CN110579396B - 一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置，包括混凝土试块、夹具和架体，混凝土试块位于上下对称设置的两个夹具之间，夹具包括侧夹板、顶板、万向铰和夹头，架体上设置有加固组件。本发明的安装方法包括如下步骤：1)加固卡套的拼装；2)夹具与混凝土试块的安装；3)持力板和立柱的安装；4)持载装置的整体安装。本发明通过万向铰的轻微转动，消除偏心受力的情况，保证混凝土试块承受轴向拉力，同时通过加固组件的设计可以对夹具进行进一步的限位卡接，保证夹具的整体垂直性，使得后续实验过程中夹具始终保持垂直移动，从而保证混凝土试块始终受到轴向拉力，提高实验精准度。

Description

一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置及其安装方法

技术领域

本发明属于混凝土测试技术领域，具体涉及一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置及其安装方法。

背景技术

长久以来，混凝土一直是在建设工程中运用最广泛、用量最大的建筑材料之一，在这几百年的发展历程中，随着混凝土强度的不断提高，对于使用寿命的要求也从最初的数十年逐渐增加至数百年、数千年，有些重大工程项目甚至必须永久保持其使用性能。因此，如何提高钢筋混凝土结构的耐久性，哪些因素是影响混凝土耐久性的关键成为了混凝土结构研究的热点。对于研究在持续受力状态下，混凝土碳化性能的变化是目前的一个难点。因此，需要提供一种轴向拉力持载装置，借此研究在持续拉应力作用下混凝土碳化性能的影响，并建立荷载-湿度耦合碳化深度预测模型。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置及其安装方法的技术方案，整体结构设计巧妙合理，拆装方便、简单，通过万向铰的轻微转动，消除偏心受力的情况，保证混凝土试块承受轴向拉力，同时通过加固组件的设计可以对夹具进行进一步的限位卡接，保证夹具的整体垂直性，使得后续实验过程中夹具始终保持垂直移动，从而保证混凝土试块始终受到轴向拉力，提高实验精准度，而夹具本身结构设计合理，两个侧夹板将混凝土试块夹紧限位，同时顶板与混凝土试块的端面抵触，保证混凝土试块与夹具的安装到位，提高混凝土试块与夹具之间的夹紧牢固性。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置，包括混凝土试块、夹具和架体，其特征在于：混凝土试块的左右两侧对称设置有应变片，混凝土试块位于上下对称设置的两个夹具之间，夹具包括侧夹板、顶板、万向铰和夹头，侧夹板设置有两个，两个侧夹板左右相对设置，两个侧夹板之间通过螺杆紧固连接，顶板位于两个侧夹板之间，万向铰的一端与顶板的中心榫接，万向铰的另一端连接有夹头，夹头与架体相连接，架体上设置有加固组件。

进一步，两个侧夹板的相对面上均匀设置有凹槽，相邻两个凹槽之间间隔5mm，侧夹板上设置有插槽，顶板的左右两侧均设置有插块，插块与插槽相匹配，插块卡接在插槽内，插块的宽度大于插槽的深度，凹槽的设计可以增加混凝土试块与侧夹板之间的摩擦力，保证夹具对混凝土试块的夹紧作用，使得整个持载装置的结构更稳固，插槽和插块的设计可以实现顶板与两个侧夹板之间的卡接限位，便于顶板与侧夹板之间的安装定位，插块的宽度大于插槽的深度的设计可以确保插块可以完全贯穿插槽，保证插块与插槽之间的接触面积和摩擦力大小，提高顶板与侧夹板之间的卡接牢固性。

进一步，架体包括立柱和持力板，立柱为高强螺纹杆，持力板包括上持力板和下持力板，上持力板和下持力板之间均匀设置有四根立柱，上持力板通过第一螺母固定在立柱的顶部，第一螺母位于上持力板的下侧，下持力板通过第一螺母固定在立柱的底部，第一螺母位于下持力板的上下两侧，立柱采用高强螺纹杆可以便于后续持力板、加固组件在立柱上的夹紧限位，而且高强螺纹杆的长度可以根据混凝土试块的实际长度进行调整，保证高强螺纹杆与混凝土试块的长度相匹配，以应对不同长度的混凝土试块的测量实验，而采用四个立柱的设计可以保证持载装置的整体平衡性和结构稳固性，第一螺母可以保证上持力板、下持力板在立柱上的限位安装，也符合混凝土试块的测验，并且第一螺母与上持力板、下持力板的安装处设置了垫片，可以进一步保证上持力板、下持力板在立柱上的安装稳固性，使得整个架体的结构更牢固稳定。

进一步，位于上方的夹具中的夹头与上持力板相连接，夹头通过第二螺母固定在上持力板的中心处，第二螺母位于上持力板的上侧，位于下方的夹具中的夹头与下持力板相连接，夹头通过第二螺母固定在下持力板上的中心处，第二螺母位于下持力板的下侧，结构设计紧凑合理，通过第二螺母将夹头与上持力板、下持力板之间限位安装，从而实现夹具与架体之间的间接连接，保证整个持载装置的结构强度，同时也便于实际的安装拆卸。

