CN109374413B - 适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置及其设置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢筋混凝土梁承载力的现场检测技术领域，尤其涉及一种适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置及其设置方法。包括受检梁、设置在受检梁上端的楼板以及两侧的承重柱，所述受检梁下侧水平设置有位移计支架，所述位移计支架两侧可以拆卸的固定在两根所述承重柱之间，所述受检梁与所述位移计支架之间设置有位移计；所述受检梁上端设置有加载水箱，所述加载水箱一侧设置有输水管道，所述受检梁的钢筋关键受力点上贴附多块应变片。简化了位移计支架的构造，支架仅有一根纵向钢管以及两端固定装置构成，安装方便快捷。

Description

适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置及其设置方法

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土梁承载力的现场检测技术领域，尤其涉及一种适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置及其设置方法。

背景技术

在建筑质量检验和建筑结构改造时，经常需要获得某一根钢筋混凝土梁的极限承载力。在梁体上方堆加荷载，梁体内钢筋的关键受力点处粘贴应变片，梁体下方搭建位移计支架，将位移计布置在跨中和梁端，在上方堆加荷载进行承载力检测试验。

传统的位移计支架设置方式为：上方与梁平行的纵向钢管及与梁垂直的横向钢管搭建成“梯子”状支架，下方设置数根竖向的钢管，撑立上方“梯子”状支架，形成的“长方体”支架整体有着高长窄的特点,较为不稳定，现场情况复杂，人员走动频繁，传统支架易受外界扰动，导致实验数据不精准。支架使用有一定限制，有些情况下无法搭建传统的落地支架，比如水上建筑的底层梁体检测或梁体下方有其他构筑物等情况。常用的堆载方式为在梁体上堆加沙袋，荷载堆加和卸载过程需要较多人力。

因此寻求一种能尽量减小来自外界对位移计的干扰，提高支架对外界轻微扰动的抵抗能力，对于各种复杂的现场情况适用性高的新型位移计支架以及方便快捷的加载装置是本领域技术人员当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：一种适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置，包括受检梁、设置在受检梁上端的楼板以及两侧的承重柱，所述受检梁下侧水平设置有位移计支架，所述位移计支架两侧可以拆卸的固定在两根所述承重柱之间，所述受检梁与所述位移计支架之间设置有位移计；所述受检梁上端设置有加载水箱，所述加载水箱一侧设置有输水管道，所述受检梁的钢筋关键受力点上贴附多块应变片。

所述位移计支架由支架钢管、抱箍、预紧力螺丝、预压力螺栓、平面轴承、平面轴承上盘、平面轴承下盘、固定盖、销钉、环形橡胶垫、钢管底座组成；所述抱箍通过其翼板上的预紧力螺丝紧箍在支架钢管一端，抱箍的每片箍板上有一个螺纹孔道，所述预压力螺栓旋入抱箍箍板上预留的螺纹孔道，预压力螺栓底部有两个销钉孔道；所述环形橡胶垫设置在抱箍和支架钢管之间；所述平面轴承上盘预留螺纹孔道和销钉孔道，连接在预压力螺栓的下部，平面轴承上盘的底部有圆形环状的凹槽，所述平面轴承下盘为一有底金属圆筒，筒壁上有螺纹孔道，用于与固定盖连接；筒内侧底上有着和平面轴承上盘一样的圆形环状凹槽，共同组成轴承滚珠的转动轨道；所述固定盖为一顶上开圆洞的盖状金属构件，边缘上有与平面轴承上对应的螺纹孔道，在预压力螺栓旋入平面轴承上盘之前，应先套入固定盖上的圆洞；将固定螺丝拧入固定盖和平面轴承下盘的孔道内，实现二者的连接；所述平面轴承设置在平面轴承上盘和平面轴承下盘之间，滚珠在上下盘凹槽形成的轨道内；所述钢管底座为双层金属圆筒焊接在底板上，钢管底座肋板与底板及双层金属圆筒垂直焊接；支架钢管的另一端插入钢管底座上双层金属筒上的夹层中；

