CN108918233A - 一种用于模袋混凝土圆柱偏压试验的柱头加筋定位装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于模袋混凝土圆柱偏压试验的柱头加筋定位装置及使用方法，其结构主要包括定位圆盘、移动滑块、连接杆、连接套筒。所述的定位圆盘以圆心为中点十字开设轨道，轨道左侧开设固定槽，右侧设有刻度线，圆盘两侧焊接两个含内螺纹钢制圆筒；所述的移动滑块中心开孔，滑块靠近固定槽一侧焊接两个开孔钢片，靠近刻度线一侧焊接刻度指针；所述的连接杆顶端为含外螺纹圆柱，其余段为截面正方形的长柱；所述的连接套筒中空截面为长方形，连接套筒一面贯通开口，沿远离开口偏移侧等间距布置“L”形槽孔。使用本装置可使模袋混凝土圆柱试件浇筑时柱头精确加设钢筋，提高偏压试验精度。

Description

一种用于模袋混凝土圆柱偏压试验的柱头加筋定位装置及使 用方法

技术领域

本发明涉及混凝土圆柱偏压试验中偏压加载装置辅助工具，尤其涉及一种用于模袋混凝土圆柱偏压试验的柱头加筋定位装置。

背景技术

基于混凝土优异的抗压性能，进行改性混凝土的试验研究以用于巷道支护的思路具有可行性，模袋改性混凝土因具有施工方便，抗压强度高、整体质量较钢管混凝土低的优点而引起了较大关注。

考虑到支护构件的受力形式主要为偏压，所以模袋改性混凝土构件偏压试验是研究其支架力学性能的基础。而地下工程应用中，改性混凝土以约束素混凝土及纤维混凝土为主，不考虑配筋，无筋柱头在承担竖向偏心荷载时极易先于试件控制截面破坏，从而导致构件整体失稳。所以在进行偏压试验时，如何保证构件柱头不被压坏，而使构件发生偏压破坏是要解决的首要问题。

目前素混凝土构件偏压试验通常采用端部浇筑牛腿、加刚性套筒等方法。端部浇筑牛腿多用于方柱，对于圆柱试验，牛腿浇筑成型的施工难度大，当浇筑形状不规则时，偏心受压不均匀，导致结构薄弱点优先发生破坏，不便于试验的进行；使用钢性套筒进行偏心加载时，在大偏心条件下容易导致受压区混凝土边缘应力集中，影响试验效果，严重时可致柱头破坏。

在试件两端加设一定长度的钢筋，钢筋一端设有螺纹，可与偏压试验装置中的偏压滑道的螺栓孔连接固定，使其形成整体，另外加设钢筋等同于对柱头配置了纵向钢筋，进而能有效避免应力集中及柱头破坏情况的出现。偏压试验装置由控制偏心距的滑道及刀口铰组成，试件上下两端均需安装，由于偏压滑道的螺栓孔的位置是固定的，而对柱头直接加设钢筋容易出现上下两端柱头加设位置不对称，导致两端的偏压加载装置安装出现偏移，无法实现偏心加载。所以有必要研究一种定位装置以实现试件上下柱头加设钢筋位置对称，利于偏压试验进行。

发明内容

本发明针对模袋混凝土圆柱偏压改进试验中，圆柱制作时两端柱头加筋难定位的问题，提出了一种用于柱头加筋的定位装置，能适应混凝土圆柱不同截面尺寸、长度尺寸要求，保证试件精确制作，利于偏压试验。

本发明一种用于模袋混凝土圆柱偏压试验的柱头加筋定位装置，它主要包括定位圆盘、移动滑块、连接杆、连接套筒。所述的定位圆盘设置两个安置于两端柱头，用于定位两端柱头加设钢筋的位置，圆盘以圆心为中点十字开设轨道，轨道左侧开设固定槽，右侧设有刻度线，圆盘两侧焊接两个含内螺纹钢制圆筒；对于单个定位圆盘，所述的移动滑块设有四个置于十字轨道上，厚度略大于圆盘厚度，滑块中心开孔，直径略大于加设钢筋直径，滑块靠近固定槽一侧沿上下边缘焊接两个钢片，钢片中心开设螺栓孔，螺栓孔位置与固定槽匹配，螺栓孔内设置螺栓与螺帽，靠近刻度线一侧滑块沿上边缘焊接刻度指针，用于精确定位钢筋位置，滑块沿轨道方向的一侧设有箍紧螺栓用以固定加设钢筋；所述的连接杆顶端为含外螺纹圆柱，直径与钢制圆筒匹配，其余段为截面正方形的长柱，圆柱与方柱焊接，方柱下半段等间距焊有钢制细棱柱；所述的连接套筒中空截面为长方形，长度大于方柱边长，宽度则与方柱边长相同，连接套筒一侧贯通开口，开口尺寸比细棱柱尺寸略大，保证连接杆能穿入连接套筒并可上下移动，开口位置向一侧偏移，沿远离开口偏移侧等间距布置“L”形槽孔，间距尺寸与细棱柱间距尺寸相同，横向移动连接套筒可将细棱柱嵌入“L”形槽孔，使连接杆、连接套筒固定。

