CN113267410A - 一种混凝土预制构件强度测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土预制构件质量检测技术领域，具体涉及一种混凝土预制构件强度测试装置及测试方法，包括底座平台、两个镜像对称设置在所述底座平台上的升降装置、两个呈水平镜像设置一一对应装配在两个所述升降装置升降端的内伸机构和装配在两个所述内伸机构之间的抗压测试机构；本发明可以实现对预制管的抗摔强度测试功能，也可以实现抗压强度测试的功能，整体结构简单，测试操作方便，测试方式更为全面，能够获得更为全面的强度测试数据，能够达到测试的目的，并且能够根据测试数据检测预制管是否达到相应的设计强度。

Description

一种混凝土预制构件强度测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及混凝土预制构件质量检测技术领域，具体提供了一种混凝土预制构件强度测试装置及测试方法。

背景技术

混凝土预制件指的是以混凝土为基本材料预先在工厂制成的在施工场地现场装配施工的建筑构件，常见的有建房用的混凝土预制板、桥梁用混凝土预制箱梁、预制管桩、涵洞用混凝土预制管等；本发明提供了一种专门针对上述混凝土预制管设计的强度测试装置以及相应的测试方法。

混凝土预制管是以钢筋为骨架、混凝土为主要构成材料的用于涵洞装配施工的建筑构件，混凝土预制管基本为圆柱筒状结构，生产成型后的预制管将会集中码垛堆放，另外在运输过程中同样会采用码垛堆放的方式减少占用空间，因此位于下层的预制管将承受较大的压力，可能会因码垛堆放操作不当造成潜在的压裂情况的发生，甚至会在后续的转运及施工过程中直接破裂，另外，预制管在转运过程中不可避免的会发生碰摔的情况，跌落碰摔都将会直接造成预制管的开裂甚至破裂；基于上述情况，当预制管完成生产制造后对其强度进行测试是非常重要的一道工艺，对获得的强度测试数据进行深度分析，再通过规范操作来有效避免了预制管的损坏状况以及根据测试数据结果检测预制管是否达到相应的强度设计要求。

具体的强度测试可分为抗摔强度测试和抗压强度测试，分别对应着动态测试过程和静态测试过程，而在传统的预制管强度测试过程中，基本只测试静止状态下的抗压强度性能，而忽略了抗摔强度性能，因此测试不全面，测试效果极差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种混凝土预制构件强度测试装置及测试方法，可以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种混凝土预制构件强度测试装置，包括底座平台、两个镜像对称设置在所述底座平台上的升降装置、两个呈水平镜像设置且对应装配在两个所述升降装置升降端的内伸机构和装配在两个所述内伸机构之间的抗压测试机构；其中：所述内伸机构包括沿两个所述升降装置相对设置方向水平运动的行程架和水平固定在所述行程架上的两个内伸爪；所述行程板位于两个所述升降装置之间，两个所述内伸爪位于同一水平高度。

所述抗压测试机构包括伸缩支撑架、竖直固定在所述伸缩支撑架上的液压缸和水平设置在所述液压缸输出端的压板组件；所述伸缩支撑架水平设置在两个所述内伸机构中的两个所述行程架的顶端，且所述伸缩支撑架的伸缩方向与所述行程架的运动方向相同；所述压板组件位于两个所述行程架的上方。

优选的，所述伸缩支撑架包括两个镜像对称设置且一一对应固定安装在两个所述行程架顶端的竖直导轨，两个所述竖直导轨的顶端均水平安装有多个导柱，位于两个所述竖直导轨上的两组所述导柱之间水平滑动配合设置有中置板，每个所述导柱上均套设有弹簧，所述弹簧两端连接在所述竖直导轨与所述中置板之间；所述液压缸竖直固定在所述中置板的顶端。

优选的，所述压板组件包括两个导向端头板、滑套板、压板和竖直导杆，两个导向端头板通过滑动配合的方式分别与两个所述竖直导轨一一对应连接；所述滑套板水平滑动设置在两个所述导向端头板之间，所述压板固定在所述滑套板的底端面，所述滑套板的顶端面上固定设置有两个与所述中置板竖直滑动配合的竖直导杆。

优选的，所述升降装置包括固定在所述底座平台上的升降导向架、固定安装在所述升降导向架顶端的升降电机、竖直转动安装在所述升降导向架上的丝杠和竖直滑动安装在所述升降导向架上的升降滑块；所述丝杠顶端与所述升降电机的输出轴固定连接，所述升降滑块与所述丝杠螺纹连接，所述内伸机构装配在所述升降滑块上。

优选的，所述内伸机构还包括固定安装在所述升降滑块上的固定板、水平固定安装在所述固定板上的内伸气缸和多个水平滑动设置在所述固定板上的水平导杆；所述行程架与所述内伸气缸的输出端固定连接，多个所述水平导杆一端固定连接在所述行程架上。