所述平面轴承下盘和钢管底座与承重柱间分别设置有平面轴承下盘橡胶底垫和底座橡胶垫，增加与柱面间的摩擦力，并保护柱面。

所述平面轴承上盘的形状为台体上方增加一个圆柱体，台体下表面有圆形环状凹槽，凹槽是平面轴承的滚珠的转动轨道；圆柱体内有与预压力螺栓对应的螺纹孔道和销钉孔道，预压力螺栓旋入平面轴承上盘，将销钉插入销钉孔道，实现预压力螺栓和平面轴承上盘的固定；

所述抱箍分为3片，每片抱箍的箍板中间向外突出加厚，突出部分内有螺纹孔道，突出部分与箍板及翼板间通过抱箍肋板加固。

所述平面轴承下盘为一有底金属圆筒，该圆筒的内径略大于平面轴承上盘的底部直径，以留出固定盖的位置，筒壁上有螺纹孔道，用于与固定盖连接；固定盖与平面轴承下盘组成的空间为平面轴承及其平面轴承上盘的设置空间；筒内侧底上有着和平面轴承上盘一样的圆形环状凹槽，两个环状凹槽直径相等，共同组成轴承滚珠的转动轨道。

所述加载水箱由外围支架、木板、水袋和刻度尺组成，所述加载水箱外壁为木板制成的箱体结构，所述木板的箱体内设置有与其内壁贴附的水袋，所述水袋内设置有刻度尺。

所述加载水箱外侧设置有外围支架，所述外围支架为金属圆筒通过扣件连接搭建的双层支架。

基于权利要求所述的一种适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置及其设置方法：

步骤一：先将环形橡胶垫套在钢管其中一端；

步骤二：将3片抱箍放在环形橡胶垫上，拧紧抱箍翼板上的预紧力螺丝；

步骤三：将3根预压力螺栓分别旋入3片抱箍上的螺栓孔道；

步骤四：将固定盖套上预压力螺栓下部；

步骤五：将平面轴承上盘的螺纹孔道旋入预压力螺栓的下部，对齐平面轴承上盘与

预压力螺栓上的销钉孔道后，在孔道内插入销钉；

步骤六：将平面轴承的滚珠与轴承上盘的凹槽贴合，再盖上平面轴承的下盘；

步骤七：调整固定盖，将固定盖上的螺纹孔道与轴承下盘上的孔道对齐，分别拧入

固定螺丝；

步骤八：平面轴承下盘套上橡胶垫；

步骤九：钢管另一端插入底座中，底座套上橡胶垫；

步骤十：将钢管抬升至梁下方15cm左右，将底座与柱面贴合；

步骤十一：转动钢管另一端抱箍上的预压力螺栓，直至轴承下盘的橡胶垫于柱面接

触，然后依次扭动3个预压力螺栓2-3圈，直至拧紧；

步骤十二：搭建水箱支架，支架内铺设木板和水袋，向水箱内加水，开始检测。

本发明的有益效果在于：

1.改进了位移计支架的设置方式，本发明中的位移计支架采用一根与梁平行的钢管，通过钢管一端抱箍上的预压力螺栓与梁端的柱面产生压力，从而形成静摩擦力以固定钢管。本发明的位移计支架撑立在两端的柱子上，这样的固定方式一方面支架不与地面直接接触，减少了地面的复杂情况对位移计造成的干扰，提高了扰度数据的精准度；另一方面，支架通过预压力螺栓稳定地固定在柱面上，能抵抗微小的干扰，进一步提高了数据精确度；

