CN114295483A - 一种预制叠合板结构性能试验的加载装置及加载方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制叠合板结构性能试验的加载装置及加载方法，包括用于摆放叠合板的支承底架，所述支承底架沿长边两侧均设置有配重梁，两根配重梁之间通过加载绑带连接，所述加载绑带的数量至少为3，所述加载绑带与其中一个配重梁之间还设置有数显液压千斤顶，所述加载绑带绕设在叠合板上方且与叠合板之间设置有橡胶气囊，通过配重梁、橡胶气囊、数显液压千斤顶以及加载绑带的相互配合巧妙地将配重梁的整体荷载分级、精准地施加于预制叠合板上。本发明操作便捷，加载速度快，精度高，大幅度提高检测效率。

Description

一种预制叠合板结构性能试验的加载装置及加载方法

技术领域

本发明涉及预制混凝土构件检测技术领域，具体涉及一种预制叠合板结构性能试验的加载装置及加载方法。

背景技术

预制混凝土构件是指在工厂中通过标准化、机械化方式生产的混凝土部件，其主要组成材料为混凝土、钢筋和预埋件等。得益于先进的生产方式，预制构件的质量及加工精度能得到有效控制。采用预制构件拼装的建造方式能大幅度降低能源消耗，减少建筑垃圾的产生，符合国家建筑工业化发展要求。

预制叠合板是预制和现浇混凝土相结合的一种较好结构形式，由预制底板和现浇钢筋混凝土叠合层组成。预制底板既是楼板结构的组成部分之一，又是现浇钢筋混凝土叠合层的永久性支撑模板。预制叠合板整体性好，刚度大，而且预制底板下表面光滑平整，拼缝处理后，顶棚可不抹灰。同时，由于现浇叠合层不需搭设支撑模板，既节省了成本又缩短了施工工期。

在预制叠合板上半部分后浇层混凝土浇筑施工过程中，预制底板是施工荷载的主要承担者，其结构性能是保证施工安全与结构主体质量的关键，江苏省地方标准《装配式混凝土结构预制构件质量检验规程》DB32T4075-2021中规定：预制叠合板在施工过程中所承受的荷载，应考虑后浇层的重量和施工荷载，即荷载检验值包括后浇层自重与施工荷载之和，施工荷载取1.5kN/m²；预制叠合板进行结构性能检验时，应考虑预制叠合板单独工作阶段最不利工况，在支承间距最大的情况下，考虑后浇层未初凝，施工荷载满布的工况；支承间距取最大间距1600mm，预制叠合板长度L不满1600mm情况下，支承间距取(L-100)mm。

上述标准还规定了预制构件应分级加载，当荷载小于标准荷载时，每级荷载不应大于标准荷载值的20％；当荷载大于标准荷载时，每级荷载不应大于标准荷载值的10％；当荷载接近抗裂检验荷载值时，每级荷载不应大于标准荷载值的5％；当荷载接近承载力检验荷载值时，每级荷载不应大于荷载设计值的5％。

目前在进行结构性能检测时，主要采用人工在预制底板板面堆放沙袋、砌块、砝码等重物的方式。检测过程中每次加载时人工将上述重物搬运至预制底板板面，检测结束后卸载时再人工将重物搬离预制底板板面。其缺点在于：(1)检测过程存在安全隐患，因加载及卸载时都需要人工搬运重物出入预制底板周围，若预制底板在此时突然发生破坏，将严重威胁检测人员的安全；(2)相关标准要求分级、精准加载，而传统重物加载方式加载值和加载速度不易控制，难以实现精准加载的要求；(3)除砝码外，用来加载的重物均需称重后使用，沙子还需提前装袋，操作复杂，劳动强度大；(4)检测人员需将荷载换算为重量，再根据单个荷重块的重量计算出需要重物的数量，换算及计算过程繁琐，且人工计数容易出错；(5)重力加载所需重物数量较多，工作量大且加载速度缓慢，耗费时间长；(6)难以保证堆载位置的精确性，标准要求施加均布荷载，受到重物外观尺寸的影响，难以保证均布；(7)重物占据空间大，检测后期由于重物堆叠过高难以搬运，且安全性较差，组织难度大。

