CN109406340B - 锤击预压式测试套筒连接结构注浆密实度的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预压锤击式检测钢筋套筒连接结构注浆密实度的动态测试装置及方法，属于测试方法及设备领域。外部钢结构预压构件底部四周固定于待检测的钢筋套筒连接结构所在的墙体上；外部钢结构预压构件的盖体上开设通孔，且通孔位置固定有一个螺母；所述的传力棒为一条刚性棒体，且棒体中部位置外攻螺纹，传力棒穿过所述盖体上的通孔后旋入螺母中，棒体上的螺纹与所述螺母构成驱动传力棒上下移动的螺纹配合；传力棒底部紧密支顶于待检测的钢筋套筒连接结构的注浆实体上；所述的动态信号采集传感器贴合于传力棒上；测力锤用于敲击传力棒端部。通过该装置来实现装配式结构钢筋套筒现场连接质量检测，对套筒内注浆密实度完成定量分析。
Description
技术领域
本发明属于装配式建筑结构测试领域，具体涉及一种锤击预压式测试套筒连接结构注浆密实度的装置及方法。
背景技术
装配式建筑结构作为一种新兴的绿色环保节能型建筑方式，其优点众多，得到了国内外相关人员的广泛关注，代表了建筑业技术进步的方向。预制构件现场连接的质量控制对于保证装配式建筑能够安全正常使用至关重要，但目前工程中尚缺乏有效的检测手段，因此急需研究开发装配式结构现场连接质量的检测与评估方法来实现对其施工过程中和施工完成后的质量控制。
预制构件的现场拼接常采钢筋套筒节点连接，而这些连接结构一旦出现问题，将发生较大的安全事故，后果不堪设想。对于钢筋套筒节点连接来讲，连接质量好坏取决于套筒内的注浆是否密实。因此需要一种合理可靠的钢筋套筒注浆密实度定量检测方法，对装配式建筑关键节点进行连接质量检测，从而避免发生安全事故。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中钢筋套筒注浆密实度定量检测较难的缺陷，并提供一种锤击预压式测试套筒连接结构注浆密实度的装置，从而完成对装配式结构现场连接质量定性或定量的检测与控制，为装配式建筑的安全正常使用提供保障。
本发明具体采用的技术方案如下：
一种锤击预压式测试套筒连接结构注浆密实度的装置，其包括外部钢结构预压构件、螺母、传力棒、测力锤、动态信号采集传感器；所述的外部钢结构预压构件为一个盖状的中空钢构件，其底部四周固定于待检测的钢筋套筒连接结构所在的墙体上；外部钢结构预压构件的盖体上开设通孔，且通孔位置固定有一个螺母；所述的传力棒为一条刚性棒体，且棒体中部位置外攻螺纹，传力棒穿过所述盖体上的通孔后旋入螺母中，棒体上的螺纹与所述螺母构成驱动传力棒上下移动的螺纹配合；传力棒底部紧密支顶于待检测的钢筋套筒连接结构的注浆实体上；所述的动态信号采集传感器贴合于传力棒上；测力锤用于敲击传力棒端部。
作为优选，所述的待检测的钢筋套筒连接结构中，套筒外壁上的溢浆孔和注浆孔均外露于墙体表面；所述的传力棒底部穿过溢浆孔或注浆孔后进入套筒内部，支顶于注浆混凝土上。
作为优选，所述的待检测的钢筋套筒连接结构中，套筒外壁上的溢浆孔和注浆孔均不外露于墙体表面；从墙体表面朝套筒外壁钻设一条钻孔，所述的传力棒底部穿过钻孔后支顶于套筒外壁表面。
作为优选，所述的动态信号采集传感器为应变片，且应变片与配套的数据采集系统相连。
作为优选，所述的外部钢结构预压构件底部通过弯折平面与墙体表面连接固定。
作为优选，所述的外部钢结构预压构件底部粘结固定于墙体表面。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述装置的锤击预压式测试套筒连接结构注浆密实度的方法，其步骤如下：