进一步，夹头套入到万向铰内，且通过插销限位固定，夹头上设置有螺纹段，夹头延伸出上持力板或下持力板的端部为光圆状，插销固定可以保证夹头与万向铰之间的连接牢固性，也便于实际的安装拆卸，夹头上螺纹段的设计可以保证夹头与上持力板、下持力板之间安装牢固性，便于第二螺母的旋入拧紧，而夹头延伸出上持力板、下持力板的端部为光圆状的设计符合安装要求，可以防止夹头端部与万能试验机夹紧固定时夹坏螺纹。

进一步，加固组件设置有两个，两个加固组件上下对称设置，两个加固组件分别位于两个夹具的外侧，加固组件包括左右对称设置的两个加固卡套，加固卡套位于前后两根立柱上，加固卡套通过第一螺母固定在立柱上，第一螺母位于加固卡套的上下两侧，两个加固组件与两个夹具一一对应，而每个加固组件中的两个加固卡套又分别与夹具中的两个侧夹板一一对应，便于后续对侧夹紧的限位卡接，保证侧夹板始终保持垂直状态，加固卡套通过第一螺母实现在立柱上的安装限位，设计巧妙，便于实际的安装拆卸。

进一步，加固卡套包括卡板和定位板，卡板对称设置在定位板的两侧，卡板上设置有限位块，定位板上设置有限位槽，限位块与限位槽相匹配，限位块卡接在限位槽内，定位板与卡板螺钉固定，通过限位块和限位槽的设计可以实现卡板与定位板之间的初步卡接限位，再通过螺钉固定保证定位板与卡板之间的安装牢固性，结构简单，安装方便。

进一步，前后相邻的两个卡板的相对面上均设置有弧形槽和工型卡槽，弧形槽与立柱相匹配，两个卡板之间卡接有抵板，抵板的一端两侧呈工字型结构，抵板卡接在工型卡槽内，抵板的另一端底面上设置有连接杆，连接杆上套接有限位板，限位板通过紧固螺母与连接杆限位固定，弧形槽的设计可以实现卡板与立柱之间的卡接限位，每个加固卡套上的两个卡板可以与对应的两个立柱进行卡接限位，而两个加固卡套正好对应四个立柱，对四个立柱进行卡接限位，保证四个立柱垂直设置，保证四个立柱的相互平行，从而保证整个架体的平衡性，抵板的设计可以实现两个卡板之间的进一步限位，同时抵板通过连接杆上套设的限位板可以对侧夹板的一端进行限位抵紧，便于后续持载装置的整体安装，工型卡槽的设计与抵板相配合，实现抵板与卡板之间的卡接限位，确保抵板与两个卡板之间的卡接牢固性，也便于实际的安装定位。

进一步，卡板上远离定位板的一端的端面上设置有夹板，夹板活动卡接在定位板的调节槽内，夹板通过紧定螺钉与定位板抵紧限位，夹板上设置有夹槽，侧夹板的两侧均设置有延伸板，夹槽与延伸板的相匹配，夹板通过夹槽和延伸板的限位实现与侧夹板之间的卡接限位，保证侧夹板的垂直性能，从而保证混凝土试块的垂直性，使得后续实验过程中混凝土试块受到的是轴向拉力，提高实验测量值的精准度，降低实验误差率，而调节槽的设计使得夹板具有一定的调整范围，便于混凝土试块安装时保证一侧的侧夹板松动可调整，从而便于将混凝土试块卡入到两个侧夹板之间。

采用如上述一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)加固卡套的拼装：先在抵板的两侧分别安装卡板，使得抵板正好卡接在两个卡板的工型卡槽内，并且抵板上设有连接杆的端面与卡板反向设置，接着将定位板安装到两个卡板之间，调整卡板的位置，使得卡板上的限位块与定位板上的限位槽相对应，再按压定位板，直至限位块完全卡入到限位槽后，通过螺钉将定位板与卡板进一步固定，最后将限位板套设到连接杆上，再通过紧固螺母限位抵紧，并且保证限位板相对定位板反向180°水平设置，直至完成四个加固卡套的拼装；整体结构设计紧凑合理，先将卡板与抵板之间卡接固定，实现两个卡板的初步限位，再进行定位板与卡板之间的安装，使得定位板与卡板安装好后，即实现两个卡板之间的连接固定，又正好将抵板牢牢卡接限位在两个卡板之间，而进行限位板安装时，通过连接杆实现限位板的初步卡接限位，再通过紧固螺母进一步保证限位板的安装稳固性，并且保证限位板相对定位板反向180°水平设置，可以便于后续夹具的安装定位，安装过程清晰，操作简单；

2)夹具与混凝土试块的安装：

(1)先将拼装好的两个加固卡套的定位板水平朝下卡入到水平卡板的滑动槽内，确保两个加固卡套上的限位板相反设置，沿着滑动槽移动加固卡套，直至两个加固卡套之间的间距大于混凝土试块的长度的4/3，在两个加固卡套上分别安装一块侧夹板，使得侧夹板卡接在加固卡套的两个夹板之间，并调整两个侧夹板的位置，直至两个侧夹板分别抵触到两个加固卡套上的限位板；通过水平卡板将两个加固卡套限位，保证两个加固卡套安装面在同一平面上，从而保证后续安装部件的精准到位，保证整个装置安装后的平衡，两个加固卡套之间间距的设计可以为混凝土试块的安装留有余地，通过两个加固卡套实行两个夹具中一块侧夹板的卡接限位，限位板保证侧夹板的卡接到位，便于后续夹紧中其他部件的安装定位；