优选的，所述内伸爪的上端面为斜面，两个所述内伸爪上的两个斜面呈“八”字形，且所述斜面上活动镶嵌有多个沿所述行程架运动方向均匀排列的滚珠。

优选的，所述底座平台为硬质钢台面。

此外，本发明还提供了一种混凝土预制构件强度测试方法，测试过程分为抗摔测试和抗压测试，两个测试过程的测试方法分开阐述，具体如下所述，抗摔测试的测试方法：S1、将用于测试的预制管放置在底座平台端面上，通过同步启动两个内伸机构，使得两个内伸机构的内伸爪伸进预制管的两端端口内。

S2、同步启动两个升降装置，从而通过两个内伸机构将预制管抬升至一定的测试高度，记录预制管底端与底座平台之间的高度，随后同步启动两个内伸机构使得两侧的内伸爪从预制管内脱离，预制管将做自由落体运动，并最终下落摔在底座平台上，随后记录摔后预制管的摔裂情况。

S3、每次更换新的用于测试的预制管，重复步骤S1和S2的操作，通过改变测试高度对预制管进行抗摔测试，并记录不同测试高度下预制管的摔裂情况，从而获得预制管的抗摔强度性能。

关于抗压测试的测试方法：S1、将用于测试的预制管摆正放置在底座平台端面上，并使得预制管处于抗压测试机构的正下方，随后同步启动升降装置，使得压板正好与预制管上端接触。

S2、通过启动液压缸，使得压板向预制管施加压力，并实时记录不同压力条件下的数据，观察预制管在多大压力下开始压裂，在多大压力下完全破裂，以及在两个临界点之间的压力下预制管的压裂情况，从而获得预制管的抗压强度性能。

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：1、本发明可以实现对预制管的抗摔强度测试功能，也可以实现抗压强度测试的功能，整体结构简单，测试操作方便，测试方式更为全面，能够获得更为全面的强度测试数据，能够达到测试的目的，并且能够根据测试数据检测预制管是否达到相应的设计强度。

2、本发明通过两个内伸机构的相互配合，并在两个升降装置的升降带动下，通过改变不同的测试高度来获得不同测试高度下预制管的抗摔强度，检测实际情况下预制管的抗摔强度性能。

3、本发明提供的抗压测试机构可通过逐渐加压的方式测试预制管的抗压强度，检测实际情况下预制管承受压力的抗压强度性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显；在全部附图中相同的标记指示相同的部分，并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明提供的一种混凝土预制构件强度测试装置的立体结构示意图。

图2是本发明提供的一种混凝土预制构件强度测试装置的俯视图。

图3是图2中A-A的剖视图。

图4是内伸机构与升降装置局部结构的装配关系示意图。

图5是抗压测试机构的立体结构示意图。

图6是预制管抗摔测试的测试状态示意图。

图7是预制管抗压测试的测试状态示意图。

图8是本发明提供的一种混凝土预制构件强度测试方法中关于抗摔测试过程的方法流程图。

图9是本发明提供的一种混凝土预制构件强度测试方法中关于抗压测试过程的方法流程图。

图中：1、底座平台；2、升降装置；21、升降导向架；22、升降电机；23、丝杠；24、升降滑块；3、内伸机构；31、固定板；32、内伸气缸；33、行程架；34、水平导杆；35、内伸爪；351、滚珠；4、抗压测试机构；41、伸缩支撑架；411、竖直导轨；412、导柱；413、中置板；414、弹簧；42、液压缸；43、压板组件；431、导向端头板；432、滑套板；433、压板；434、竖直导杆；5、预制管。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施，但不作为对本发明的限定。

如图1和图2所示，一种混凝土预制构件强度测试装置，包括底座平台1、两个镜像对称设置在底座平台1上的升降装置2、两个呈水平镜像设置且对应装配在两个升降装置2升降端的内伸机构3和装配在两个内伸机构3之间的抗压测试机构4。

底座平台1为硬质钢台面；采用硬质钢台面的目的在于对于预制管5的抗摔测试可提供硬性碰撞的接触面，同时也避免了在频繁的测试后造成台面的凹陷变形的状况。

如图3所示，升降装置2包括通过螺栓固定在底座平台1上的升降导向架21、通过螺栓固定安装在升降导向架21顶端的升降电机22、竖直转动安装在升降导向架21上的丝杠23和竖直滑动安装在升降导向架21上的升降滑块24；丝杠23顶端与升降电机22的输出轴固定连接，升降滑块24与丝杠23螺纹连接；通过同步启动两个升降电机22，驱动两个丝杠23同步旋转，继而实现两个升降滑块24同步升降的功能，从而带动安装在两个升降滑块24之间的两个内伸机构3以及抗压测试机构4随之同步升降。