2.简化了位移计支架的构造，支架仅有一根纵向钢管以及两端固定装置构成，安装方便快捷。

3.预压力螺栓和柱面间设置平面轴承，避免了柱面对螺栓产生抵抗扭矩，提高了螺栓与柱面间的压力，也避免了螺栓对柱面造成破坏。

4.平面轴承的下盘与柱面间设置橡胶底垫，一方面提高了最大静摩擦力，另一方面，软化了二者之间的接触，保护了柱面。

5.位移计支架的钢管的底座可以方便地定位钢管位置，使钢管垂直柱面，钢管另一端预压力螺栓对柱子施压时，防止钢管发生倾斜。

6.采用水压对梁体加载。一方面，加载和卸载方便，节省人力；另一方面，通过加水速度方便地控制加载速度。

附图说明

下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。

图1为本发明整体的二维示意图；

图2为本发明中加载水箱的三维构造示意图；

图3为本发明的位移计支架布置图；

图4为图3的A处局部放大图；

图5为图3的B处局部放大图；

图6为本发明的位移计支架的抱箍固定装置组装三维示意图；

图7为图6的C处局部放大图；

图8为本发明的平面轴承及其上下盘的构造详图；

图9为本发明的钢管的底座三维构造详图；

图10为本发明的位移计支架的抱箍固定装置三维构造详图；

在图中：1、加载水箱，2、应变片，3、位移计，4、位移计支架，5、柱，6、楼板，7、受检梁，8、输水管，9、刻度尺，10、水箱支架钢管，11、木板，12、水袋，13、位移计支架钢管，14、位移计底座，16、预压力螺栓，17、抱箍，18、预紧力螺丝，19、平面轴承上盘，20、销钉，21、固定盖，22、固定螺丝，23、平面轴承，24、平面轴承下盘，25、轴承下盘橡胶底垫，26、筒状橡胶垫、27、支架底座，28、底座橡胶垫。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参见图1-10。

本发明公开了一种适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置，包括受检梁7、设置在受检梁7上端的楼板6以及两侧的承重柱5，所述受检梁7下侧水平设置有位移计支架4，所述位移计支架7两侧可以拆卸的固定在两根所述承重柱5之间，所述受检梁7与所述位移计支架4之间设置有位移计3；所述受检梁7上端设置有加载水箱1，所述加载水箱1一侧设置有输水管道8，所述受检梁7的钢筋关键受力点上贴附多块应变片2。

所述位移计支架4由支架钢管13、抱箍17、预紧力螺丝18、预压力螺栓16、平面轴承23、平面轴承上盘19、平面轴承下盘24、固定盖21、销钉20、环形橡胶垫26、钢管底座27组成；所述抱箍17通过其翼板1701上的预紧力螺丝18紧箍在支架钢管13一端，抱箍17的每片箍板上有一个螺纹孔道，所述预压力螺栓16旋入抱箍箍板上预留的螺纹孔道，预压力螺栓16底部有两个销钉孔道；所述环形橡胶垫26设置在抱箍17和支架钢管13之间；所述平面轴承上盘19预留螺纹孔道和销钉孔道，连接在预压力螺栓16的下部，平面轴承上盘19的底部有圆形环状的凹槽，所述平面轴承下盘24为一有底金属圆筒，筒壁上有螺纹孔道，用于与固定盖连接；筒内侧底上有着和平面轴承上盘19一样的圆形环状凹槽，共同组成轴承滚珠的转动轨道；所述固定盖21为一顶上开圆洞的盖状金属构件，边缘上有与平面轴承23上对应的螺纹孔道，在预压力螺栓16旋入平面轴承上盘19之前，应先套入固定盖21上的圆洞；将固定螺丝22拧入固定盖21和平面轴承下盘24的孔道内，实现二者的连接；所述平面轴承23设置在平面轴承上盘19和平面轴承下盘24之间，滚珠在上下盘凹槽形成的轨道内；所述钢管底座27为双层金属圆筒2701焊接在底板2702上，钢管底座肋板2703与底板2702及双层金属圆筒2701垂直焊接；支架钢管13的另一端插入钢管底座27上双层金属筒2701上的夹层中；

