CN108693110B - 一种滑移测试装置以及frp片材与混凝土粘结试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种滑移测试装置以及FRP片材与混凝土粘结试验系，涉及试验设备技术领域，包括：箱体；试件固定机构，用于将试件固定安装在箱体的内腔中；高度调节机构，高度调节机构包括第一滑块和第二滑块；第一滑块和第二滑块沿箱体的高度方向滑动连接在箱体内，能够相对滑动；第一滑块和第二滑块的相对一侧设置有配合的凹槽，能够相对拼接构成限位孔。在上述技术方案中，可以使FRP片材在被拉伸且与试件表面进行相对滑移的过程中，完全保持水平拉伸的状态，避免随机械加载的过程中出现偏离而导致的FRP片材受力不均或翘曲现象，从而能够保证FRP‑砼界面粘结试验的数据精准度。
Description
技术领域
本发明涉及试验设备技术领域，尤其是涉及一种滑移测试装置以及FRP片材与混凝土粘结试验系统。
背景技术
上世纪八十年代，国内建造了大量的钢筋混凝土桥，经过几十年的运营，这些桥已出现了不同程度的损坏，而且日益增长的交通运输量对桥梁承载力有了更高的要求，这些桥梁正处在一个维修加固的高峰期。
目前，外贴FRP加固方法，以其轻质高强、便于施工、耐久性好等优点在工程中得到广泛应用。国内外众多的试验研究表明，外贴FRP加固的结构在破坏前没有明显的预兆，破坏时FRP的应变还处于较低水平，FRP的强度仅利用了20％左右，这明显地造成了材料的浪费，使结构加固的可靠性大大降低。因此，研究FRP与混凝土之间的界面粘结滑移性能以避免FRP的过早剥离尤为重要。
基于此，很多学者做了大量的FRP-砼界面粘结试验，提出了多个粘结滑移模型，但是，现有技术中的试验结构所得到的试验数据的测量精度不高，无法满足试验需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滑移测试装置以及FRP片材与混凝土粘结试验系统，以解决现有技术中存在的FRP-砼界面粘结试验过程中，试验数据的测量精度不高的技术问题。
经过对现有技术中的FRP-砼界面粘结试验的试验过程进行研究发现，其精度不高的原因之一便在于，在试验时很难保证FRP片材与混凝土试件在加载的全过程中始终保持为水平状态，试验中经常出现由于加载的连接件随机械加载的过程中出现偏离而导致的FRP片材受力不均或翘曲现象，从而影响试验结果。
为了解决这种问题，本申请提供了如下的技术方案。
本发明提供的一种滑移测试装置，包括：
箱体；
试件固定机构，用于将试件固定安装在所述箱体的内腔中；
高度调节机构，所述高度调节机构包括第一滑块和第二滑块；
所述第一滑块和所述第二滑块沿所述箱体的高度方向滑动连接在所述箱体内，能够相对滑动；
所述第一滑块和所述第二滑块的侧壁设置有相互配合的凹槽，能够相对拼接构成限位孔。
进一步的，在本发明的实施例中，所述箱体内还设置有挡板；
所述挡板设置在所述箱体的内腔底部，用于限制所述试件移动。
进一步的，在本发明的实施例中，所述第一滑块和所述第二滑块的两端分别转动连接有滑杆；且，设置在所述第一滑块和所述第二滑块的所述凹槽均沿所述第一滑块或所述第二滑块的周向环绕一周设置；
所述第一滑块和所述第二滑块两端方向的箱体侧壁上设置有适配的滑槽；
所述滑杆与所述滑槽相对滑动配合。
进一步的，在本发明的实施例中，所述箱体包括底板和框架；
所述框架包括立柱的顶框，所述立柱设置在底板的四角，所述顶框设置在所述立柱的顶端。
进一步的，在本发明的实施例中，所述试件固定机构包括第一夹板、第二夹板和连接件；
所述连接件连接在所述第一夹板和所述第二夹板之间，用于将试件固定在所述箱体的底板上。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括：
摄像机；
所述箱体上设置有摄像机，以通过电子散斑技术测量试件与FRP片材的滑移量和位移场。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括：
应变片；
所述应变片用来设置在预设的FRP片材上。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括：
引伸计；
所述引伸计的两个测量端分别连接试件和FRP片材。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括：
多个箱腿；