(2)再取两个顶板，将两个顶板分别插入到两个侧夹板上，按压顶板使得插块完全卡入到插槽内，在两个顶板的上方再分别放置另一块侧夹板，使得顶板另一侧的插块卡入该侧夹板的插槽内，采用螺杆将上下两个侧夹板之间连接，在顶板预留的中心孔洞内榫接安装万向铰，再在万向铰的另一端安装夹头；通过已安装的侧夹板实现顶板的卡接定位，保证顶板与侧夹板垂直性，接着再通过顶板实行另一块侧夹板的卡接定位，通过先安装的部件对后安装的部件起到定位作用，简化实际的安装过程，并且先不拧紧螺杆上的螺母，使得上方的侧夹板可以上下活动，便于后续混凝土试块与夹具之间的夹紧安装；

(3)接着在两个加固卡套之间放置一个辅助抵块，辅助抵块的底端正好卡入到水平卡板的滑动槽内，同时辅助抵块的顶端面与两个侧夹板的顶面相齐平，将混凝土试块水平放置在辅助抵块上，沿着滑动槽移动一侧的加固卡套，调整混凝土试块在辅助抵块上的前后位置，使得混凝土试块的一端正好伸入到对应侧的两个侧夹板之间，直至混凝土试块抵触到该侧的顶板，接着移动另一侧的加固卡套，使得混凝土试块的另一端伸入到对应侧的两个侧夹板之间，并与该侧的顶板抵紧，再拧紧螺杆上的螺母；辅助抵块位于两个加固卡套之间，可以在混凝土试块安装过程中起到辅助支撑作用，减轻夹具中两个侧夹板的支撑压力，对侧夹板进行保护，同时又不影响整个装置的安装作业，混凝土试块沿着水平板的方向放置到辅助块上，接着分别移动混凝土试块两侧的加固卡套，带动两个加固卡套上的夹具移动，实现夹具与混凝土试块之间的夹紧限位，拧紧螺杆上的螺母使得上方的侧夹板安装到位，实现对混凝土试块的夹紧力，同时上方的侧夹板又可以作为后续上方加固卡套的安装定位件，保证上方加固卡套的安装到位；

(4)最后在两个加固卡套上方分别安装另外两个加固卡套，上下相邻两个加固卡套相对设置，使得上方侧夹板卡入到上方加固卡套的两个夹板之间，同时抵触到对应加固卡套的限位板上；

3)持力板和立柱的安装：先将上持力板和下持力板分别套设到两个夹头的螺纹段上，接着进行立柱的安装，使得立柱依次穿过上持力板、加固卡套和下持力板，在立柱穿插过程中同时往立柱上旋入第一螺母，保证上持力板上靠近加固卡套的侧面上有一个第一螺母，加固卡套的两侧均有一个第一螺母，下持力板的两侧均有一个第一螺母，再调整立柱的前后位置，保证立柱延伸出上持力板、下持力板的长度误差在1-3mm，再拧紧第一螺母，然后分别在两个夹头延伸出上持力板、下持力板的端部旋入第二螺母，并拧紧第二螺母；先通过夹头实现上持力板、下持力板的初步卡接定位，接着通过立柱实现上持力板、下持力板的进一步卡接定位，同时通过加固卡套上的弧形槽还可以对立柱的安装进行辅助定位，保证立柱的安装到位，保证安装后的四个立柱的相互平行；

4)持载装置的整体安装：在混凝土试块的两侧安装应变片，将拼装好的整个轴向拉力持载装置从水平卡板上取出，保证上持力板在上方的状态下垂直安装到万能试验机上，将应变片与应变仪相连接，拧松靠近上持力板的两个加固卡套上的紧固螺母，沿着连接杆180°转动限位板，再拧紧紧固螺母；将靠近上持力板的两个加固卡套上的紧固螺母拧松，可以便于后续的混凝土试块的测量实验，符合实际的要求。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明整体结构设计巧妙合理，在两头夹具安装万向铰，使装置即便在安装和使用时出现偏心的现象，也可以通过万向铰的轻微转动消除偏心受力的情况，使混凝土试块始终受轴向拉力，符合试验时所要求的受力状态，提高实验精准度；本发明中为保证混凝土试块持续受力时，其内部的拉应力水平达到试验要求，通过在混凝土试块两侧安装应变片用于检测混凝土试块应变来测算内部的应力水平，所用的应变片为101BX120-1AA的应变片；本发明中立柱的长度可以根据混凝土试块的实际长度进行更改，以满足不同长度混凝土试块的试验要求；本发明中固定侧夹板的紧固用螺杆采用的是直径为10mm的螺纹杆，从而保证两个侧夹板之间的连接牢固性，使得整个夹具的结构强度也更牢固，更能承受对混凝土试块的夹紧作用。

