CN109141274B - 一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法，包括三维立体测量内窥镜、刚性套管和橡胶塞；三维立体测量内窥镜包括依次连接的内窥镜主机、连接软管、探头和镜头，镜头包括前视三维立体测量镜头和侧视三维立体测量镜头；橡胶塞中部设置有中心孔，刚性套管能够通过中心孔穿设在橡胶塞内；采用辅助工具判断连接钢筋插入段末端与套筒出浆口底部的相对位置；当判结果为连接钢筋插入段末端在套筒出浆口底部以上，采用前视三维立体测量镜头测量计算得到结果，当判结果为连接钢筋插入段末端在套筒出浆口底部以下，则采用侧视三维立体测量镜头测量计算得到结果。本发明能够直观、清晰、量化地获取钢筋插入深度，提高检测效率。

Description

一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法
技术领域
本发明涉及预制装配式建筑领域，具体涉及一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法。
背景技术
预制装配式混凝土结构作为一种符合工业化生产方式的结构形式，具有施工速度快、劳动强度低、噪音污染与湿作业少和产品质量易控制等优势，已成为国内外建筑业发展的主流方向。
在装配式建筑结构中，尤其是在装配式混凝土结构中，构件连接是保证结构整体质量的关键节点。钢筋套筒灌浆连接是在装配式混凝土结构中常用的钢筋连接形式，是指在预制混凝土构件内预埋的金属套筒中插入钢筋并灌注水泥基灌浆料而实现的钢筋对接连接方式。插入套筒内的连接钢筋作为不同预制构件荷载传递的主要承担者，连接钢筋的锚固长度是保证套筒灌浆连接可靠性的关键因素之一。然而，由于构件生产或现场安装偏差导致下段连接钢筋无法就位，个别存在下段连接钢筋被割短或割断现象，减少了钢筋的有效锚固长度，导致钢筋套筒灌浆连接接头强度达不到要求，存在安全隐患。
因此，有必要提供一种可以定量检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法，能够直观、清晰、量化地获取钢筋插入深度，提高检测效率和检测稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法，包括三维立体测量内窥镜、刚性套管和橡胶塞；
所述三维立体测量内窥镜包括依次连接的内窥镜主机、连接软管、探头和镜头，所述镜头包括前视三维立体测量镜头和侧视三维立体测量镜头；
所述刚性套管一端设置有刚性套管手柄；
所述橡胶塞中部设置有中心孔，所述刚性套管能够通过中心孔穿设在橡胶塞内；
其检测时间应在预制构件现场拼接完成后以及套筒灌浆施工前，检测方法包括以下步骤：
a.采用辅助工具判断连接钢筋插入段末端与套筒出浆口底部的相对位置；
b.当判结果为连接钢筋插入段末端在套筒出浆口底部以上，则先将前视三维立体测量镜头安装于探头上，而后将探头伸入刚性套管并保证探头前端的镜头与刚性套管插入段末端齐平；
接着将橡胶塞从预制构件表面的出浆口平整地塞入出浆孔道内，刚性套管从橡胶塞中部的中心孔伸入出浆孔道内，选择位置使得成像清晰，拍摄得到3D图像；
通过对3D图像的观察，连接钢筋插入段末端超过套筒出浆口上边缘，则判定连接钢筋插入深度满足要求；连接钢筋插入段末端未超过套筒出浆口上边缘，则选择图像上套筒出浆口位于水平方向上最左侧端点、最右侧端点以及同一水平面上的出浆孔道内任一点，将选择的三个点形成的平面定义为一个基准平面，接着选择第四个点，第四个点定位在连接钢筋插入段末端面，通过测量连接钢筋插入段末端到出浆孔道中心水平截面的相对距离，计算得到连接钢筋的插入深度；
其中，连接钢筋插入段末端超出套筒出浆口中心的位置，则连接钢筋的插入深度＝半灌浆套筒底部至套筒出浆口中心的距离+连接钢筋插入段末端到出浆孔道中心水平截面的相对距离；
连接钢筋插入段末端未超出套筒出浆口中心的位置，则连接钢筋的插入深度＝半灌浆套筒底部至套筒出浆口中心的距离-连接钢筋插入段末端到出浆孔道中心水平截面的相对距离
