CN108459154A - 一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台及试验方法，包括试验平台及固定于试验平台上的两个混凝土约束块，两个所述的混凝土约束块之间具有用于浇注湿接缝的间隙，用于浇注湿接缝两个所述的混凝土约束块中设置穿过所述间隙的预应力钢束及多个钢筋，所述混凝土约束块中位于预应力钢束端部位置处设置预应力锚具，用于模拟湿接缝受力、配筋情况，本发明的试验台能有效验证混凝土接缝的结构和配比是否满足正常使用功能的需要，预防湿接缝的开裂。

Description

一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台及试验方法

技术领域

本发明涉及混凝土模型试验装置技术领域，具体涉及一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台及试验方法。

背景技术

湿接缝是指预应力混凝土梁体分块预制，悬臂拼装成大跨度连续梁时，梁体间采用现浇混凝土把梁块连成整体的接缝。在实际工程中，混凝土湿接缝自身收缩变形受到相邻构件的约束及变形的影响，容易出现开裂现象；在湿接缝与相邻构件约束面处，由于湿接缝混凝土与相邻构件的约束面粘结性能较差，也存在着开裂风险。因此，在实际工程施工之前，应模拟实际工程情况，包括混凝土湿接缝两侧相邻构件约束变形特性、预应力、及配筋等，开展湿接缝模型试验，以检验湿接缝的结构设计和混凝土配合比，能否在满足正常使用功能的前提下，有效的预防湿接缝处的开裂。如此，亟需设计一种模型试验台以模拟实际工程中的湿接缝。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台，可以有效检验湿接缝的结构设计和混凝土配合比能否在满足正常使用功能的前提下，有效的预防湿接缝处的开裂。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台，包括试验平台及固定于试验平台上的两个混凝土约束块，两个所述的混凝土约束块之间具有用于浇注湿接缝的间隙，两个所述的混凝土约束块中设置穿过所述间隙的预应力钢束及多个钢筋，所述混凝土约束块中位于预应力钢束端部位置处设置预应力锚具。

进一步的，两个所述的混凝土约束块顶端面预埋吊环，方便吊装。

进一步的，两个所述的混凝土约束块沿其竖直方向预埋地锚预埋钢管，所述地锚预埋钢管中贯穿有锚桩，所述锚桩固定在试验平台上，混凝土约束块通过锚桩及地锚螺帽与试验平台固定连接。

进一步的，两个所述的混凝土约束块沿水平方向预埋同心设置并且相互连接的预应力钢束预埋波纹管，形成用于穿过预应力钢束及钢筋的预留孔道，所述预应力钢束位于预应力钢束预埋波纹管内部，

进一步的，两个所述的混凝土约束块沿水平方向预埋多个同心设置的钢筋预埋钢管，所述钢筋位于钢筋预埋钢管内部，钢筋与钢筋预埋管之间的空隙进行密封。

进一步的，所述钢筋的两端设有螺纹结构，通过钢筋固定螺帽将钢筋固定在混凝土约束块上。

一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台的试验方法，包括以下步骤：

步骤1：首先设计混凝土约束块，并在所需位置预埋地锚预埋钢管、预应力钢束预埋波纹管、钢筋预埋钢管、预应力锚具及吊环，然后浇注混凝土约束块。

步骤2：两个混凝土约束块达到一定的龄期和强度后，利用吊车和吊环将两个混凝土约束块吊装到试验平台上，两个混凝土约束块之间留出试验要求的距离。

步骤3：将钢筋从两个混凝土约束块中的钢筋预埋钢管中穿过，利用钢筋固定螺帽将钢筋两端固定在混凝土约束块上，将两个混凝土约束块中预埋的预应力钢束预埋波纹管相对的一端进行固定连接，预应力钢束预埋波纹管内穿过预应力钢束。

步骤4：对两个混凝土约束块位于待浇注湿接缝一侧的端面进行清理，搭设湿接缝模板，在两个混凝土约束块之间的间隙中浇注混凝土湿接缝，对湿接缝进行试验。

步骤5：试验完成后，将湿接缝进行破碎，松开钢筋两端的钢筋固定螺帽，抽出钢筋，切断两个预应力钢束预埋波纹管，松开地锚螺帽，将混凝土约束块吊装到其他位置以备后期使用，并对混凝土约束块湿接缝一侧的端面进行清理。

进一步的，预应力钢束预埋波纹管位于湿接缝一侧的端部伸出混凝土约束块相应的端面，以便于两个混凝土约束块上预应力钢束预埋波纹管的连接。

进一步的，所述步骤3中，钢筋与钢筋预埋管之间的空隙进行密封处理，未设置钢筋的钢筋预埋管进行封堵处理。

进一步的，所述步骤4中，湿接缝浇注之前在湿接缝位置处的钢筋上绑扎温度应变计或温湿度传感器，对湿接缝的温度和湿度进行监控。

本发明的有益效果：

1.本发明的混凝土湿接缝试验台，通过预埋钢管后期穿入钢筋来模拟实际湿接缝的配筋，并可以利用不同位置穿入钢筋来模拟不同的配筋情况，利用预应力锚具施来模拟施加预应力约束和无约束的情况，能够最大限度的模拟实际工程中湿接缝的受力、约束、配筋情况，不仅能够研究湿接缝自身的开裂，又能够研究湿接缝与相邻构件约束面处的开裂情况，实现了试验台的高效利用。