步骤1、在进行钢筋套筒注浆密实度检测时，在套筒外壁上的溢浆孔和注浆孔位置将贴有动态信号采集传感器的传力棒伸入墙体内，使其与待检测的注浆实体接触，而后通过粘结剂把外部钢结构预压构件底部粘结固定到墙体表面；
步骤2、通过装置内部固定的螺母，旋转并拧紧传力棒，使得传力棒底部紧密支顶于待检测的钢筋套筒连接结构的注浆实体上，确保测试过程中两者不会分离；
步骤3、利用测力锤敲击传力棒端部，通过与动态信号采集传感器相连的数据采集系统采集动态信号随时间的变化曲线；
步骤4、进行室内足尺模型试验，并设置若干组不同密实度梯度注浆，进行对比试验；在与步骤3相同的锤击力下，使用相同的动态测试装置测定不同注浆密实度的动态信号随时间的变化曲线，并与步骤3现场实测的动态信号随时间的变化曲线进行对比，从而确定实际的注浆密实度所在区间，完成对钢筋套筒注浆密实度的定量判断。
作为优选，当溢浆孔和注浆孔均不外露于墙体表面时，需用手提钻机钻孔垂直墙体表面进行钻孔。
作为优选，所述的步骤4中，进行室内足尺模型试验时，共设置4组不同密实度梯度注浆，分别为无注浆、1/3饱和注浆、2/3饱和注浆、完全饱和注浆。
作为优选，测试完成后，将装置设备拆卸，并进行整理清洁，以待下次使用。
本发明的有益效果如下：
1.本发明的预压锤击式检测钢筋套筒连接结构注浆密实度的动态测试装置及方法，可用于对注浆完成后的钢筋套筒节点连接进行密实度判定，对于装配式建筑的现场连接节点质量检测具有重大的实用价值；
2.通过室内足尺模型试验，按照事先确定好的密实度梯度注浆，得出多个梯度的对比实验，测定不同注浆密实度的动态信号随时间的变化曲线，而后与现场实测曲线进行对比，此方法中不确定参数的影响较小，测得的注浆密实度较为准确。
3.测试装置可以重复利用，能够有效的降低测试成本，提高关键节点的质量。
附图说明
图1锤击预压式测试套筒连接结构注浆密实度的动态测试装置结构示意图；
图2动态测试装置的安装状态示意图(情况一)；
图3动态测试装置的安装状态示意图(情况二)；
图中：墙体A、溢浆孔B、外部钢结构预压构件C、固定螺母D、传力棒E、动态信号采集传感器G、注浆孔H、第一钢筋J、套筒外壁K、注浆混凝土L、第二钢筋M、钻孔N。
具体实施方式
下面结合附图和实施步骤对本发明进一步说明。
本发明适用于套筒连接结构的注浆密实度检测，常见的套筒连接结构中，一般在第一钢筋J及第二钢筋M之间通过连接套筒进行连接，而套筒外壁K内部注有注浆混凝土L。由于套筒连接结构注浆之后，套筒内有可能存在注浆密实度不足的问题，从而使抗拉承载力比设计值偏低，影响套筒连接结构的安全正常使用。因此，在本发明中，外部钢结构预压构件C安装到位并通过固定螺母D对传力棒F施加合适预压力使其和注浆混凝土L直接或者间接紧密接触，利用测力锤F对传力棒E施加一个锤击力，通过动态信号采集传感器G和相连的数据采集仪采集动态信号，并与室内模型试验所得的动态信号进行对比分析，可得实际的套筒内注浆密实度。
如图1和2所示，为本发明的一种锤击预压式测试套筒连接结构注浆密实度的动态测试装置结构示意图。该装置包括外部钢结构预压构件C、螺母D、传力棒E、测力锤F、动态信号采集传感器G。其中，外部钢结构预压构件C为一个盖状的中空钢构件，可由钢板压制形成无底的圆筒状或方筒状，且该筒体的底部通过弯折形成一个环形的平面，使其能够贴合墙体A表面，通过粘结剂或者其他的固定件与墙体连接固定。外部钢结构预压构件C的盖体上开设通孔，且通孔位置的盖体内表面固定有一个螺母D。传力棒E为一条刚性棒体，可采用钢材质，且棒体中部位置外攻螺纹。传力棒E穿过盖体上的通孔后旋入螺母D中，棒体上的螺纹与螺母D构成驱动传力棒E上下移动的螺纹配合。