CN109490263A - 一种用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片及其使用方法。裂纹扩展片包括与待测构件表面粘贴的基底、氟塑离型膜、基底胶层、注入过氧化氢溶液的外层玻璃管、注入双草酸二酯溶液以及荧光染料的内层玻璃管、表面覆盖层以及指示裂纹扩展长度的刻度线。本发明能够及时反映钢箱梁裂纹扩展状况与扩展长度，且方便与待测量部位紧密粘贴，可应用于顶板、横隔板、加劲肋等多种易开裂的部位，能够大大提高测量精度与施工效率，且对操作人员技术要求不高，便于推广。

Description

一种用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种裂纹扩展片，尤其涉及一种用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片。
背景技术
钢箱梁是大跨径桥梁常见的主梁形式，在日常频繁的车流荷载下，钢箱梁受力情况复杂，导致其多处构造细节易发生开裂。目前常见的裂纹测量方法主要包括(1)气泡动态指示法：在疲劳加载过程中，通过在起裂部位喷涂少许除锈油，试件开裂位置由于裂纹开合使油体表面生成小气泡，由此可以直观有效地判断裂纹扩展的位置；(2)细铜丝裂纹检测法：将细铜丝接入电路中，作为电路通断条件对试验进行有效的逻辑控制。铜丝外侧包裹有很薄的绝缘涂层，防止铜丝回路与钢板接触。细铜丝布置在疲劳裂纹开展的可能路径上，通过粘附剂将其牢牢粘附于试件表面，铜丝相互间通过短导线串联，最终通过长导线串联入工作回路中。疲劳裂纹开裂过程中，细铜丝因与待测构件表面紧紧粘附，受到裂纹开口两侧板件拉扯，迅速断裂，导致工作回路断路，此时可读出裂纹长度；(3)裂纹扩展片法：与一般应变片不同、通过裂纹的扩展切断敏感栅，改变电阻丝的电阻值，从而在应变仪上读出裂纹的扩展长度。
但是，现有的裂纹测量技术存在以下不足：气泡动态指示法的精确度不足，很大程度上取决于操作人员的观察，而且需要操作人员的实时监控，操作不便；细铜丝裂纹检测法虽然能够精确读出裂纹扩展长度，但是难以使裂纹的扩展与细铜丝的断裂同步；裂纹扩展片法的精确度较高，但是成本也较高，运用到日常疲劳裂纹检测工作中经济性不好。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片，该用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片解决了现有的裂纹测量技术精度低、操作不便、经济性不佳的问题，而且可以提高检测效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片，包括：基底、氟塑离型膜、粘接剂层、若干玻璃管、表面覆盖层；其中：
所述基底为长方形部件；
各玻璃管呈排状沿着基底上表面的长度延伸方向布置，且每一个玻璃管的长度均小于基底的宽度；
所述的玻璃管为双层管，包括内层玻璃管、外层玻璃管，外层玻璃管固结于基底上表面，而内层玻璃管置于外层玻璃管的内腔，并固结于外层玻璃管的下管壁，且内层玻璃管的抗拉强度小于或者等于钢箱梁上所产生裂纹具有的拉伸强度，而外层玻璃管的抗拉强度大于钢箱梁上所产生裂纹具有的拉伸强度；所述内层玻璃管中封填有双草酸二酯溶液以及荧光染料，而内层玻璃管与外层玻璃管之间的间隙内封填有过氧化氢溶液；
表面覆盖层覆盖于各玻璃管的外侧，且表面覆盖层的外侧边缘与基底上处于各玻璃管外侧的部位连接成一体；
基底的下表面设置有粘接剂层，而粘接剂层的外侧覆盖氟塑离型膜。
基底在每一根玻璃管长度方向外侧的部位均设置有刻度线，刻度线设置于基底上，且表面覆盖层为透明材质制成。
相邻两根玻璃管对应的刻度线之间的间距为1mm。
所述基底为长方形塑料薄膜制成。
粘接剂层为强力接着剂层。
一种上述任一裂纹扩展片的使用方法，包括以下步骤：选定待测构件，撕开裂纹扩展片的氟塑离型膜，将该裂纹扩展片通过粘接剂层粘贴到待测构件的待测位置；在测量过程中，待测构件的裂纹扩展到裂纹扩展片上任一玻璃管对应位置时，该玻璃管的内层玻璃管会发生断裂，导致内层玻璃管中的双草酸二酯溶液以及荧光染料与外层玻璃管中的过氧化氢溶液混合，从而使得该玻璃管发光，表示裂纹扩展至此处；通过观察能够发光的玻璃管对应位置处的刻度线，即可得到裂纹的扩展长度。
根据以上的技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下的优点：
一、可适用于不同的开裂细节，由于裂纹扩展片的尺寸较小，细节的构造尺寸对裂纹扩展片的测量范围影响不大；
二、操作方便，通过撕开氟塑离型膜可直接将裂纹扩展片粘贴于待测构件之上，不需要另涂覆接着剂；
三、经济性较好，制造裂纹扩展片所需材料较为廉价。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明中钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片的总体结构图。
图2是本发明中玻璃管的结构示意图。
图3是本发明中接着区的结构示意图。
图4是本发明测量裂纹时的状态示意图。
图5是本发明裂纹长度的测量原理示意图。
图1中：1、表面覆盖层；2、玻璃管；3、基底；4、刻度线；
图2中：5、外层玻璃管；6、内层玻璃管；
图3中：7、强力接着剂层；8、氟塑离型膜；
图4中：9、待测构件；10、裂纹扩展片；11、双草酸二酯溶液、荧光染料的混合溶液；
图5中：12、过氧化氢溶液、双草酸二酯溶液、荧光染料的混合溶液。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，为钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片的总体结构图。表面覆盖层1覆盖于玻璃管2之上，将玻璃管2与外界环境隔绝。基底3为长方形塑料薄膜，通过强力接着剂层7粘贴在待测构件上，基底面积能够覆盖裂纹可能扩展的范围。基底3上每隔1mm布置一个玻璃管2，玻璃管2中注入了过氧化氢溶液、双草酸二酯溶液以及荧光染料，当构件裂纹扩展到对应的玻璃管2下方时，玻璃管中溶液产生荧光，指示裂纹的扩展位置。每一个玻璃管2对应一道刻度线4，通过读取刻度线4的度数可以获得裂纹的扩展长度。
如图2所示，为玻璃管2的结构示意图。内层玻璃管6中注入双草酸二酯溶液以及荧光染料，外层玻璃管5中注入过氧化氢溶液，内层玻璃管6抗拉强度较低，外层玻璃管5抗拉强度较高，当裂纹扩展到该玻璃管2所在位置，内层玻璃管6发生较大变形，正好达到抗拉极限，发生断裂，导致内层玻璃管6中的双草酸二酯溶液以及荧光染料与外层玻璃管6中的过氧化氢溶液混合，双草酸二酯溶液与过氧化氢溶液发生化学反应发热，从而使荧光染料发光。外层玻璃管5的抗拉强度较高，始终处于良好的受力状态。
如图3所示，为接着区的结构示意图。氟塑离型膜8将强力接着层7与环境隔绝，当使用该裂纹扩展片时，撕开氟塑离型膜8，将强力接着剂层7暴露出来，并粘贴到待测构件上。
如图4所示，为测量裂纹时的状态示意图。将裂纹扩展片11粘贴在待测构件9上，当裂纹10扩展通过裂纹扩展片11时，裂纹扩展片11即可测量裂纹10的扩展长度。
如图5所示，为裂纹长度的测量原理示意图。当裂纹10扩展通过外层玻璃管5及内层玻璃管6时，内层玻璃管6发生较大变形导致断裂，使内层玻璃管6中的双草酸二酯溶液、荧光染料与外层玻璃管5中的过氧化氢溶液发生混合形成混合溶液12，在化学反应的作用下荧光染料发光，指示裂纹10的扩展长度。
以下，对该用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片的操作流程加以说明：
选定待测构件，撕开氟塑离型膜8，将该裂纹扩展片通过强力接着剂层7粘贴到待测位置。在测量过程中，裂纹扩展到玻璃管2对应位置时，对应的内层玻璃管6会发生断裂，导致内层玻璃管6中的双草酸二酯溶液以及荧光染料与外层玻璃管6中的过氧化氢溶液混合，从而使裂纹扩展位置发光。根据刻度线4读出裂纹的扩展长度。