多个所述箱腿设置在所述箱体的底端。
本发明还提供了一种FRP片材与混凝土粘结试验系统，包括所述的滑移测试装置。
在上述技术方案中，由于所述高度调节机构的第一滑块和第二滑块能够在高度方向移动，并对所构成的限位孔进行调整，使限位孔可以与FRP片材位于同一水平面内，所以便可以使FRP片材在被拉伸且与试件表面进行相对滑移的过程中，完全保持水平拉伸的状态，避免随机械加载的过程中出现偏离而导致的FRP片材受力不均或翘曲现象，从而能够保证FRP-砼界面粘结试验的数据精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的主视图；
图2为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的侧视图；
图3为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的俯视图；
图4为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的工作状态结构示意图；
图5为本发明一个实施例提供的引伸计的使用状态示意图；
图6为本发明一个实施例提供的第一夹板的结构示意图；
图7为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的立体示意图；
图8为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的工作状态立体示意图。
附图标记：
1-箱体；2-试件固定机构；
3-高度调节机构；
4-挡板；5-引伸计；6-箱腿；
7-试件；8-FRP片材；
11-底板；12-框架；13-顶框；
21-第一夹板；22-第二夹板；
23-连接件；
31-第一滑块；32-第二滑块；
33-限位孔；34-滑杆；35-滑槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的主视图；图2为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的侧视图；图3为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的俯视图；图4为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的工作状态结构示意图；图7为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的立体示意图；图8为本发明一个实施例提供的滑移测试装置的工作状态立体示意图；如图1-4所示，同时参考图7和图8，本实施例提供的一种滑移测试装置，包括：
箱体1；
试件固定机构2，用于将试件7固定安装在所述箱体1的内腔中；
高度调节机构3，所述高度调节机构3包括第一滑块31和第二滑块32；
所述第一滑块31和所述第二滑块32沿所述箱体1的高度方向滑动连接在所述箱体1内，能够相对滑动；
所述第一滑块31和所述第二滑块32的侧壁设置有相互配合的凹槽，能够相对拼接构成限位孔33。
根据上述结构，在进行FRP-砼界面粘结试验时，可将试件7通过试件固定机构2固定安装在所述箱体1的内腔中，试件7即为试验使用的混凝土块。
然后将FRP片材8粘结在所述试件7的上表面，另一端朝向所述高度调节机构3，如图2所示，所述高度调节机构3是由第一滑块31和第二滑块32相对拼接构成的，其中，第一滑块31和第二滑块32能够在高度方向上下移动(如图2所示的上下方向)、并相对移动，根据第一滑块31和第二滑块32的这种相对滑动结构关系，可以将第一滑块31和第二滑块32相对一侧的凹槽相对拼接的构成所述限位孔33。
由上可知，由于在FRP-砼界面粘结试验的试验过程很难保证FRP片材8与混凝土试件7在加载的全过程中始终保持为水平状态，所以当确定了所述试件7的固定高度以及FRP片材8粘结在所述试件7的上表面的高度以后，便针对FRP片材8的粘结高度调整所述第一滑块31和所述第二滑块32的高度，以使由第一滑块31和第二滑块32拼接构成的所述限位孔33与FRP片材8的粘结高度处于一个水平面内。
当确定了限位孔33与FRP片材8处于同一水平面内以后，便可以在所述限位孔33内穿接高强度纤维滑带，将高强度纤维滑带的一端与FRP片材8连接，然后另一端施加拉力，实现使FRP片材8与试件7之间形成滑移，以进行FRP-砼界面粘结试验。