在实际使用时，可通过旋转传力棒E实现其底部位置的上下调整，适应于不同的墙体表面高度，使得传力棒E底部紧密支顶于待检测的钢筋套筒连接结构的注浆实体上。在不同的注浆密实度下，锤击传力棒E所能够检测到的动态信号也会不同，且与注浆密实度具有明显的相关关系，因此可通过动态信号采集传感器G检测该动态信号，进而用于定量估算钢筋套筒连接结构的注浆密实度。在本发明中，动态信号采集传感器G贴合于传力棒E上，通过测力锤F敲击传力棒E端部。动态信号采集传感器G可以根据需要进行选择，以该信号能够反映钢筋套筒连接结构的注浆密实度为准。动态信号采集传感器G同时还需要与数据采集系统进行配套。在本实施例中，动态信号采集传感器G采用应变片，而应变片需要连接KD5018积分电荷放大器和KD-LP16D数据采集器，采集能够反映注浆密实度的动态信号随时间的变化曲线。
如图2所示，为动态测试装置在一种套筒连接结构上的安装示意图。在该待检测的钢筋套筒连接结构中，套筒外壁K上的溢浆孔B和注浆孔H均外露于墙体A表面。因此传力棒E底部可以直接穿过溢浆孔B或注浆孔H后进入套筒内部，外部钢结构预压构件C通过螺栓连接或粘贴的方式固定在墙体A表面，并使得传力棒F紧密接触注浆混凝土L或者第一钢筋J表面，而后通过固定螺母D对置传力棒F施加预压力，使传力棒F与注浆混凝土L表面在测试过程中不会分离。
如图3所示，为动态测试装置在另一种套筒连接结构上的安装示意图。在该待检测的钢筋套筒连接结构中，套筒外壁K上的溢浆孔B和注浆孔H均不外露于墙体A表面，因此传力棒E底部无法直接穿过溢浆孔B或注浆孔H后进入套筒内部。此时，需要利用手提钻机从墙体A表面朝套筒外壁K钻设一条钻孔N，然后将外部钢结构预压构件C利用上述方法安装在墙体A上，把传力棒E底部穿过钻孔N后支顶于套筒外壁K表面，使其与套筒外壁K紧密接触，保证测试过程中不会分离。
基于上述动态测试装置，还可以提供一种锤击预压式测试套筒连接结构注浆密实度的方法，步骤如下：
步骤1、在进行钢筋套筒注浆密实度检测时，在套筒外壁K上的溢浆孔B和注浆孔H位置将贴有动态信号采集传感器G的传力棒E伸入墙体A内，使其与待检测的注浆实体接触。当溢浆孔B和注浆孔H外露时，注浆实体可以直接选择套筒内的钢筋或者混凝土，当溢浆孔B和注浆孔H不外露时，注浆实体可以选择套筒本身。而后通过粘结剂把外部钢结构预压构件C底部粘结固定到墙体A表面。
步骤2、通过装置内部固定的螺母D，旋转并拧紧传力棒E，使得传力棒E底部紧密支顶于待检测的钢筋套筒连接结构的注浆实体上，确保测试过程中两者不会分离。
步骤3、利用测力锤F敲击传力棒E端部，通过与动态信号采集传感器G相连的数据采集系统采集动态信号随时间的变化曲线；
步骤4、进行室内足尺模型试验，足尺模型与待检测的钢筋套筒连接结构完全一致。针对足尺模型设置若干组不同密实度梯度注浆进行对比试验，可以分无注浆、1/3饱和注浆、2/3饱和注浆、完全饱和注浆等多个梯度。在与步骤3相同的锤击力下，使用相同的动态测试装置测定不同注浆密实度的动态信号随时间的变化曲线，并与步骤3现场实测的动态信号随时间的变化曲线进行对比，从而确定实际的注浆密实度所在区间，完成对钢筋套筒注浆密实度的定量判断。一般而言，应变片反应的信号与注浆密实度存在正相关关系，因此可以通过实测的动态信号与不同注浆密度的试验数据进行比对，选择实测数据所在区间，进而确定实际的注浆密实度所在区间。