所述平面轴承下盘24和钢管底座27与承重柱5之间分别设置有平面轴承下盘橡胶底垫25和底座橡胶垫28，增加与柱面间的摩擦力，并保护柱面。

所述平面轴承上盘19的形状为台体上方增加一个圆柱体，台体下表面有圆形环状凹槽，凹槽是平面轴承23的滚珠的转动轨道；圆柱体内有与预压力螺栓16对应的螺纹孔道和销钉孔道，预压力螺栓16旋入平面轴承上盘19，将销钉20插入销钉孔道，实现预压力螺栓16和平面轴承上盘19的固定；

所述抱箍17分为3片，每片抱箍17的箍板中间向外突出加厚，突出部分内有螺纹孔道，突出部分与箍板及翼板1701间通过抱箍肋板1702加固。

所述平面轴承下盘24为一有底金属圆筒，该圆筒的内径略大于平面轴承上盘19的底部直径，以留出固定盖21的位置，筒壁上有螺纹孔道，用于与固定盖21连接；固定盖21与平面轴承23下盘组成的空间为平面轴承23及其平面轴承上盘19的设置空间；筒内侧底上有着和平面轴承上盘19一样的圆形环状凹槽，两个环状凹槽直径相等，共同组成轴承滚珠的转动轨道。

所述加载水箱1由外围支架10、木板11、水袋12和刻度尺9组成，所述加载水箱1外壁为木板11制成的箱体结构，所述木板11的箱体内设置有与其内壁贴附的水袋12，所述水袋12内设置有刻度尺9，加载水箱能够快速便捷地加载和卸载，节省人力。加载水箱由外围支架、木板、水袋和刻度尺组成。在受检梁及其两边楼板上，以梁的轴线为对称轴，用钢管搭建矩形筒状支架，支架分为内外两层，内层的长为受检梁的净跨长，宽为梁净距的1/2左右，以预计荷载设计内层筒状支架的高度。外层支架对内层支架下部其加固作用，防止下部水压过大导致支架崩溃。外层支架高度为内层支架高度1/2左右。内层支架内部布置大型水袋，水袋与钢管支架之间铺垫木板，将水压分配到支架上。水袋内放置竖向刻度尺，记录水位高度。

所述加载水箱1外侧设置有外围支架10，所述外围支架10为钢管通过扣件连接搭建的双层支架。

基于权利要求1所述的一种适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置及其设置方法：

步骤一：先将环形橡胶垫套在钢管其中一端；

步骤二：将3片抱箍放在环形橡胶垫上，拧紧抱箍翼板上的预紧力螺丝；

步骤三：将3根预压力螺栓分别旋入3片抱箍上的螺栓孔道；

步骤四：将固定盖套上预压力螺栓下部；

步骤五：将平面轴承上盘的螺纹孔道旋入预压力螺栓的下部，对齐平面轴承上盘与

预压力螺栓上的销钉孔道后，在孔道内插入销钉；

步骤六：将平面轴承的滚珠与轴承上盘的凹槽贴合，再盖上平面轴承的下盘；

步骤七：调整固定盖，将固定盖上的螺纹孔道与轴承下盘上的孔道对齐，分别拧入

固定螺丝；

步骤八：平面轴承下盘套上橡胶垫；

步骤九：钢管另一端插入底座中，底座套上橡胶垫；

步骤十：将钢管抬升至梁下方15cm左右，将底座与柱面贴合；

步骤十一：转动钢管另一端抱箍上的预压力螺栓，直至轴承下盘的橡胶垫于柱面接

触，然后依次扭动3个预压力螺栓2-3圈，直至拧紧；

步骤十二：搭建水箱支架，支架内铺设木板和水袋，向水箱内加水，开始检测。

本发明的一种适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置及方法，如图1所示，该方法是在受检梁7下方设置位移计支架4，支架上在梁端和跨中位置设置位移计3，在梁体内的端部和跨中位置的上下通长筋处、端部和1/4跨的箍筋处设置应变片2，在楼板6上以受检梁7的轴线为对称轴设置加载水箱1。通过向加载水箱1内加水，对受检梁7施加荷载，梁内应变片2和梁下位移计3得到梁的实时变形情况，数据变化进入非线性阶段时，表明梁进入塑性变形阶段，减缓加载速度，直到梁体出现裂缝，停止实验，得到实验结果。

