中可能由于种种原因导致钢筋套筒内的注浆混凝土密实度达不到规定的要求，从而影响预制构件现场连接节点的质量，使组装完成的装配式建筑存在一定的安全隐患。综上所诉，开发一种可以有效准确的测试钢筋套筒内的注浆混凝土密实度的检测方法对于保证装配式建筑的施工质量以及装配式建筑的大范围推广使用至关重要。
发明内容
考虑到后注浆套筒插入式钢筋连接方式可能出现的钢筋套筒内注浆密实度不满足规定要求，其结果会导致装配式建筑预制构件的连接质量出现问题从而使建筑物存在严重的安全隐患，因此针对钢筋套筒注浆和溢浆通道平直且注浆口和溢浆口距离墙体表面较近的情况，需要在现场预制构件装配完成并进行注浆施工后对套筒内的注浆混凝土密实度进行检测，判断其是否饱满。振动测试法又称频谱分析法，是将时域的激振和动态响应曲线通过数据处理、傅里叶变换变换到频域内，在频域内分析被测物特性的方法。被不同密实程度的注浆混凝土包裹的钢筋其频谱曲线必然有所差别，利用这一特性，针对钢筋套筒注浆和溢浆通道平直且注浆口和溢浆口距离墙体表面较近的情况，可以通过振动测试法来分析反映钢筋套筒内注浆混凝土的密实度。同时结合室内足尺模型对比试验结果，可以对注浆混凝土密实度进行定性或定量的分析判断。
本发明的目的在于设计一种检测结构和方法，针对钢筋套筒注浆和溢浆通道平直且注浆口和溢浆口距离墙体表面较近的情况，主要用于检测装配式建筑预制构件现场装配完成并进行注浆施工后的钢筋套筒内注浆混凝土密实度。本发明解决具体技术问题采用的技术方案是：
内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构，包括上构件预埋钢筋、下构件预埋钢筋、灌浆套筒；所述的灌浆套筒顶部设有螺纹孔，上构件预埋钢筋端部攻有螺纹并旋紧固定于所述的螺纹孔中；所述的灌浆套筒的上部和下部分别开设有溢浆通道和注浆通道；所述的下构件预埋钢筋伸入灌浆套筒内腔中，且内腔中填充有注浆混凝土对下构件预埋钢筋进行固定；所述的溢浆通道和注浆通道中分别开设有第一钻孔和第二钻孔，两个钻孔通道均延伸至下构件预埋钢筋表面；第一钻孔末端的下构件预埋钢筋表面固定有加速度传感器，加速度传感器与示波器连接；第二钻孔末端的下构件预埋钢筋表面固定有力传感器，传力棒一端连接力传感器，另一端伸出注浆通道外，用于作为锤击受力件。
基于上述方案，可以进一步提供如下优选方式：
作为优选，所述的传力棒与第二钻孔内表面不接触。
作为优选，所述的下构件预埋钢筋优选采用带肋钢筋。
作为优选，所述的灌浆套筒的内腔带有沟槽。
本发明的另一目的在于提供一种内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的方法，步骤如下：
步骤1、后注浆套筒式钢筋接头的预制构件现场装配到位并进行注浆施工后，利用冲击钻沿注浆通道和溢浆通道分别打第二钻孔和第一钻孔至灌浆套筒内下构件预埋钢筋的表面；
步骤2、通过第一钻孔在下构件预埋钢筋表面安装加速度传感器，通过第二钻孔在下构件预埋钢筋表面安装力传感器，并借助传力棒在钢筋表面施加锤击；
步骤3、通过加速度传感器收集处理下构件预埋钢筋振动的加速度信号，通过力传感器收集施加在钢筋上的锤击力信号，并进行处理分析得出下构件预埋钢筋振动的传递函数，与模型试验得到的标定曲线进行对比分析，判断灌浆套筒内注浆混凝土的密实度，完成检测。
本发明的有益效果如下：
1.通过收集钢筋套筒内钢筋的振动加速度和施加锤击力信号，处理分析后得到被混凝土包裹的钢筋的振动传递函数，与对比试验中标定曲线比较，可以实现对钢筋套筒内注浆混凝土密实度的定性或定量检测。
2.该方法操作简便，所用测试仪器也较为常见，检测实现难度较小，同时结果直观可靠，工程适用性较好，具有良好的工程实用前景，为预制构件现场连接节点质量提供了保障，有利于装配式建筑的推广应用。
附图说明
图1为振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头结构示意图。
图中：上构件预埋钢筋1、下构件预埋钢筋2、灌浆套筒3、注浆混凝土4、加速度传感器5、力传感器6、传力棒7、第一钻孔8、第二钻孔9、溢浆通道10、注浆通道11。
具体实施方式
下面结合附图和实施步骤对本发明进一步说明。
如图1所示，为内窥镜法检测后注浆套筒式钢筋接头结构示意图。本检测方法主要针对钢筋套筒的注浆通道11和溢浆通道10平直且注浆口和溢浆口距离墙体表面较近的情况。