c.当判结果为连接钢筋插入段末端在套筒出浆口底部以下，则将侧视三维立体测量镜头安装于探头上，而后将探头伸入刚性套管并保证侧视三维立体测量镜头伸出刚性套管插入段的末端；
将橡胶塞从预制构件表面的出浆口平整地塞入出浆孔道内，刚性套管从橡胶塞中部的中心孔伸入出浆孔道内，调整刚性套管的插入深度使得镜头能够垂直向下观察拍摄套筒内部3D图像，根据三维立体测量内窥镜的镜头与连接钢筋插入段末端表面选定点之间的实时显示距离得到连接钢筋插入段末端表面到镜头拍摄端面的垂直距离，则连接钢筋的插入深度＝半灌浆套筒底部至套筒出浆口中心的距离-连接钢筋插入段末端表面到镜头拍摄端面的垂直距离-镜头拍摄端面至套筒出浆口中心的距离。
d.判定连接钢筋插入深度是否符合要求；当连接钢筋插入深度大于等于8倍的钢筋直径时，判定为合格；否则判定为不合格。
进一步的，所述橡胶塞的长度大于等于50mm。
进一步的，所述刚性套管表面设置有刻度。
进一步的，所述辅助工具为钢丝或者刚性套管，所述钢丝或者刚性套管沿出浆孔道底部水平伸入检测连接钢筋插入段末端与套筒出浆口底部的相对位置。
进一步的，所述中心孔直径等于刚性套管的直径。
本发明的有益效果：
1、本发明巧妙的利用了半灌浆套筒尺寸精度高的特点，通过内窥镜三维尺寸测量技术，将测量连接钢筋插入深度转化为测量连接钢筋插入段末端与套筒出浆口中心位置的相对距离，再根据出浆口中心位置计算得到连接钢筋插入深度，从而大大缩短了测量距离，使得现有的三维立体测量内窥镜的测距范围可以很好的满足工程应用，提高了检测精度。
2、前视三维立体测量镜头和侧视三维立体测量镜头能够辅佐检测人员精确探查连接钢筋插入段末端位于半灌浆套筒内不同位置处的影像和测量数据，可以直观、清晰、量化地获取连接钢筋插入深度，大大提高了检测效率；
3、橡胶塞能够保证三维立体测量内窥镜的探头和镜头在测量时从预制构件表面的出浆口的中心进入，当然由于连接软管为柔性材质，橡胶塞内还设置有刚性套管，刚性套管能够引导连接软管呈直线状伸入出浆孔道内，因此能够保证镜头处于出浆孔道的中部，从而能够确定镜头竖向位置，也便于精确的计算连接钢筋插入深度。
附图说明
图1是本发明工况一的探查示意图；
图2是本发明工况一的拍摄观察示意图；
图3是本发明工况二的拍摄观察示意图；
图4是本发明工况二的拍摄测量视图；
图5是本发明工况三的探查示意图；
图6是本发明工况三的拍摄观察示意图；
图7是本发明工况三的拍摄测量视图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法，在检测前先准备三维立体测量内窥镜1、刚性套管2和橡胶塞3；其中，三维立体测量内窥镜包括依次连接的内窥镜主机、连接软管、探头和镜头，镜头包括前视三维立体测量镜头4和侧视三维立体测量镜头5；刚性套管一端设置有刚性套管手柄6，方便操作调节；橡胶塞中部设置有中心孔，橡胶塞的长度大于等于50mm，在使用时先将橡胶塞从预制构件表面的出浆口平整地塞入出浆孔道内，刚性套管能够通过中心孔穿设在橡胶塞内，橡胶塞作为刚性套管的固定支承，橡胶塞的长度大于等于50mm是为了增加刚性套管在伸入出浆孔道时的支承长度，以保证刚性套管尽量平直伸入。
其检测时间应在预制构件现场拼接完成后以及套筒灌浆施工前进行。
以某品牌GT14型号的半灌浆套筒112为例进行操作试验，对直径为14mm的连接钢筋111的插入深度进行预先设置，分为以下三种工况并进行检测操作：
工况一：连接钢筋超过半灌浆套筒出浆口的上边缘
参照图1所示，采用辅助工具7沿出浆孔道底部水平伸入检测连接钢筋插入段末端与套筒出浆口113底部的相对位置，由于预设工况为连接钢筋超过套筒出浆口的上边缘高度，因此辅助工具端部必定会触碰到连接钢筋上，此时判断连接钢筋插入段末端超过套筒出浆口底部；