本发明在使用时，可以通过提升上持力板内侧的螺母，以补充由于应力松弛所带来的应力损失，适用于长期快速碳化试验。实际实验室时，将持载装置安装到万能试验机上后，将应变片与应变仪连接，万能试验机开始工作，接着万能试验机拉动上方的夹头端部，给混凝土试块一个轴向拉力，直至拉力达到设置力值后，紧固上持力板内侧的第一螺母，保持混凝土试块始终受到恒定大小的轴向拉力，同时观察应变仪上应力值的大小。完成上述工作后，将持载装置从万能试验机上取下，混凝土试块加载完成。

本发明拆装方便、简单，有利于装置的储存于运输。架体分为立柱、上持力板和下持力板，三者之间采用第一螺母实现可拆卸连接，下持力板通过上下两个第一螺母实现在立柱上的夹紧限位，保证架体底部的稳固，而上持力板通过内侧的第一螺母实现在立柱的支撑限位，使得上持力板在自身重力作用下抵紧在第一螺母上，也便于后续轴向拉力拉动夹头带动上持力板的同步受力移动，符合实际的实验要求，而夹具分为侧夹板、顶板、万向铰和夹头这几部分，并且侧夹板、顶板、万向铰和夹头之间均为可拆卸连接的方式，拼装方便，也便于零部件的拆卸打包，同时加固卡套整体也采用可拆卸的连接方式，通过加固卡套可以便于整个持载装置的拼装，保证拼装过程中各个部件的安装到位，并且加固卡套实现与夹具的进一步卡接限位，保证夹具的整体结构稳固性，同时保证夹具的整体垂直性，从而保证夹具中夹紧的混凝土试块始终保持垂直状态，后续混凝土试块受到的力为轴向拉力，符合试验时所要求的受力状态，提高实验精准度。

本发明中的整体安装过程方便简单，整个安装过程中采用水平安装，便于实际的拼装作业，降低拼装难度，先安装的部分不会影响到后续安装的部分，同时可能对后续安装的部分起到辅助定位作用，有效降低安装难度，保证安装位置的精确性，先进行四个加固卡套的拼装，抵板实现两个卡板之间的初步定位，再通过定位板将两个卡板之间固定，进而将两个卡板之间的抵板也夹紧固定，最后安装夹板，接着通过水平卡板实现两个加固卡套的卡接限位，保证两个加固卡套的安装面的一致，同时又不会影响两个加固卡套之间相互间接的调整，通过卡接好的两个加固卡套进行两个夹具的逐步拼装，夹具拼装好后，再两个加固卡套之间卡入辅助抵块，通过辅助抵块的辅助支撑作用，减轻两个夹具的支撑压力，同时又不影响整个装置的安装作业，混凝土试块沿着水平板的方向放置到辅助块上，接着分别移动混凝土试块两侧的加固卡套，带动两个加固卡套上的夹具移动，实现夹具与混凝土试块之间的夹紧限位，再进行其他两个加固卡套的安装，最后再进行持力板和立柱的拼装，整体安装过程清晰，各个部件的安装精准性高，保证整个持载装置的平衡性和整体垂直性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置的结构示意图；

图2为本发明中下持力板与立柱的安装结构示意图；

图3为本发明中夹具与混凝土试块、架体之间的安装结构示意图；

图4为本发明中侧夹板与顶板之间的安装结构示意图；

图5为本发明中加固卡套的结构示意图；

图6为本发明中加固卡套的爆炸图；

图7为本发明中限位板与抵板的安装结构示意图；

图8为本发明中夹板与卡板的安装结构示意图；

图9为本发明处于加固卡套与水平卡板、侧夹板安装过程的结构示意图；

图10为本发明处于夹头与顶板安装过程的结构示意图；

图11为本发明处于混凝土试块安装过程的结构示意图；

图12为本发明处于立柱、持力板安装过程的结构示意图。

图中：1-混凝土试块；2-夹具；3-架体；4-应变片；5-侧夹板；6-顶板；7-万向铰；8-夹头；9-螺杆；10-插槽；11-插块；12-立柱；13-上持力板；14-下持力板；15-第一螺母；16-第二螺母；17-插销；18-加固卡套；19-卡板；20-定位板；21-限位块；22-限位槽；23-弧形槽；24-工型卡槽；25-抵板；26-连接杆；27-限位板；28-紧固螺母；29-夹板；30-调节槽；31-紧定螺钉；32-夹槽；33-水平卡板；34-滑动槽；35-辅助抵块；36-延伸板。