用于上述方法的本发明的加载水箱1，结构示意图如图2所示，该水箱由钢管10搭建的支架、水袋12、水袋12和钢管支架10间铺设的木板11组成。钢管支架分为内外两层，内层支架高3-3.5米，横向和竖向的钢管间隔均为0.5-0.7米，外层支架高为2-2.5米，横向和竖向的钢管间隔均为1-1.2米。

用于上述方法的本发明的位移计支架4，其布置图如图3所示，由圆柱形的钢管13及钢管端的抱箍固定装置和底座27组成。安装位移计支架4时，首先将底座27和抱箍固定装置与钢管13固定在一起，底座27通过内置的夹层与钢管端连接，抱箍固定装置通过3片抱箍17、预紧力螺丝18、筒状橡胶垫26，以摩擦力固定在钢管上。然后将底座27与柱子5的表面贴合，通过底座27保证钢管13与柱面垂直，另一端通过旋紧抱箍17上的预压力螺栓16向柱面施压，平面承轴下盘24及其橡胶底垫25与柱面间产生摩擦力完成位移计支架4的固定。位移计底座14内置电磁铁可通过磁力固定在钢管13上，位移计3在安装时保证其测量头与梁下部接触且有挤压。

如图8所示，本发明的抱箍固定装置，其组成可分为两部分：预压力螺栓16、预紧力螺丝18和抱箍17组成的施压部分，平面轴承上盘19，平面轴承23，平面轴承下盘24，固定盖21，销钉20及橡胶底垫25组成的连接部分。连接部分的作用分为两个方面，一反面是扩大装置与柱面的接触面积，使连接更稳固，另一方面，平面轴承23的设置是为了防止柱面与橡胶底垫25间在预压力螺栓16旋紧时产生抵抗力矩，使螺栓无法旋紧，螺栓与柱面间的压力不达标。组装抱箍固定装置时，先将三片抱箍17分别旋入预压力螺栓16，预压力螺栓16底部先套上固定盖21，然后旋入平面轴承上盘19，并在预留空洞内插入销钉20，再将平面轴承与其上盘和下盘拼接，如图9所示，平面轴承上盘19和下盘24均有平面轴承23中滚珠的转动轨道。接下来，将固定盖21上的固定螺丝22旋入平面轴承下盘24上的预留孔道，完成平面轴承及其上下盘的连接固定，之后将橡胶底垫25，套上平面轴承下盘24，最后将抱箍17套上钢管13端部，旋紧预紧力螺丝18，完成了抱箍固定装置的安装。安装完成后如图6所示。将钢管13抬升至梁下方15cm左右，将底座27与柱面贴合；转动钢管13另一端抱箍17上的预压力螺栓16，直至轴承下盘23的橡胶垫25于柱面接触，然后依次扭动3个预压力螺栓2-3圈，直至拧紧。完成位移计支架的安装。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置，包括受检梁（7）、设置在受检梁（7）上端的楼板（6）以及两侧的承重柱（5），其特征在于：所述受检梁（7）下侧水平设置有位移计支架（4），所述位移计支架（4）两侧可以拆卸的固定在两根所述承重柱（5）之间，所述受检梁（7）与所述位移计支架（4）之间设置有位移计（3）；所述受检梁（7）上端设置有加载水箱（1），所述加载水箱（1）一侧设置有输水管道（8），所述受检梁（7）的钢筋关键受力点上贴附多块应变片（2）；所述位移计支架（4）由支架钢管（13）、抱箍（17）、预紧力螺丝（18）、预压力螺栓（16）、平面轴承（23）、平面轴承上盘（19）、平面轴承下盘（24）、固定盖（21）、销钉（20）、环形橡胶垫（26）、钢管底座（27）组成；所述抱箍（17）通过其翼板（1701）上的预紧力螺丝（18）紧箍在支架钢管（13）一端，抱箍（17）的每片箍板上有一个螺纹孔道，所述预压力螺栓（16）旋入抱箍箍板上预留的螺纹孔道，预压力螺栓（16）底部有两个销钉孔道；所述环形橡胶垫（26）设置在抱箍（17）和支架钢管（13）之间；所述平面轴承上盘（19）预留螺纹孔道和销钉孔道，连接在预压力螺栓（16）的下部，平面轴承上盘（19）的底部有圆形环状的凹槽，所述平面轴承下盘（24）为一有底金属圆筒，筒壁上有螺纹孔道，用于与固定盖连接；筒内侧底上有着和平面轴承上盘（19）一样的圆形环状凹槽，共同组成轴承滚珠的转动轨道；所述固定盖（21）为一顶上开圆洞的盖状金属构件，边缘上有与平面轴承（23）上对应的螺纹孔道，在预压力螺栓（16）旋入平面轴承上盘（19）之前，应先套入固定盖（21）上的圆洞；将固定螺丝（22）拧入固定盖（21）和平面轴承下盘（24）的孔道内，实现二者的连接；所述平面轴承（23）设置在平面轴承上盘（19）和平面轴承下盘（24）之间，滚珠在上下盘凹槽形成的轨道内；所述钢管底座（27）为双层金属圆筒（2701）焊接在底板（2702）上，钢管底座肋板（2703）与底板（2702）及双层金属圆筒（2701）垂直焊接；支架钢管（13）的另一端插入钢管底座（27）上双层金属圆筒（2701）上的夹层中；所述平面轴承下盘（24）和钢管底座（27）与承重柱（5）分别设置有平面轴承下盘橡胶底垫（25）和底座橡胶垫（28），增加与柱面间的摩擦力，并保护柱面；所述加载水箱（1）由外围支架（10）、木板（11）、水袋（12）和刻度尺（9）组成，所述加载水箱（1）外壁为木板（11）制成的箱体结构，所述木板（11）的箱体内设置有与其内壁贴附的水袋（12），所述水袋（12）内设置有刻度尺（9）。