参照图2所示，将前视三维立体测量镜头安装于探头上，而后将探头伸入刚性套管并保证探头前端的镜头与刚性套管插入段末端齐平，接着将橡胶塞从预制构件表面的出浆口115平整地塞入出浆孔道114内，刚性套管从橡胶塞中部的中心孔伸入出浆孔道内，选择位置使得成像清晰，拍摄得到3D图像，能够清晰的从3D图像中看到连接钢筋插入段末端超过套筒出浆口上边缘，因此判定连接钢筋插入深度满足要求，并与实际预设工况吻合。
工况二：连接钢筋超过套筒出浆口底部，但未超过套筒出浆口的上边缘，并且连接钢筋插入深度预设为123mm；
采用辅助工具7沿出浆孔道底部水平伸入检测连接钢筋插入段末端与套筒出浆口底部的相对位置，由于预设工况为连接钢筋超过套筒出浆口底部，因此辅助工具端部必定会触碰到连接钢筋上，此时判断连接钢筋插入段末端超过套筒出浆口底部，此步骤与工况一的检测一致；
参照图3所示，将前视三维立体测量镜头安装于探头上，而后将探头伸入刚性套管并保证探头前端的镜头与刚性套管插入段末端齐平，接着将橡胶塞从预制构件表面的出浆口平整地塞入出浆孔道内，刚性套管从橡胶塞中部的中心孔伸入出浆孔道内，当伸入100mm后，拍摄得到清晰的3D图像，能够从3D图像中看到连接钢筋插入段末端超过套筒出浆口底部；
参照图4所示，选择3D图像上套筒出浆口位于水平方向上最左侧端点、最右侧端点以及同一水平面上的出浆孔道内任一点，将选择的三个点形成的平面定义为一个基准平面，接着选择第四个点，第四个点定位在连接钢筋插入段末端面，通过测量得到连接钢筋插入段末端到出浆孔道中心水平截面的相对距离为4.11mm，GT14型号的半灌浆套筒底部至套筒出浆口中心的距离为119mm，且连接钢筋插入段末端超出套筒出浆口中心，因此连接钢筋的插入深度＝半灌浆套筒底部至套筒出浆口中心的距离+连接钢筋插入段末端到出浆孔道中心水平截面的相对距离＝119+4.11＝123.11mm；
绝对误差ε＝|123-123.11|＝0.11mm，ε＝0.01d,其中d为连接钢筋的直径。
由于所测得的连接钢筋插入深度123.11mm大于8d(为112mm)，因此工况二中的连接钢筋插入深度判定为合格。
在另外的案例中，连接钢筋插入段末端存在未超出套筒出浆口中心的现象，则在计算时，连接钢筋的插入深度＝半灌浆套筒底部至套筒出浆口中心的距离-连接钢筋插入段末端到出浆孔道中心水平截面的相对距离。
工况三：连接钢筋插入段末端未超过套筒出浆口底部，并且连接钢筋插入深度预设为80mm；
参照图5所示，采用辅助工具7沿出浆孔道底部水平伸入检测连接钢筋插入段末端与套筒出浆口底部的相对位置，由于连接钢筋的伸入长度小于半灌浆套筒底部至套筒出浆口底部的距离，因此辅助工具是无法碰触到连接钢筋的，此时判断连接钢筋插入段末端未超过套筒出浆口底部；
参照图6所示，将侧视三维立体测量镜头安装在探头上，而后将探头伸入刚性套管并保证侧视三维立体测量镜头伸出刚性套管插入段的末端；将橡胶塞从预制构件表面的出浆口平整地塞入出浆孔道内，刚性套管从橡胶塞中部的中心孔伸入出浆孔道内，通过侧视三维立体测量镜头在半灌浆套筒内朝下观测连接钢筋，参照图7所示，在成像的3D图像中通过移动光标在钢筋表面选择不同的测点，优选距离最短的测点，即为侧视测量镜头拍摄端面距离连接钢筋插入段末端表面的垂直距离，本次测得侧视三维立体测量镜头拍摄端面距离连接钢筋插入段末端表面的垂直距离为39.06mm，侧视镜头呈扁平状，镜头拍摄端面与刚性套管中心偏差通过测量为约1mm，则连接钢筋插入套筒深度为119-1-39.06＝78.94mm。
绝对误差ε＝|80-78.94|＝1.06mm，ε＝0.08d，其中d为连接钢筋的直径。
由于所测得的连接钢筋插入深度78.94mm介于5d到6d之间，小于8d(为112mm)，因此工况三中的连接钢筋插入深度判定为不合格。
从以上几个实测案例可知，采用内窥镜三维尺寸测量技术并配以辅助工具进行连接钢筋插入深度测量，检测精度非常高，其测量误差相对于钢筋直径是个小量，对于连接钢筋插入深度的判定几乎不会造成影响。