如图4所示，内伸机构3包括行程架33和水平焊接在行程架33上的两个内伸爪35；行程架33位于两个升降装置2之间，两个内伸爪35位于同一水平高度，内伸爪35的上端面为斜面，两个内伸爪35上的两个斜面呈“八”字形，且斜面上活动镶嵌有多个沿行程架33运动方向均匀排列的滚珠351；内伸机构3还包括焊接在升降滑块24上的固定板31、通过螺栓水平固定安装在固定板31上的内伸气缸32和四个水平滑动设置在固定板31上的水平导杆34，水平导杆34可以提供水平导向，也可以增强在抬升预制管5过程中的水平支撑强度；内伸气缸32的输出方向可见图3所示，行程架33与内伸气缸32的输出端固定连接，四个水平导杆34一端焊接在行程架33上，且四个水平导杆34呈矩形顶点分布。

在对预制管5进行抗摔强度测试时，将用于测试的预制管5摆放在底座平台1端面上，且预制管5两端管口对准两个内伸机构3，随后同步启动两个内伸气缸32，从而使得两个行程架33相向运动，继而两侧的内伸爪35将伸向预制管5的两端端口内，且两端端口将贴在两个竖直导轨411之间，即两侧内伸爪35均完全伸向端口内且内伸距离相同，随后同步启动两个升降装置2，通过升降装置2带动内伸机构3上升使得所有滚珠351正好与预制管5内壁接触，在升降装置2上可装配激光测距装置，具体可将激光测距装置装配在升降滑块24上用于测量上升高度，当滚珠351正好与预制管5内壁刚好接触时，此时激光测距装置相距底座平台1上端面测得的距离即为初始高度并进行记录，随后通过两个升降装置2带动两个内伸机构3继续上升一定高度，从而通过两个内伸机构3将预制管5抬升至相应高度，记录的此时测距高度与初始高度的差值即为实际抬升高度，随后通过同步启动两个内伸气缸32收缩，从而使得两侧的内伸爪35背向运动，继而滚珠351将贴着预制管5内壁滚动，最终两侧的内伸爪35将从预制管5中同步抽出，预制管5将作自由落体运动并直接摔向底座平台1的端面，随后观察记录预制管5的摔裂情况；通过改变测试高度，从而记录不同测试高度下预制管5的摔裂情况，获得直观的预制管5抗摔强度性能。

如图5所示，抗压测试机构4包括伸缩支撑架41、竖直固定在伸缩支撑架41上的液压缸42和水平设置在液压缸42输出端的压板组件43；伸缩支撑架41水平设置在两个内伸机构3中的两个行程架33的顶端，且伸缩支撑架41的伸缩方向与行程架33的运动方向相同；压板组件43位于两个行程架33的上方；伸缩支撑架41包括两个镜像对称设置且一一对应焊接在两个行程架33顶端的竖直导轨411，每个竖直导轨411的顶端均水平安装有两个导柱412，位于两个竖直导轨411上的两组导柱412之间水平滑动配合设置有中置板413，每个导柱412上均套设有弹簧414，弹簧414两端分别焊接在竖直导轨411与中置板413上；液压缸42通过螺栓竖直固定在中置板413的顶端；所述压板组件43包括两个导向端头板431、滑套板432、压板433和竖直导杆434，两个导向端头板431通过滑动配合的方式分别与两个所述竖直导轨411一一对应连接；滑套板432水平滑动设置在两个导向端头板431之间，压板433焊接在滑套板432的底端面，滑套板432的顶端面上固定设置两个与中置板413竖直滑动配合的竖直导杆434；在抗压测试机构4中，伸缩支撑架41以及压板组件43均设置为可伸缩滑动的结构，从而配合抗摔测试过程中两个内伸机构3的相向或背向运动，且在整个机构中，压板433可始终位于居中位置。

在对预制管5进行抗压测试时，将用于测试的预制管5摆正放置在底座平台1端面上，并使得预制管5处于抗压测试机构4的正下方，随后通过抗压测试机构4逐渐加压，从而获得在不同压力情况下预制管5的抗压测试情况，从而获得相应的抗压强度测试反馈。

此外，本发明还提供了一种混凝土预制构件强度测试方法，测试过程分为抗摔测试和抗压测试，两个测试过程的测试方法分开阐述，具体如下，关于抗摔测试的测试方法（如图6和图8所示）：S1、将用于测试的预制管5放置在底座平台1端面上，通过同步启动两个内伸机构3，使得两个内伸机构3的内伸爪35伸进预制管5的两端端口内。