步骤5、测试完成后，将装置设备拆卸，并进行整理清洁，以便用于下次使用。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种锤击预压式测试套筒连接结构注浆密实度的装置，其特征在于，包括外部钢结构预压构件（C）、螺母（D）、传力棒（E）、测力锤（F）、动态信号采集传感器（G）；所述的外部钢结构预压构件（C）为一个盖状的中空钢构件，其底部四周固定于待检测的钢筋套筒连接结构所在的墙体（A）上；外部钢结构预压构件（C）的盖体上开设通孔，且通孔位置固定有一个螺母（D）；所述的传力棒（E）为一条刚性棒体，且棒体中部位置外攻螺纹，传力棒（E）穿过所述盖体上的通孔后旋入螺母（D）中，棒体上的螺纹与所述螺母（D）构成驱动传力棒（E）上下移动的螺纹配合；传力棒（E）底部紧密支顶于待检测的钢筋套筒连接结构的注浆实体上；所述的动态信号采集传感器（G）贴合于传力棒（E）上；测力锤（F）用于敲击传力棒（E）端部；
所述的动态信号采集传感器（G）为应变片，且应变片与配套的数据采集系统相连；
所述的待检测的钢筋套筒连接结构中，套筒外壁（K）上的溢浆孔（B）和注浆孔（H）均外露于墙体（A）表面；所述的传力棒（E）底部穿过溢浆孔（B）或注浆孔（H）后进入套筒内部，支顶于注浆混凝土（L）上；
或者，所述的待检测的钢筋套筒连接结构中，套筒外壁（K）上的溢浆孔（B）和注浆孔（H）均不外露于墙体（A）表面；从墙体（A）表面朝套筒外壁（K）钻设一条钻孔（N），所述的传力棒（E）底部穿过钻孔（N）后支顶于套筒外壁（K）表面。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的外部钢结构预压构件（C）底部通过弯折平面与墙体（A）表面连接固定。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的外部钢结构预压构件（C）底部粘结固定于墙体（A）表面。
4.一种利用如权利要求1所述装置的锤击预压式测试套筒连接结构注浆密实度的方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1、在进行钢筋套筒注浆密实度检测时，在套筒外壁（K）上的溢浆孔（B）和注浆孔（H）位置将贴有动态信号采集传感器（G）的传力棒（E）伸入墙体（A）内，使其与待检测的注浆实体接触，而后通过粘结剂把外部钢结构预压构件（C）底部粘结固定到墙体（A）表面；
步骤2、通过装置内部固定的螺母（D），旋转并拧紧传力棒（E），使得传力棒（E）底部紧密支顶于待检测的钢筋套筒连接结构的注浆实体上，确保测试过程中两者不会分离；
步骤3、利用测力锤（F）敲击传力棒（E）端部，通过与动态信号采集传感器（G）相连的数据采集系统采集动态信号随时间的变化曲线；
步骤4、进行室内足尺模型试验，并设置若干组不同密实度梯度注浆，进行对比试验；在与步骤3相同的锤击力下，使用相同的动态测试装置测定不同注浆密实度的动态信号随时间的变化曲线，并与步骤3现场实测的动态信号随时间的变化曲线进行对比，从而确定实际的注浆密实度所在区间，完成对钢筋套筒注浆密实度的定量判断。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当溢浆孔（B）和注浆孔（H）均不外露于墙体（A）表面时，需用手提钻机垂直墙体（A）表面进行钻孔。
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤4中，进行室内足尺模型试验时，共设置4组不同密实度梯度注浆，分别为无注浆、1/3 饱和注浆、2/3 饱和注浆、完全饱和注浆。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，测试完成后，将装置设备拆卸，并进行整理清洁，以待下次使用。
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