2.本发明的混凝土湿接缝试验台，预埋吊环和地锚预埋钢管，既方便运输和安装，有充分利用了混凝土约束块的不同侧面。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明试验台整体结构示意图；

图2为本发明试验台未安装钢筋、波纹管未连接状态下结构示意图；

图3为本发明混凝土约束块轴测结构示意图一；

图4为本发明混凝土约束块轴测结构示意图二；

图5为本发明钢筋与钢筋固定螺帽配合示意图；

图6为本发明锚桩结构示意图；

图7为本发明地锚螺帽结构示意图；

其中，1.试验平台，2.混凝土约束块，3.锚桩，4.地锚预埋钢管，5.地锚螺帽，6.钢筋预埋钢管，7.预应力钢束预埋波纹管，8.预应力锚具，9.吊环，10.钢筋，11.钢筋固定螺帽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，混凝土湿接缝容易出现开裂的现象，亟需提供一种试验装置，开展湿接缝模型试验，以检验湿接缝的结构设计和混凝土配合比，能否在满足正常使用功能的前提下，有效的预防湿接缝处的开裂，针对上述问题，本申请提出了一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台。

本申请的一种典型实施方式中，如图1-7所示，一种带有约束功能的混凝土接缝试验台，包括固定于试验室地面上的试验平台1及固定于试验平台上的两个混凝土约束块2。

所述试验平台上根据实际情况设置八个对称分布的锚点，其中四个锚点位于试验平台上表面一侧，用于固定一个混凝土约束块，四个锚点位于试验平台上表面另一侧，用于固定另一个混凝土约束块，所述锚点处通过螺纹结构固定锚桩3的一端。锚点位置设置应使两个混凝土约束块安装到试验平台后，两个混凝土约束块之间具有一定的间隙，且间隙的大小满足试验的要求，所述的间隙用于浇注混凝土湿接缝。

所述两个混凝土约束块中预埋四个与锚桩位置相对应的地锚预埋钢管4，用于锚桩预留孔道，所述地锚预埋钢管轴线上下竖直设置，锚桩另一端穿过地锚预埋钢管，利用地锚螺帽5将混凝土约束块压紧在试验平台上。

所述混凝土约束块中预埋二十个内径20mm-30mm的钢筋预埋钢管6，所述钢筋预埋钢管轴线水平设置，两个混凝土约束块中的钢筋预埋钢管同心，即轴线在同一条直线上，钢筋预埋管形成钢筋穿过的预留孔道，多个所述的钢筋预埋钢管形成的矩形区域两侧预埋预应力钢束预埋波纹管7，预应力钢束预埋波纹管位于湿接缝一侧的端部伸出混凝土约束块端面20mm，方便两个混凝土约束块中的预应力钢束预埋波纹管进行连接，另一端所在的混凝土约束块位置处预埋预应力锚具8，两个混凝土约束块中预埋的预应力钢束预埋波纹管伸出的一端通过胶水进行固定连接，预应力钢束预埋波纹管形成预应力钢束穿过的预留孔道。

所述混凝土约束块的上部端面处预埋两个吊环9，方便混凝土约束块的移动。

根据实际情况和试验方案要求，选择性的在多个钢筋预埋钢管中穿过钢筋10，用于模拟湿接缝处的配筋情况，所述钢筋的两端具有螺纹结构，钢筋穿过两个混凝土约束块上的钢筋预埋钢管后，利用钢筋固定螺帽11将钢筋固定在混凝土约束块上，钢筋与钢筋预埋钢管之间的空隙利用结构胶或采取其他措施进行密封处理，未穿过钢筋的钢筋预埋管利用堵头进行封堵。

在预应力钢束预埋波纹管中穿过预应力钢束，可通过预应力锚具来模拟施加预应力的情况。

本发明还公开了一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台的试验方法，包括以下步骤：

步骤1：根据试验方案和试验室锚点的布置情况设计混凝土约束块的尺寸、混凝土的配合比、强度和预留孔道位置，在所需的指定位置预埋地锚预埋钢管、预应力钢束预埋波纹管、钢筋预埋钢管、预应力锚具及吊环，然后浇注混凝土约束块，浇注时，预应力钢束预埋波纹管位于湿接缝一侧的端部伸出混凝土约束块端面约20mm。

步骤2：两个混凝土约束块达到一定的龄期和强度后，利用吊车和吊环将两个混凝土约束块吊装到试验平台上，锚桩穿过地锚预埋钢管，利用地锚螺帽将两个混凝土约束块压紧在试验平台上，两个混凝土约束块之间留出试验要求的距离。