S2、同步启动两个升降装置2，从而通过两个内伸机构3将预制管5抬升至一定的测试高度，记录预制管5底端与底座平台1之间的高度，随后同步启动两个内伸机构3使得两侧的内伸爪35从预制管5内脱离，预制管5将作自由落体运动，并最终下落摔在底座平台1上，随后记录摔后预制管5的摔裂情况。

S3、每次更换新的用于测试的预制管5，重复步骤S1和S2的操作，通过改变测试高度对预制管5进行抗摔测试，并记录不同测试高度下预制管5的摔裂情况，从而获得预制管5的抗摔强度性能。

关于抗压测试的测试方法（如图7和图9所示）：S1、将用于测试的预制管5摆正放置在底座平台1端面上，并使得预制管5处于抗压测试机构4的正下方，随后同步启动升降装置2，使得压板433正好与预制管5上端接触。

S2、通过启动液压缸42，使得压板433向预制管5施加压力，并实时记录不同压力条件下的数据，观察预制管5在多大压力下开始压裂，在多大压力下完全破裂，以及在两个临界点之间的压力下预制管5的压裂情况，从而获得预制管5的抗压强度性能。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述；这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述；需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容；因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。。

Claims (7)

1.一种混凝土预制构件强度测试装置，其特征在于：包括底座平台(1)、两个镜像对称设置在所述底座平台(1)上的升降装置(2)、两个呈水平镜像设置且对应装配在两个所述升降装置(2)升降端的内伸机构(3)和装配在两个所述内伸机构(3)之间的抗压测试机构(4)；其中：

所述内伸机构(3)包括沿两个所述升降装置(2)相对设置方向水平运动的行程架(33)和水平固定在所述行程架(33)上的两个内伸爪(35)；所述行程板位于两个所述升降装置(2)之间，两个所述内伸爪(35)位于同一水平高度；

所述抗压测试机构(4)包括伸缩支撑架(41)、竖直固定在所述伸缩支撑架(41)上的液压缸(42)和水平设置在所述液压缸(42)输出端的压板组件(43)；所述伸缩支撑架(41)水平设置在两个所述内伸机构(3)中的两个所述行程架(33)的顶端，且所述伸缩支撑架(41)的伸缩方向与所述行程架(33)的运动方向相同；所述压板组件(43)位于两个所述行程架(33)的上方。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土预制构件强度测试装置，其特征在于：所述伸缩支撑架(41)包括两个镜像对称设置且一一对应固定安装在两个所述行程架(33)顶端的竖直导轨(411)，每个所述竖直导轨(411)的顶端均水平安装有多个导柱(412)，位于两个所述竖直导轨(411)上的两组所述导柱(412)之间水平滑动配合设置有中置板(413)，每个所述导柱(412)上均套设有弹簧(414)，所述弹簧(414)两端连接在所述竖直导轨(411)与所述中置板(413)之间；所述液压缸(42)竖直固定在所述中置板(413)的顶端。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土预制构件强度测试装置，其特征在于：所述压板组件(43)包括两个导向端头板(431)、滑套板(432)、压板(433)和竖直导杆(434)，两个导向端头板(431)通过滑动配合的方式分别与两个所述竖直导轨(411)一一对应连接；所述滑套板(432)水平滑动设置在两个所述导向端头板(431)之间，所述压板(433)固定在所述滑套板(432)的底端面，所述滑套板(432)的顶端面上固定设置有两个与所述中置板(413)竖直滑动配合的竖直导杆(434)。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土预制构件强度测试装置，其特征在于：所述升降装置(2)包括固定在所述底座平台(1)上的升降导向架(21)、固定安装在所述升降导向架(21)顶端的升降电机(22)、竖直转动安装在所述升降导向架(21)上的丝杠(23)和竖直滑动安装在所述升降导向架(21)上的升降滑块(24)；所述丝杠(23)顶端与所述升降电机(22)的输出轴固定连接，所述升降滑块(24)与所述丝杠(23)螺纹连接，所述内伸机构(3)装配在所述升降滑块(24)上。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土预制构件强度测试装置，其特征在于：所述内伸机构(3)还包括固定安装在所述升降滑块(24)上的固定板(31)、水平固定安装在所述固定板(31)上的内伸气缸(32)和多个水平滑动设置在所述固定板(31)上的水平导杆(34)；所述行程架(33)与所述内伸气缸(32)的输出端固定连接，多个所述水平导杆(34)一端固定连接在所述行程架(33)上。

6.根据权利要求1或5任一项所述的一种混凝土预制构件强度测试装置，其特征在于：所述内伸爪(35)的上端面为斜面，两个所述内伸爪(35)上的两个斜面呈“八”字形，且所述斜面上活动镶嵌有多个沿所述行程架(33)运动方向均匀排列的滚珠(351)。

7.根据权利要求1所述的一种混凝土预制构件强度测试装置，其特征在于：所述底座平台(1)为硬质钢台面。

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