本发明采用以下使用方法：

（1）将预制土工模袋通过钢丝固定在脚手架上竖直吊起（模袋开口端为上端面，端口边缘设有钢环，可绑扎钢丝，封闭端为下端面），使其与地面垂直距离为5cm，模袋一端开口，另一端封闭，将封闭的一端开设4个孔眼，孔眼尺寸及位置与加设钢筋相同；

（2）根据模袋混凝土圆柱截面尺寸调整定位圆盘中移动滑块位置，使加设钢筋的位置距圆柱边缘2~5cm，随后拧紧螺栓孔中螺栓，使移动滑块固定，将本装置与模袋底部进行几何对中，以保证加设钢筋位置的准确；

（3）布置模袋封闭端钢筋，选择4根长度为四分之一柱长的一端开螺纹钢筋，由无螺纹一端穿入预设孔眼，通过箍紧螺栓固定，开螺纹一端长度为5cm，直接与地面接触，起到支撑整个定位圆盘的作用；

（4）在模袋开口端浇筑混凝土，初凝之前安装上端面定位圆盘，上下两个定位圆盘通过连接杆连接，连接杆由顶端螺纹圆柱拧入钢制圆筒，套入连接套筒并根据试验要求的圆柱长度选择合适的槽孔，横向移动连接套筒，使细棱柱嵌入“L”形槽孔，穿过移动滑块的定位孔将上端4根钢筋插入混凝土拌合物中，养护28天后可拆除本装置，试件进行偏压加载试验时，试件两端预埋的加设钢筋与偏压加载装置连接，可进行大偏心荷载试验。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明结构简单，操作方便，各个构件可相互连接、便于拆卸，占用空间少；

（2）定位圆盘设置十字轨道，连接套筒设置多个“L形”槽孔，调整结构各个可移动构件能实现不同圆柱截面尺寸、长度尺寸需求；

（3）本发明通过上下圆盘移动滑块预先定位，能保证两端柱头加设钢筋位置对应，由于加设钢筋一端设置有螺纹，可与偏压加载装置通过螺栓孔连接，因此两端柱头加设钢筋位置对应可使试件上下两端的偏压加载滑道平行对称，利于偏压试验的进行；

（4）柱头加设钢筋对柱头具有一定的加固作用，也便于对试件施加大偏心荷载，而本装置使得柱头加设钢筋的布置更加精确，提高了试验精度。

附图说明

图1为本发明结构的结构示意图。

图2为本发明定位圆盘的结构示意图。

图3为本发明移动滑块的结构示意图。

图4为本发明连接杆及连接套筒的结构示意图。

图5为本发明应用时结构示意图。

图例：1-定位圆盘；2-移动滑块；3-连接杆；4-连接套筒；5-十字轨道；6-固定槽；7-刻度线；8-钢制圆筒；9-模袋混凝土圆柱；10-钢筋；2-1-钢片；2-2-螺栓；2-3-螺帽；2-4-刻度指针；2-5-箍紧螺栓；3-1-钢制圆柱；3-2-钢制细棱柱；4-1-“L”形槽孔。

具体实施方式

本发明一种用于模袋混凝土圆柱偏压试验的柱头加筋定位装置，它主要包括定位圆盘1、移动滑块2、连接杆3、连接套筒4。所述的定位圆盘1设置两个安置于两端柱头，用于定位两端柱头加设钢筋的位置，圆盘1以圆心为中点十字开设轨道5，轨道5左侧开设固定槽6，右侧设有刻度线7，圆盘1两侧焊接两个含内螺纹钢制圆筒8；对于单个定位圆盘1，所述的移动滑块2设置四个安置于十字轨道5上，厚度略大于圆盘1厚度，滑块2中心开孔，直径略大于加设钢筋直径，滑块2靠近固定槽6一侧沿上下边缘焊接两个钢片2-1，钢片2-1中心开设螺丝孔，螺丝孔位置与固定槽6匹配，螺栓孔内设置螺栓2-2与螺帽2-3，靠近刻度线7一侧滑块2沿上边缘焊接刻度指针2-4，用于精确定位钢筋位置，滑块沿轨道5方向的一侧设有箍紧螺栓2-5用以固定加设钢筋；所述的连接杆3顶端为含外螺纹圆柱3-1，直径与钢制圆筒8匹配，其余段为截面正方形的长柱，圆柱与方柱焊接，方柱下半段等间距焊有钢制细棱柱3-2；所述的连接套筒4中空截面为长方形，其中，长的尺寸大于方柱边长，宽的尺寸与方柱边长相同，连接套筒4一面贯通开口，开口尺寸比细棱柱3-2尺寸略大，保证连接杆能穿入连接套筒4并可上下移动，开口位置偏移一侧，沿远离开口偏移侧，等间距布置“L”形槽孔4-1，间距尺寸与细棱柱3-2间距尺寸相同，横向移动连接套筒4可将细棱柱3-2嵌入“L”形槽孔4-1，使连接杆3、连接套筒4固定。