上述的刚性套管表面设置有刻度，便于观察插入出浆孔道内的深度。并且辅助工具为钢丝或者刚性套管，钢丝较为常见，刚性套管在测量时也必备。橡胶塞的中心孔直径等于刚性套管的直径，保证刚性套管插入橡胶塞内后，能够保持平直，不会晃动，从而使得经刚性套管导向并伸出的侧视三维立体测量镜头的竖向位置得以固定，具有良好的定位效果。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法，其特征在于，包括三维立体测量内窥镜、刚性套管和橡胶塞；
所述三维立体测量内窥镜包括依次连接的内窥镜主机、连接软管、探头和镜头，所述镜头包括前视三维立体测量镜头和侧视三维立体测量镜头；
所述刚性套管一端设置有刚性套管手柄；
所述橡胶塞中部设置有中心孔，所述刚性套管能够通过中心孔穿设在橡胶塞内；
其检测时间应在预制构件现场拼接完成后以及套筒灌浆施工前，检测方法包括以下步骤：
a.采用辅助工具判断连接钢筋插入段末端与套筒出浆口底部的相对位置；
b.当判结果为连接钢筋插入段末端在套筒出浆口底部以上，则先将前视三维立体测量镜头安装于探头上，而后将探头伸入刚性套管并保证探头前端的镜头与刚性套管插入段末端齐平；
接着将橡胶塞从预制构件表面的出浆口平整地塞入出浆孔道内，刚性套管从橡胶塞中部的中心孔伸入出浆孔道内，选择位置使得成像清晰，拍摄得到3D图像；
通过对3D图像的观察，连接钢筋插入段末端超过套筒出浆口上边缘，则判定连接钢筋插入深度满足要求；连接钢筋插入段末端未超过套筒出浆口上边缘，则选择图像上套筒出浆口位于水平方向上最左侧端点、最右侧端点以及同一水平面上的出浆孔道内任一点，将选择的三个点形成的平面定义为一个基准平面，接着选择第四个点，第四个点定位在连接钢筋插入段末端面，通过测量连接钢筋插入段末端到出浆孔道中心水平截面的相对距离，计算得到连接钢筋的插入深度；
其中，连接钢筋插入段末端超出套筒出浆口中心的位置，则连接钢筋的插入深度＝半灌浆套筒底部至套筒出浆口中心的距离+连接钢筋插入段末端到出浆孔道中心水平截面的相对距离；
连接钢筋插入段末端未超出套筒出浆口中心的位置，则连接钢筋的插入深度＝半灌浆套筒底部至套筒出浆口中心的距离-连接钢筋插入段末端到出浆孔道中心水平截面的相对距离；
c.当判结果为连接钢筋插入段末端在套筒出浆口底部以下，则将侧视三维立体测量镜头安装于探头上，而后将探头伸入刚性套管并保证侧视三维立体测量镜头伸出刚性套管插入段的末端；
将橡胶塞从预制构件表面的出浆口平整地塞入出浆孔道内，刚性套管从橡胶塞中部的中心孔伸入出浆孔道内，调整刚性套管的插入深度使得镜头能够垂直向下观察拍摄套筒内部3D图像，根据三维立体测量内窥镜的镜头与连接钢筋插入段末端表面选定点之间的实时显示距离得到连接钢筋插入段末端表面到镜头拍摄端面的垂直距离，则连接钢筋的插入深度＝半灌浆套筒底部至套筒出浆口中心的距离-连接钢筋插入段末端表面到镜头拍摄端面的垂直距离-镜头拍摄端面至套筒出浆口中心的距离；
d.判定连接钢筋插入深度是否符合要求；当连接钢筋插入深度大于等于8倍的钢筋直径时，判定为合格；否则判定为不合格。
2.如权利要求1所述的一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法，其特征在于，所述橡胶塞的长度大于等于50mm。
3.如权利要求1所述的一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法，其特征在于，所述刚性套管表面设置有刻度。
4.如权利要求3所述的一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法，其特征在于，所述辅助工具为钢丝或者刚性套管，所述钢丝或者刚性套管沿出浆孔道底部水平伸入检测连接钢筋插入段末端与套筒出浆口底部的相对位置。
5.如权利要求1所述的一种检测半灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋插入深度的方法，其特征在于，所述中心孔直径等于刚性套管的直径。
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