步骤3：根据试验方案选择相应尺寸的钢筋，并在钢筋的两端加工螺纹结构，根据试验方案选择指定的钢筋预埋钢管，将钢筋从两个混凝土约束块中的钢筋预埋钢管中穿过，利用钢筋固定螺帽将钢筋两端固定在混凝土约束块上，钢筋与钢筋预埋钢管之间的空隙利用结构胶或采取其他措施进行密封，防止后期漏浆，未穿过钢筋的钢筋预埋管利用堵头进行封堵，利用钢筋来模拟湿接缝的配筋情况，

将两个混凝土约束块中预埋的预应力钢束预埋波纹管位于湿接缝一侧的端部利用胶水进行固定粘结，预应力钢束预埋波纹管内穿过预应力钢束。

步骤4：根据试验方案设计，将两个混凝土约束块位于湿接缝一侧的端面进行凿毛、洗刷等界面处理，在指定位置搭设湿接缝模板，在两个混凝土约束块之间的间隙中浇注混凝土湿接缝，对湿接缝进行试验，可根据试验方案进行预应力钢束的张拉及其他研究项目。

浇注湿接缝前，可在湿接缝位置处的钢筋上绑扎温度应变计或温湿度传感器，对湿接缝的温度及湿度进行实时监控。

步骤5：试验完成后，将湿接缝进行破碎，松开钢筋两端的钢筋固定螺帽，将钢筋抽出，利用切割机切断两个预应力钢束预埋波纹管，松开地锚螺帽，将混凝土约束块吊装到其他位置以备后期使用，并对混凝土约束块湿接缝一侧的端面进行清理。

通过上述步骤来模拟湿接缝的约束、受力配筋情况，研究湿接缝自身及相邻构件约束面间的变形和开裂情况。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台，其特征在于，包括试验平台及固定于试验平台上的两个混凝土约束块，两个所述的混凝土约束块之间具有用于浇注湿接缝的间隙，两个所述的混凝土约束块中设置穿过所述间隙的预应力钢束及多个钢筋，所述混凝土约束块中位于预应力钢束端部位置处设置预应力锚具。

2.如权利要求1所述的一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台，其特征在于，两个所述的混凝土约束块顶端面预埋吊环。

3.如权利要求1所述的一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台，其特征在于，两个所述的混凝土约束块沿其竖直方向预埋地锚预埋钢管，所述地锚预埋钢管中贯穿有锚桩，所述锚桩固定在试验平台上，混凝土约束块通过锚桩及地锚螺帽与试验平台固定连接。

4.如权利要求1所述的一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台，其特征在于，两个所述的混凝土约束块沿水平方向预埋同心设置并且相互连接的预应力钢束预埋波纹管，形成用于穿过预应力钢束预留孔道，所述预应力钢束位于预应力钢束预埋波纹管内部。

5.如权利要求1所述的一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台，其特征在于，两个所述的混凝土约束块沿水平方向预埋多个同心设置的钢筋预埋钢管，所述钢筋位于钢筋预埋钢管内部，钢筋与钢筋预埋管之间的空隙进行密封。

6.如权利要求5所述的一种带有约束功能的混凝土湿接缝试验台，其特征在于，所述钢筋的两端设有螺纹结构，通过钢筋固定螺帽将钢筋固定在混凝土约束块上。

7.利用权利要求1-6任一项所述的带有约束功能的混凝土湿接缝试验台的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：首先设计混凝土约束块，并在所需位置预埋地锚预埋钢管、预应力钢束预埋波纹管、钢筋预埋钢管、预应力锚具及吊环，然后浇注混凝土约束块；

步骤2：两个混凝土约束块达到一定的龄期和强度后，利用吊车和吊环将两个混凝土约束块吊装到试验平台上，两个混凝土约束块之间留出试验要求的距离；

步骤3：将钢筋从两个混凝土约束块中的钢筋预埋钢管中穿过，利用钢筋固定螺帽将钢筋两端固定在混凝土约束块上，将两个混凝土约束块中预埋的预应力钢束预埋波纹管相对的一端进行固定连接，预应力钢束预埋波纹管内穿过预应力钢束。

步骤4：对两个混凝土约束块位于待浇注湿接缝一侧的端面进行清理，搭设湿接缝模板，在两个混凝土约束块之间的间隙中浇注混凝土湿接缝，对湿接缝进行试验；

步骤5：试验完成后，将湿接缝进行破碎，松开钢筋两端的钢筋固定螺帽，抽出钢筋，切断两个预应力钢束预埋波纹管，松开地锚螺帽，将混凝土约束块吊装到其他位置以备后期使用，并对混凝土约束块湿接缝一侧的端面进行清理。

8.如权利要求7所述的试验方法，其特征在于，所述步骤1中，预应力钢束预埋波纹管位于湿接缝一侧的端部伸出混凝土约束块相应的端面，以便于两个混凝土约束块上预应力钢束预埋波纹管的连接。

9.如权利要求7所述的试验方法，其特征在于，所述步骤3中，钢筋与钢筋预埋管之间的空隙进行密封处理，未设置钢筋的钢筋预埋管进行封堵处理。

10.如权利要求7所述的试验方法，其特征在于，所述步骤4中，湿接缝浇注之前在湿接缝位置处的钢筋上绑扎温度应变计或温湿度传感器，对湿接缝的温度和湿度进行监控。