Claims (6)

1.一种用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片，包括：基底、氟塑离型膜、粘接剂层、若干玻璃管、表面覆盖层；其中：
所述基底为长方形部件；
各玻璃管呈排状沿着基底上表面的长度延伸方向布置，且每一个玻璃管的长度均小于基底的宽度；
所述的玻璃管为双层管，包括内层玻璃管、外层玻璃管，外层玻璃管固结于基底上表面，而内层玻璃管置于外层玻璃管的内腔，并固结于外层玻璃管的下管壁，且内层玻璃管的抗拉强度小于或者等于钢箱梁上所产生裂纹具有的拉伸强度，而外层玻璃管的抗拉强度大于钢箱梁上所产生裂纹具有的拉伸强度；所述内层玻璃管中封填有双草酸二酯溶液以及荧光染料，而内层玻璃管与外层玻璃管之间的间隙内封填有过氧化氢溶液；
表面覆盖层覆盖于各玻璃管的外侧，且表面覆盖层的外侧边缘与基底上处于各玻璃管外侧的部位连接成一体；
基底的下表面设置有粘接剂层，而粘接剂层的外侧覆盖氟塑离型膜。
2.根据权利要求1所述的用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片，其特征在于：基底在每一根玻璃管长度方向外侧的部位均设置有刻度线，刻度线设置于基底上，且表面覆盖层为透明材质制成。
3.根据权利要求1所述的用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片，其特征在于：相邻两根玻璃管对应的刻度线之间的间距为1mm。
4.根据权利要求1所述的用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片，其特征在于：所述基底为长方形塑料薄膜制成。
5.根据权利要求1所述的用于钢箱梁裂纹测量的裂纹扩展片，其特征在于：粘接剂层为强力接着剂层。
6.一种权利要求1至5中任一裂纹扩展片的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
选定待测构件，撕开裂纹扩展片的氟塑离型膜，将该裂纹扩展片通过粘接剂层粘贴到待测构件的待测位置；在测量过程中，待测构件的裂纹扩展到裂纹扩展片上任一玻璃管对应位置时，该玻璃管的内层玻璃管会发生断裂，导致内层玻璃管中的双草酸二酯溶液以及荧光染料与外层玻璃管中的过氧化氢溶液混合，从而使得该玻璃管发光，表示裂纹扩展至此处；通过观察能够发光的玻璃管对应位置处的刻度线，即可得到裂纹的扩展长度。
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