具体实施方式

如图1至图8所示，为本发明一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置，包括混凝土试块1、夹具2和架体3，混凝土试块1的左右两侧对称设置有应变片4，混凝土试块1位于上下对称设置的两个夹具2之间，夹具2包括侧夹板5、顶板6、万向铰7和夹头8，侧夹板5设置有两个，两个侧夹板5左右相对设置，两个侧夹板5之间通过螺杆9紧固连接，顶板6位于两个侧夹板5之间，万向铰7的一端与顶板6的中心榫接，万向铰7的另一端连接有夹头8，夹头8与架体3相连接，架体3上设置有加固组件；整体结构设计巧妙合理，拆装方便、简单，通过万向铰7的轻微转动，消除偏心受力的情况，保证混凝土试块1承受轴向拉力，同时通过加固组件的设计可以对夹具2进行进一步的限位卡接，保证夹具2的整体垂直性，使得后续实验过程中夹具2始终保持垂直移动，从而保证混凝土试块1始终受到轴向拉力，提高实验精准度，而夹具2本身结构设计合理，两个侧夹板5将混凝土试块1夹紧限位，同时顶板6与混凝土试块1的端面抵触，保证混凝土试块1与夹具2的安装到位，提高混凝土试块1与夹具2之间的夹紧牢固性。

两个侧夹板5的相对面上均匀设置有凹槽，相邻两个凹槽之间间隔5mm，侧夹板5上设置有插槽10，顶板6的左右两侧均设置有插块11，插块11与插槽10相匹配，插块11卡接在插槽10内，插块11的宽度大于插槽10的深度，凹槽的设计可以增加混凝土试块1与侧夹板5之间的摩擦力，保证夹具2对混凝土试块1的夹紧作用，使得整个持载装置的结构更稳固，插槽10和插块11的设计可以实现顶板6与两个侧夹板5之间的卡接限位，便于顶板6与侧夹板5之间的安装定位，插块11的宽度大于插槽10的深度的设计可以确保插块11可以完全贯穿插槽10，保证插块11与插槽10之间的接触面积和摩擦力大小，提高顶板6与侧夹板5之间的卡接牢固性。

架体3包括立柱12和持力板，立柱12为高强螺纹杆，持力板包括上持力板13和下持力板14，上持力板13和下持力板14之间均匀设置有四根立柱12，上持力板13通过第一螺母15固定在立柱12的顶部，第一螺母15位于上持力板13的下侧，下持力板14通过第一螺母15固定在立柱12的底部，第一螺母15位于下持力板14的上下两侧，立柱12采用高强螺纹杆可以便于后续持力板、加固组件在立柱12上的夹紧限位，而且高强螺纹杆的长度可以根据混凝土试块1的实际长度进行调整，保证高强螺纹杆与混凝土试块1的长度相匹配，以应对不同长度的混凝土试块1的测量实验，而采用四个立柱12的设计可以保证持载装置的整体平衡性和结构稳固性，第一螺母15可以保证上持力板13、下持力板14在立柱12上的限位安装，也符合混凝土试块1的测验，并且第一螺母15与上持力板13、下持力板14的安装处设置了垫片，可以进一步保证上持力板13、下持力板14在立柱12上的安装稳固性，使得整个架体3的结构更牢固稳定。

位于上方的夹具2中的夹头8与上持力板13相连接，夹头8通过第二螺母16固定在上持力板13的中心处，第二螺母16位于上持力板13的上侧，位于下方的夹具2中的夹头8与下持力板14相连接，夹头8通过第二螺母16固定在下持力板14上的中心处，第二螺母16位于下持力板14的下侧，结构设计紧凑合理，通过第二螺母16将夹头8与上持力板13、下持力板14之间限位安装，从而实现夹具2与架体3之间的间接连接，保证整个持载装置的结构强度，同时也便于实际的安装拆卸。

夹头8套入到万向铰7内，且通过插销17限位固定，夹头8上设置有螺纹段，夹头8延伸出上持力板13或下持力板14的端部为光圆状，插销17固定可以保证夹头8与万向铰7之间的连接牢固性，也便于实际的安装拆卸，夹头8上螺纹段的设计可以保证夹头8与上持力板13、下持力板14之间安装牢固性，便于第二螺母16的旋入拧紧，而夹头8延伸出上持力板13、下持力板14的端部为光圆状的设计符合安装要求，可以防止夹头8端部与万能试验机夹紧固定时夹坏螺纹。

加固组件设置有两个，两个加固组件上下对称设置，两个加固组件分别位于两个夹具2的外侧，加固组件包括左右对称设置的两个加固卡套18，加固卡套18位于前后两根立柱12上，加固卡套18通过第一螺母15固定在立柱12上，第一螺母15位于加固卡套18的上下两侧，两个加固组件与两个夹具2一一对应，而每个加固组件中的两个加固卡套18又分别与夹具2中的两个侧夹板5一一对应，便于后续对侧夹紧的限位卡接，保证侧夹板5始终保持垂直状态，加固卡套18通过第一螺母15实现在立柱12上的安装限位，设计巧妙，便于实际的安装拆卸。加固卡套18包括卡板19和定位板20，卡板19对称设置在定位板20的两侧，卡板19上设置有限位块21，定位板20上设置有限位槽22，限位块21与限位槽22相匹配，限位块21卡接在限位槽22内，定位板20与卡板19螺钉固定，通过限位块21和限位槽22的设计可以实现卡板19与定位板20之间的初步卡接限位，再通过螺钉固定保证定位板20与卡板19之间的安装牢固性，结构简单，安装方便。