该内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构，包括上构件预埋钢筋1、下构件预埋钢筋2、灌浆套筒3和检测装置。检测装置包括加速度传感器5、力传感器6。灌浆套筒3顶部设有螺纹孔，内腔带有沟槽，下构件预埋钢筋2也最好采用带肋钢筋，以增加灌浆强度。上构件预埋钢筋1端部攻有螺纹并旋紧固定于灌浆套筒3顶部的螺纹孔中，上构件预埋钢筋1另一端用于连接上部的构筑物。灌浆套筒3的上部和下部分别开设有溢浆通道10和注浆通道11，施工过程中浆液从注浆通道11注入，填充满内腔后从溢浆通道10溢出。下构件预埋钢筋2伸入灌浆套筒3内腔中预定位置，内腔中填充有注浆混凝土4对下构件预埋钢筋2进行固定。溢浆通道10和注浆通道11中分别开设有第一钻孔8和第二钻孔9，两个钻孔通道均延伸至下构件预埋钢筋2表面；第一钻孔8末端的下构件预埋钢筋2表面固定有加速度传感器5，加速度传感器5与示波器连接；第二钻孔9末端的下构件预埋钢筋2表面固定有力传感器6，传力棒7一端连接力传感器6，另一端伸出注浆通道11外，用于作为锤击受力件。传力棒7与第二钻孔9内表面不接触，尽量悬空，以避免对测量数据产生影响。
装配式建筑的预制构件装配到位注浆施工完成后，针对钢筋套筒注浆和溢浆通道平直且注浆口和溢浆口距离墙体表面较近的情况，可基于上述检测结构使用冲击钻打通注浆和溢浆通道至钢筋表面，并在钢筋表面安装加速度传感器和力传感器，而后在钢筋表面施加锤击，采集钢筋振动加速度信号和施加的锤击力信号，并对信号进行处理分析得到相应的传递函数，根据实测的传递函数和模型试验时得到的不同注浆密实度的标定曲线的对比分析，可判断实际的注浆密实度。同时也可通过钻孔观察套筒内部的钢筋是否按照规定要求伸入套筒内足够长度。
内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的方法，具体步骤如下：
步骤1、后注浆套筒式钢筋接头的预制构件现场装配到位并进行注浆施工后，利用冲击钻沿注浆通道11和溢浆通道10分别打第二钻孔9和第一钻孔8至灌浆套筒3内下构件预埋钢筋2的表面；
步骤2、通过第一钻孔8在下构件预埋钢筋2表面安装加速度传感器5，通过第二钻孔9在下构件预埋钢筋2表面安装力传感器6，并借助传力棒7在钢筋表面施加锤击；
步骤3、通过加速度传感器5收集处理下构件预埋钢筋2振动的加速度信号，通过力传感器6收集施加在钢筋上的锤击力信号，并进行处理分析得出下构件预埋钢筋2振动的传递函数，与模型试验得到的标定曲线进行对比分析，可定性或定量的反映灌浆套筒3内注浆混凝土4的密实度，完成检测。
该方法操作简便，结果直观可靠，适用工况广泛，受现场施工条件影响较小；同时可结合室内的足尺模型对比实验对现场实际的套筒内注浆混凝土密实度进行定性或定量的判断。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构，其特征在于，包括上构件预埋钢筋（1）、下构件预埋钢筋（2）、灌浆套筒（3）；所述的灌浆套筒（3）顶部设有螺纹孔，上构件预埋钢筋（1）端部攻有螺纹并旋紧固定于所述的螺纹孔中；所述的灌浆套筒（3）的上部和下部分别开设有溢浆通道（10）和注浆通道（11）；所述的下构件预埋钢筋（2）伸入灌浆套筒（3）内腔中，且内腔中填充有注浆混凝土（4）对下构件预埋钢筋（2）进行固定；所述的溢浆通道（10）和注浆通道（11）中分别开设有第一钻孔（8）和第二钻孔（9），两个钻孔通道均延伸至下构件预埋钢筋（2）表面；第一钻孔（8）末端的下构件预埋钢筋（2）表面固定有加速度传感器（5），加速度传感器（5）与示波器连接；第二钻孔（9）末端的下构件预埋钢筋（2）表面固定有力传感器（6），传力棒（7）一端连接力传感器（6），另一端伸出注浆通道（11）外，用于作为锤击受力件。
2.如权利要求1所述的内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构，其特征在于，所述的传力棒（7）与第二钻孔（9）内表面不接触。
3.如权利要求1所述的内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构，其特征在于，所述的下构件预埋钢筋（2）采用带肋钢筋。
4.如权利要求1所述的内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构，其特征在于，所述的灌浆套筒（3）的内腔带有沟槽。
5.一种利用权利要求1~4任一所述的内置振动测试法检测后注浆套筒式钢筋接头的结构的方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1、后注浆套筒式钢筋接头的预制构件现场装配到位并进行注浆施工后，利用冲击钻沿注浆通道（11）和溢浆通道（10）分别打第二钻孔（9）和第一钻孔（8）至灌浆套筒（3）内下构件预埋钢筋（2）的表面；
步骤2、通过第一钻孔（8）在下构件预埋钢筋（2）表面安装加速度传感器（5），通过第二钻孔（9）在下构件预埋钢筋（2）表面安装力传感器（6），并借助传力棒（7）在钢筋表面施加锤击；
步骤3、通过加速度传感器（5）收集处理下构件预埋钢筋（2）振动的加速度信号，通过力传感器（6）收集施加在钢筋上的锤击力信号，并进行处理分析得出下构件预埋钢筋（2）振动的传递函数，与模型试验得到的标定曲线进行对比分析，判断灌浆套筒（3）内注浆混凝土（4）的密实度，完成检测。
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