而根据上述结构，由于所述高度调节机构3的第一滑块31和第二滑块32能够在高度方向移动，并对所构成的限位孔33进行调整，使限位孔33可以与FRP片材8位于同一水平面内，所以便可以使FRP片材8在被拉伸且与试件7表面进行相对滑移的过程中，完全保持水平拉伸的状态，避免随机械加载的过程中出现偏离而导致的FRP片材8受力不均或翘曲现象，从而能够保证FRP-砼界面粘结试验的数据精准度。
进一步的，在本发明的实施例中，所述箱体1内还设置有挡板4；
所述挡板4设置在所述箱体1的内腔底部，用于限制所述试件7移动。
如图4所示，在利用试件固定机构2将试件7进行固定以后，可以利用固定在所述箱体1的内腔底部的挡板4对试件7的移动趋势方向进行阻挡，对试件7的移动趋势进行进一步的限制。
即，当FRP片材8被拉伸的时候，在图4中可知，FRP片材8被拉伸时是向右移动的，而由于FRP片材8与试件7之间形成粘结，所以会对试件7也有向右拉伸的趋势。
虽然试件7依靠试件固定机构2固定在箱体1的内部，但是，利用挡板4对试件7的移动趋势方向进行阻挡以后，会使试件7无法朝向FRP片材8运动的方向移动，进一步的提高了试验的可靠性。
继续参考图2，在本发明的实施例中，所述第一滑块31和所述第二滑块32的两端分别转动连接有滑杆34；且，设置在所述第一滑块31和所述第二滑块32的所述凹槽均沿所述第一滑块31或所述第二滑块32的周向环绕一周设置；
所述第一滑块31和所述第二滑块32两端方向的箱体1侧壁上设置有适配的滑槽35；
所述滑杆34与所述滑槽35相对滑动配合。
在如图2所示的结构中，所述第一滑块31和所述第二滑块32可以根据所述滑槽35和所述滑杆34之间的滑动配合，而实现在高度方向的移动，从而对限位孔33的高度进行调整。
并且，由于所述第一滑块31和所述第二滑块32的两端分别转动连接有滑杆34，所以在FRP片材8沿着所述限位孔33穿过的时候，对凹槽的内壁所产生的摩擦力，会驱动所述第一滑块31和所述第二滑块32相对于滑杆34转动，而且，凹槽是沿所述第一滑块31或所述第二滑块32的周向环绕一周设置的，所以，随着FRP片材8的拉伸便可以持续的使所述第一滑块31和所述第二滑块32相对于滑杆34转动，以此便可以极大降低FRP片材8对所述第一滑块31和所述第二滑块32产生的摩擦力。
进一步的，在本发明的实施例中，所述箱体1包括底板11和框架12；
所述框架12包括立柱的顶框13，所述立柱设置在底板11的四角，所述顶框13设置在所述立柱的顶端。
基于这种底板11和框架12的箱体1结构，便可以更加方便的对箱体1内腔中的试件7固定、FRP片材8粘结等与FRP-砼界面粘结试验相关的步骤进行操作。
图6为本发明一个实施例提供的第一夹板21的结构示意图；如图6所示，并同时参考图4，在本发明的实施例中，所述试件固定机构2包括第一夹板21、第二夹板22和连接件23；
所述连接件23连接在所述第一夹板21和所述第二夹板22之间，用于将试件7固定在所述箱体1的底板11上。
这种试件固定机构2可以通过所述第一夹板21和所述第二夹板22对试件7在底板11上的位置进行限定，即将第一夹板21放置在试件7的上表面，将第二夹板22放置在底板11的下表面，然后通过连接件23对所述第一夹板21和所述第二夹板22进行连接。
这样的话，如图4所示，所述第一夹板21和所述第二夹板22便可以将试件7与底板11相对的夹持固定在一起，通过试件7与底板11之间的摩擦力限制试件7在试验过程中移动。
其中，如图6所示，所述第一夹板21和所述第二夹板22上可设置螺纹孔，而连接件23采用螺栓，通过螺纹连接的方式将所述第一夹板21和所述第二夹板22进行相对连接。
另外，参考图6,所示，也可以在所述第一夹板21和所述第二夹板22上设置固定孔，利用螺栓穿接在所述第一夹板21和所述第二夹板22的固定孔内，并利用螺母进行连接。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括：
摄像机；
所述箱体1上设置有摄像机，以通过电子散斑技术测量试件7与FRP片材8的滑移量和位移场。
在进行FRP-砼界面粘结试验过程中，利用摄像机拍摄试件7与FRP片材8的滑移过程，可通过(ESPI)电子散斑干涉技术精确地测量FRP与混凝土之间的界面粘结滑移量。
在设置时，可将摄像机设置在所述试件7的上面，然后通过电子散斑技术测量试件7与FRP片材8的滑移量，同时可测量位移场。