前后相邻的两个卡板19的相对面上均设置有弧形槽23和工型卡槽24，弧形槽23与立柱12相匹配，两个卡板19之间卡接有抵板25，抵板25的一端两侧呈工字型结构，抵板25卡接在工型卡槽24内，抵板25的另一端底面上设置有连接杆26，连接杆26上套接有限位板27，限位板27通过紧固螺母28与连接杆26限位固定，弧形槽23的设计可以实现卡板19与立柱12之间的卡接限位，每个加固卡套18上的两个卡板19可以与对应的两个立柱12进行卡接限位，而两个加固卡套18正好对应四个立柱12，对四个立柱12进行卡接限位，保证四个立柱12垂直设置，保证四个立柱12的相互平行，从而保证整个架体3的平衡性，抵板25的设计可以实现两个卡板19之间的进一步限位，同时抵板25通过连接杆26上套设的限位板27可以对侧夹板5的一端进行限位抵紧，便于后续持载装置的整体安装，工型卡槽24的设计与抵板25相配合，实现抵板25与卡板19之间的卡接限位，确保抵板25与两个卡板19之间的卡接牢固性，也便于实际的安装定位。

卡板19上远离定位板20的一端的端面上设置有夹板29，夹板29活动卡接在定位板20的调节槽30内，夹板29通过紧定螺钉31与定位板20抵紧限位，夹板29上设置有夹槽32，侧夹板5的两侧均设置有延伸板36，夹槽32与延伸板36的相匹配，夹板29通过夹槽32和延伸板36的限位实现与侧夹板5之间的卡接限位，保证侧夹板5的垂直性能，从而保证混凝土试块1的垂直性，使得后续实验过程中混凝土试块1受到的是轴向拉力，提高实验测量值的精准度，降低实验误差率，而调节槽30的设计使得夹板29具有一定的调整范围，便于混凝土试块1安装时保证一侧的侧夹板5松动可调整，从而便于将混凝土试块1卡入到两个侧夹板5之间。

如图9至图12所示，为本发明一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置的安装方法，包括如下步骤：

1)加固卡套18的拼装：先在抵板25的两侧分别安装卡板19，使得抵板25正好卡接在两个卡板19的工型卡槽24内，并且抵板25上设有连接杆26的端面与卡板19反向设置，接着将定位板20安装到两个卡板19之间，调整卡板19的位置，使得卡板19上的限位块21与定位板20上的限位槽22相对应，再按压定位板20，直至限位块21完全卡入到限位槽22后，通过螺钉将定位板20与卡板19进一步固定，最后将限位板27套设到连接杆26上，再通过紧固螺母28限位抵紧，并且保证限位板27相对定位板20反向180°水平设置，直至完成四个加固卡套18的拼装；整体结构设计紧凑合理，先将卡板19与抵板25之间卡接固定，实现两个卡板19的初步限位，再进行定位板20与卡板19之间的安装，使得定位板20与卡板19安装好后，即实现两个卡板19之间的连接固定，又正好将抵板25牢牢卡接限位在两个卡板19之间，而进行限位板27安装时，通过连接杆26实现限位板27的初步卡接限位，再通过紧固螺母28进一步保证限位板27的安装稳固性，并且保证限位板27相对定位板20反向180°水平设置，可以便于后续夹具2的安装定位，安装过程清晰，操作简单；

2)夹具2与混凝土试块1的安装：

(1)先将拼装好的两个加固卡套18的定位板20水平朝下卡入到水平卡板33的滑动槽34内，确保两个加固卡套18上的限位板27相反设置，沿着滑动槽34移动加固卡套18，直至两个加固卡套18之间的间距大于混凝土试块1的长度的4/3，在两个加固卡套18上分别安装一块侧夹板5，使得侧夹板5卡接在加固卡套18的两个夹板29之间，并调整两个侧夹板5的位置，直至两个侧夹板5分别抵触到两个加固卡套18上的限位板27；通过水平卡板33将两个加固卡套18限位，保证两个加固卡套18安装面在同一平面上，从而保证后续安装部件的精准到位，保证整个装置安装后的平衡，两个加固卡套18之间间距的设计可以为混凝土试块1的安装留有余地，通过两个加固卡套18实行两个夹具2中一块侧夹板5的卡接限位，限位板27保证侧夹板5的卡接到位，便于后续夹紧中其他部件的安装定位；

(2)再取两个顶板6，将两个顶板6分别插入到两个侧夹板5上，按压顶板6使得插块11完全卡入到插槽10内，在两个顶板6的上方再分别放置另一块侧夹板5，使得顶板6另一侧的插块11卡入该侧夹板5的插槽10内，采用螺杆9将上下两个侧夹板5之间连接，在顶板6预留的中心孔洞内榫接安装万向铰7，再在万向铰7的另一端安装夹头8；通过已安装的侧夹板5实现顶板6的卡接定位，保证顶板6与侧夹板5垂直性，接着再通过顶板6实行另一块侧夹板5的卡接定位，通过先安装的部件对后安装的部件起到定位作用，简化实际的安装过程，并且先不拧紧螺杆9上的螺母，使得上方的侧夹板5可以上下活动，便于后续混凝土试块1与夹具2之间的夹紧安装；