2.根据权利要求1所述的适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置，其特征在于：所述平面轴承上盘（19）的形状为台体上方增加一个圆柱体，台体下表面有圆形环状凹槽，凹槽是平面轴承（23）的滚珠的转动轨道；圆柱体内有与预压力螺栓（16）对应的螺纹孔道和销钉孔道，预压力螺栓（16）旋入平面轴承上盘（19），将销钉（20）插入销钉孔道，实现预压力螺栓（16）和平面轴承上盘（19）的固定。

3.根据权利要求1所述的适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置，其特征在于：所述抱箍（17）分为3片，每片抱箍（17）的箍板中间向外突出加厚，突出部分内有螺纹孔道，突出部分与箍板及翼板（1701）间通过抱箍肋板（1702）加固。

4.根据权利要求1所述的适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置，其特征在于：所述平面轴承下盘（24）为一有底金属圆筒，该圆筒的内径略大于平面轴承上盘（19）的底部直径，以留出固定盖（21）的位置，筒壁上有螺纹孔道，用于与固定盖（21）连接；固定盖（21）与平面轴承（23）下盘组成的空间为平面轴承（23）及其平面轴承上盘（19）的设置空间；筒内侧底上有着和平面轴承上盘（19）一样的圆形环状凹槽，两个环状凹槽直径相等，共同组成轴承滚珠的转动轨道。

5.根据权利要求1所述的适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置，其特征在于：所述加载水箱（1）外侧设置有外围支架（10），所述外围支架（10）为金属圆筒通过扣件连接搭建的双层支架。

6.根据权利要求1所述的适用于钢筋混凝土梁承载力的现场检测装置，其特征在于：所述位移计（3）底部设置有位移计底座（14），所述位移计底座（14）内设置有磁铁，所述位移计底座（14）通过磁铁固定在所述位移计支架（4）上端。