本发明采用以下使用方法：

（1）将预制土工模袋通过钢丝固定在脚手架上竖直吊起（模袋开口端为上端面，端口边缘设有钢环，可绑扎钢丝，封闭端为下端面），使其与地面垂直距离为5cm，模袋一端开口，另一端封闭，将封闭的一端开设4个孔眼，孔眼尺寸及位置与加设钢筋10相同；

（2）根据模袋混凝土圆柱9截面尺寸调整定位圆盘1中移动滑块2位置，使加设钢筋10的位置距圆柱边缘2~5cm，随后拧紧螺栓孔中螺栓2-2，使移动滑块2固定，将本装置与模袋底部进行几何对中，以保证加设钢筋10位置的准确；

（3）布置模袋封闭端钢筋10，选择4根长度为四分之一柱长的一端开螺纹钢筋，由无螺纹一端穿入预设孔眼，通过箍紧螺栓2-5固定，开螺纹一端长度为5cm，直接与地面接触，起到支撑整个定位圆盘的作用；

（4）在模袋开口端浇筑混凝土，初凝之前安装上端面定位圆盘1，上下两个定位圆盘通过连接杆3连接，连接杆3由顶端螺纹圆柱3-1拧入钢制圆筒8，套入连接套筒4并据试验要求的圆柱9长度选择合适的槽孔，横向移动连接套筒4，使细棱柱3-2嵌入“L”形槽孔4-1，穿过移动滑块2的定位孔将上端4根钢筋10插入混凝土拌合物中，养护28天后可拆除本装置，试件进行偏压加载试验时，试件两端预埋的加设钢筋10与偏压加载装置连接，可进行施加大偏心荷载。

Claims (2)

1.一种用于模袋混凝土圆柱偏压试验的柱头加筋定位装置，它主要包括定位圆盘、移动滑块、连接杆、连接套筒，所述的定位圆盘设置两个安置于两端柱头，圆盘以圆心为中点十字开设轨道，轨道左侧开设固定槽，右侧设有刻度线，圆盘两侧焊接两个含内螺纹钢制圆筒；对于单个定位圆盘，所述的移动滑块设有四个置于十字轨道上，滑块中心开孔，滑块靠近固定槽一侧沿上下边缘焊接两个钢片，钢片中心开设螺栓孔，螺栓孔位置与固定槽匹配，靠近刻度线一侧滑块沿上边缘焊接刻度指针，滑块沿轨道方向的一侧设有箍紧螺栓用以固定加设钢筋；所述的连接杆顶端为含外螺纹圆柱，直径与钢制圆筒匹配，其余段为截面正方形的长柱，圆柱与方柱焊接，方柱下半段等间距焊有钢制细棱柱；所述的连接套筒中空截面为长方形，长度大于方柱边长，宽度则与方柱边长相同，套筒一侧贯通开口，开口尺寸比细棱柱尺寸略大，开口位置向一侧偏移，沿远离开口偏移侧等间距布置“L”形槽孔，间距尺寸与细棱柱间距尺寸相同。

2.根据权利要求1所述的一种用于模袋混凝土圆柱偏压试验的柱头加筋定位装置，其使用方法为：

（1）将预制土工模袋通过钢丝固定在脚手架上竖直吊起（模袋开口端为上端面，端口边缘设有钢环，可绑扎钢丝，封闭端为下端面），使其与地面垂直距离为5cm，模袋一端开口，另一端封闭，将封闭的一端开设4个孔眼，孔眼尺寸及位置与加设钢筋相同；

（2）根据模袋混凝土圆柱截面尺寸调整定位圆盘中移动滑块位置，使加设钢筋的位置距圆柱边缘2~5cm，随后拧紧螺栓孔中螺栓，使移动滑块固定，将本装置与模袋底部进行几何对中，以保证加设钢筋位置的准确；

（3）布置模袋封闭端钢筋，选择4根长度为四分之一柱长的一端开螺纹钢筋，由无螺纹一端穿入预设孔眼，通过箍紧螺栓固定，开螺纹一端长度为5cm，直接与地面接触，起到支撑整个定位圆盘的作用；

（4）在模袋开口端浇筑混凝土，初凝之前安装上端面定位圆盘，上下两个定位圆盘通过连接杆连接，连接杆由顶端螺纹圆柱拧入钢制圆筒，套入连接套筒并根据试验要求的圆柱长度选择合适的槽孔，横向移动连接套筒，使细棱柱嵌入“L”形槽孔，穿过移动滑块的定位孔将上端4根钢筋插入混凝土拌合物中，养护28天后可拆除本装置，试件进行偏压加载试验时，试件两端预埋的加设钢筋与偏压加载装置连接，可进行大偏心荷载试验。