(3)接着在两个加固卡套18之间放置一个辅助抵块35，辅助抵块35的底端正好卡入到水平卡板33的滑动槽34内，同时辅助抵块35的顶端面与两个侧夹板5的顶面相齐平，将混凝土试块1水平放置在辅助抵块35上，沿着滑动槽34移动一侧的加固卡套18，调整混凝土试块1在辅助抵块35上的前后位置，使得混凝土试块1的一端正好伸入到对应侧的两个侧夹板5之间，直至混凝土试块1抵触到该侧的顶板6，接着移动另一侧的加固卡套18，使得混凝土试块1的另一端伸入到对应侧的两个侧夹板5之间，并与该侧的顶板6抵紧，再拧紧螺杆9上的螺母；辅助抵块35位于两个加固卡套18之间，可以在混凝土试块1安装过程中起到辅助支撑作用，减轻夹具2中两个侧夹板5的支撑压力，对侧夹板5进行保护，同时又不影响整个装置的安装作业，混凝土试块1沿着水平板的方向放置到辅助块上，接着分别移动混凝土试块1两侧的加固卡套18，带动两个加固卡套18上的夹具2移动，实现夹具2与混凝土试块1之间的夹紧限位，拧紧螺杆9上的螺母使得上方的侧夹板5安装到位，实现对混凝土试块1的夹紧力，同时上方的侧夹板5又可以作为后续上方加固卡套18的安装定位件，保证上方加固卡套18的安装到位；

(4)最后在两个加固卡套18上方分别安装另外两个加固卡套18，上下相邻两个加固卡套18相对设置，使得上方侧夹板5卡入到上方加固卡套18的两个夹板29之间，同时抵触到对应加固卡套18的限位板27上；

3)持力板和立柱12的安装：先将上持力板13和下持力板14分别套设到两个夹头8的螺纹段上，接着进行立柱12的安装，使得立柱12依次穿过上持力板13、加固卡套18和下持力板14，在立柱12穿插过程中同时往立柱12上旋入第一螺母15，保证上持力板13上靠近加固卡套18的侧面上有一个第一螺母15，加固卡套18的两侧均有一个第一螺母15，下持力板14的两侧均有一个第一螺母15，再调整立柱12的前后位置，保证立柱12延伸出上持力板13、下持力板14的长度误差在1-3mm，再拧紧第一螺母15，然后分别在两个夹头8延伸出上持力板13、下持力板14的端部旋入第二螺母16，并拧紧第二螺母16；先通过夹头8实现上持力板13、下持力板14的初步卡接定位，接着通过立柱12实现上持力板13、下持力板14的进一步卡接定位，同时通过加固卡套18上的弧形槽23还可以对立柱12的安装进行辅助定位，保证立柱12的安装到位，保证安装后的四个立柱12的相互平行；

4)持载装置的整体安装：在混凝土试块1的两侧安装应变片4，将拼装好的整个轴向拉力持载装置从水平卡板33上取出，保证上持力板13在上方的状态下垂直安装到万能试验机上，将应变片4与应变仪相连接，拧松靠近上持力板13的两个加固卡套18上的紧固螺母28，沿着连接杆180°转动限位板27，再拧紧紧固螺母28；将靠近上持力板13的两个加固卡套18上的紧固螺母28拧松，可以便于后续的混凝土试块1的测量实验，使得对上方的夹头给予一个轴向拉力时，限位板不会阻挡上方夹具的受拉变形，符合实际的要求。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置，包括混凝土试块、夹具和架体，其特征在于：所述混凝土试块的左右两侧对称设置有应变片，所述混凝土试块位于上下对称设置的两个所述夹具之间，所述夹具包括侧夹板、顶板、万向铰和夹头，所述侧夹板设置有两个，两个所述侧夹板左右相对设置，两个所述侧夹板之间通过螺杆紧固连接，所述顶板位于两个所述侧夹板之间，所述万向铰的一端与所述顶板的中心榫接，所述万向铰的另一端连接有所述夹头，所述夹头与所述架体相连接，所述架体上设置有加固组件；所述架体包括立柱和持力板，所述立柱为高强螺纹杆，所述持力板包括上持力板和下持力板，所述上持力板和所述下持力板之间均匀设置有四根所述立柱，所述上持力板通过第一螺母固定在所述立柱的顶部，所述第一螺母位于所述上持力板的下侧，所述下持力板通过所述第一螺母固定在所述立柱的底部，所述第一螺母位于所述下持力板的上下两侧；所述加固组件设置有两个，两个所述加固组件上下对称设置，两个所述加固组件分别位于两个所述夹具的外侧，所述加固组件包括左右对称设置的两个加固卡套，所述加固卡套位于前后两根所述立柱上，所述加固卡套通过所述第一螺母固定在所述立柱上，所述第一螺母位于所述加固卡套的上下两侧；所述加固卡套包括卡板和定位板，所述卡板对称设置在所述定位板的两侧，所述卡板上设置有限位块，所述定位板上设置有限位槽，所述限位块与所述限位槽相匹配，所述限位块卡接在所述限位槽内，所述定位板与所述卡板螺钉固定；前后相邻的两个所述卡板的相对面上均设置有弧形槽和工型卡槽，所述弧形槽与所述立柱相匹配，两个所述卡板之间卡接有抵板，所述抵板的一端两侧呈工字型结构，所述抵板卡接在所述工型卡槽内，所述抵板的另一端底面上设置有连接杆，所述连接杆上套接有限位板，所述限位板通过紧固螺母与所述连接杆限位固定；所述卡板上远离所述定位板的一端的端面上设置有夹板，所述夹板活动卡接在所述定位板的调节槽内，所述夹板通过紧定螺钉与所述定位板抵紧限位，所述夹板上设置有夹槽，所述侧夹板的两侧均设置有延伸板，所述夹槽与所述延伸板的相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置，其特征在于：两个所述侧夹板的相对面上均匀设置有凹槽，相邻两个所述凹槽之间间隔5mm，所述侧夹板上设置有插槽，所述顶板的左右两侧均设置有插块，所述插块与所述插槽相匹配，所述插块卡接在所述插槽内，所述插块的宽度大于所述插槽的深度。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置，其特征在于：位于上方的所述夹具中的所述夹头与所述上持力板相连接，所述夹头通过第二螺母固定在所述上持力板的中心处，所述第二螺母位于所述上持力板的上侧，位于下方的所述夹具中的所述夹头与所述下持力板相连接，所述夹头通过所述第二螺母固定在所述下持力板上的中心处，所述第二螺母位于所述下持力板的下侧。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置，其特征在于：所述夹头套入到所述万向铰内，且通过插销限位固定，所述夹头上设置有螺纹段，所述夹头延伸出所述上持力板或所述下持力板的端部为光圆状。