同时，摄像机可以设置两个，一个摄像机用于进行上述的测量滑移量和位移场，另一个设置在在试件7的侧面，可拍摄FRP片材8和混凝土的滑移及裂缝开展过程。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括：
应变片；
所述应变片用来设置在预设的FRP片材8上。
所以，采用应变片可以通过设置在FRP片材8上靠近与高强度纤维滑带的粘结处粘贴应变片，用来测量施加的水平拉力的大小；或者，设置在FRP片材8与混凝土粘结区域粘贴应变片测量FRP片材8的应变。需要说明的是，可以通过将应变片设置在FRP片材8的不同位置上，以完成对水平拉力或者滑移量的测量，这样的话，便可以根据本领域技术人员在实验过程中的实际需求进行选择。
其中，应变片的设置方式包括但不限于采用粘接的方式，本领域技术人员可以根据实际情况来选择应变片的固定方式。
图5为本发明一个实施例提供的引伸计5的使用状态示意图；如图5所示，在本发明的实施例中，还包括：
引伸计5；
所述引伸计5的两个测量端分别连接试件7和FRP片材8。
利用引伸计5可以放置在试件7的上表面和FRP片材8上，用来测量FRP片材8与混凝土之间的相对滑移量。
而在实验过程中，采用引伸计5进行滑移量测量的过程中，也可以选择采用应变片来同步测量。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括：
多个箱腿6；
多个所述箱腿6设置在所述箱体1的底端。
利用箱腿6可以将箱体1整个固定在地面上。
本发明还提供了一种FRP片材8与混凝土粘结试验系统，包括所述的滑移测试装置。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种滑移测试装置，其特征在于，包括：
箱体；
试件固定机构，用于将试件固定安装在所述箱体的内腔中；
高度调节机构，所述高度调节机构包括第一滑块和第二滑块；
所述第一滑块和所述第二滑块沿所述箱体的高度方向滑动连接在所述箱体内，能够相对滑动；
所述第一滑块和所述第二滑块的侧壁设置有相互配合的凹槽，能够相对拼接构成限位孔；
所述第一滑块和所述第二滑块的两端分别转动连接有滑杆；且，设置在所述第一滑块和所述第二滑块的所述凹槽均沿所述第一滑块或所述第二滑块的周向环绕一周设置；
所述第一滑块和所述第二滑块两端方向的箱体侧壁上设置有适配的滑槽；
所述滑杆与所述滑槽相对滑动配合。
2.根据权利要求1所述的滑移测试装置，其特征在于，所述箱体内还设置有挡板；
所述挡板设置在所述箱体的内腔底部，用于限制所述试件移动。
3.根据权利要求1所述的滑移测试装置，其特征在于，所述箱体包括底板和框架；
所述框架包括立柱的顶框，所述立柱设置在底板的四角，所述顶框设置在所述立柱的顶端。
4.根据权利要求3所述的滑移测试装置，其特征在于，所述试件固定机构包括第一夹板、第二夹板和连接件；
所述连接件连接在所述第一夹板和所述第二夹板之间，用于将试件固定在所述箱体的底板上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的滑移测试装置，其特征在于，还包括：
摄像机；
所述箱体上设置有摄像机，以通过电子散斑技术测量试件与FRP片材的滑移量和位移场。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的滑移测试装置，其特征在于，还包括：
应变片；
所述应变片用来设置在预设的FRP片材上。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的滑移测试装置，其特征在于，还包括：
引伸计；
所述引伸计的两个测量端分别连接试件和FRP片材。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的滑移测试装置，其特征在于，还包括：
多个箱腿；
多个所述箱腿设置在所述箱体的底端。
9.一种FRP片材与混凝土粘结试验系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的滑移测试装置。
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| CN108693110A (zh) | 2018-10-23 |
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