5.采用如权利要求1所述的一种混凝土强度测试用轴向拉力持载装置的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）加固卡套的拼装：先在抵板的两侧分别安装卡板，使得抵板正好卡接在两个卡板的工型卡槽内，并且抵板上设有连接杆的端面与卡板反向设置，接着将定位板安装到两个卡板之间，调整卡板的位置，使得卡板上的限位块与定位板上的限位槽相对应，再按压定位板，直至限位块完全卡入到限位槽后，通过螺钉将定位板与卡板固定，最后将限位板套设到连接杆上，再通过紧固螺母限位抵紧，并且保证限位板相对定位板反向180°水平设置，直至完成四个加固卡套的拼装；

2）夹具与混凝土试块的安装：

（1）先将拼装好的两个加固卡套的定位板水平朝下卡入到水平卡板的滑动槽内，确保两个加固卡套上的限位板相反设置，沿着滑动槽移动加固卡套，直至两个加固卡套之间的间距大于混凝土试块的长度的4/3，在两个加固卡套上分别安装一块侧夹板，使得侧夹板卡接在加固卡套的两个夹板之间，并调整两个侧夹板的位置，直至两个侧夹板分别抵触到两个加固卡套上的限位板；

（2）再取两个顶板，将两个顶板分别插入到两个侧夹板上，按压顶板使得插块完全卡入到插槽内，在两个顶板的上方再分别放置另一块侧夹板，使得顶板另一侧的插块卡入该侧夹板的插槽内，采用螺杆将上下两个侧夹板之间连接，在顶板预留的中心孔洞内榫接安装万向铰，再在万向铰的另一端安装夹头；

（3）接着在两个加固卡套之间放置一个辅助抵块，辅助抵块的底端正好卡入到水平卡板的滑动槽内，同时辅助抵块的顶端面与两个侧夹板的顶面相齐平，将混凝土试块水平放置在辅助抵块上，沿着滑动槽移动一侧的加固卡套，调整混凝土试块在辅助抵块上的前后位置，使得混凝土试块的一端正好伸入到对应侧的两个侧夹板之间，直至混凝土试块抵触到该侧的顶板，接着移动另一侧的加固卡套，使得混凝土试块的另一端伸入到对应侧的两个侧夹板之间，并与该侧的顶板抵紧，再拧紧螺杆上的螺母；

（4）最后在两个加固卡套上方分别安装另外两个加固卡套，上下相邻两个加固卡套相对设置，使得上方侧夹板卡入到上方加固卡套的两个夹板之间，同时抵触到对应加固卡套的限位板上；

3）持力板和立柱的安装：先将上持力板和下持力板分别套设到两个夹头的螺纹段上，接着进行立柱的安装，使得立柱依次穿过上持力板、加固卡套和下持力板，在立柱穿插过程中同时往立柱上旋入第一螺母，保证上持力板上靠近加固卡套的侧面上有一个第一螺母，加固卡套的两侧均有一个第一螺母，下持力板的两侧均有一个第一螺母，再调整立柱的前后位置，保证立柱延伸出上持力板、下持力板的长度误差在1-3mm，再拧紧第一螺母，然后分别在两个夹头延伸出上持力板、下持力板的端部旋入第二螺母，并拧紧第二螺母；

4）持载装置的整体安装：在混凝土试块的两侧安装应变片，将拼装好的整个轴向拉力持载装置从水平卡板上取出，保证上持力板在上方的状态下垂直安装到万能试验机上，将应变片与应变仪相连接，拧松靠近上持力板的两个加固卡套上的紧固螺母，沿着连接杆180°转动限位板，再拧紧紧固螺母。