因此，有必要研发一种结构简单、操作方便的新型加载装置，为叠合楼板结构性能的检测工作提供保障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种预制叠合板结构性能试验的加载装置及加载方法，操作便捷，加载速度快，精度高，大幅度提高检测效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种预制叠合板结构性能试验的加载装置，包括用于摆放叠合板的支承底架，所述支承底架沿长边两侧均设置有配重梁，两根配重梁之间通过加载绑带连接，所述加载绑带的数量至少为3，所述加载绑带与其中一个配重梁之间还设置有数显液压千斤顶，所述加载绑带绕设在叠合板上方且与叠合板之间设置有橡胶气囊，所述数显液压千斤顶加压顶出收紧加载绑带并通过加载绑带和橡胶气囊将两根配重梁的重量分级加载至叠合板表面。

进一步地，所述支承底架为钢框架结构，所述支承底架表面一端设置有铰支座，另一端设置有滚动支座，且铰支座和滚动支座的间距不大于1600mm。

进一步地，两根配重梁的总重量不小于叠合板荷载检验值的1.5倍；所述配重梁上设置有吊环。

进一步地，所述配重梁表面沿其长度方向等间距设置有锚栓，其中一个配重梁上设置有锚固板，所述锚固板上开设有避让锚栓的第一螺栓孔，所述锚固板通过螺母与锚栓配合锁固在配重梁上，所述锚固板表面设置有第一矩形环，所述加载绑带一端设置有第一连接拉钩，所述第一连接拉钩与第一矩形环配合连接，所述第一螺栓孔为长圆孔。

进一步地，另一个配重梁上设置有施荷传力架，所述施荷传力架上开设有避让锚栓的第二螺栓孔，所述施荷传力架通过螺母和锚栓配合锁固在配重梁上，所述数显液压千斤顶固定在施荷传力架内，所述第二螺栓孔为长圆孔。

进一步地，所述数显液压千斤顶固定在施荷传力架的顶板中间，所述顶板两侧上均开设有过槽，所述数显液压千斤顶的伸出端上设置有端板，两个过槽对应的端板表面设置有两个第二矩形环，两个第二矩形环与反力绷带连接，所述反力绷带还穿过两个过槽设置在顶板上部，所述反力绷带上套设有第三矩形环，所述第三矩形环通过第二连接拉钩与加载绑带连接。

进一步地，所述加载绑带的数量为3道、5道或7道，所述加载绑带上设置有调节器。

进一步地，所述橡胶气囊沿支承底架长边方向的尺寸在150mm～450mm之间，且相邻加载绑带之间的橡胶气囊的净距不小于50mm。

一种预制叠合板结构性能试验的加载方法，采用上述的加载装置，包括以下步骤：

步骤1)通过吊装设备将支承底架和两根配重梁吊装就位，两根配重梁位于支承底架长边的两侧；

步骤2)调整铰支座和滚动支座的间距，将待测叠合板吊放到支承底架上；

步骤3)在叠合板跨中和两端支座位置架设安装位移测量装置，用于叠合板跨中位移和支座沉陷的测量；

步骤4)根据铰支座和滚动支座的间距确定在叠合板上布置加载绑带的数量并选择合适尺寸的橡胶气囊，然后将橡胶气囊均匀放置于叠合板表面；

步骤5)根据橡胶气囊在预制叠合板上的位置，先选择配重梁上的锚栓对锚固板和施荷传力架的安装位置进行粗调，再通过锚固板和施荷传力架上的长圆孔对其安装位置进行微调，使施荷传力架、橡胶气囊、锚固板的中心线大致重合；

步骤6)将加载绑带一端与锚固板上的第一矩形环连接，然后绕过橡胶气囊后与施荷传力架上部的第三矩型环连接，并通过调节器调节加载绑带的长度，对加载绑带进行预紧；

步骤7)操作数显液压千斤顶施加荷载，荷载加载过程中分级进行，每级加载值应根据千斤顶数量进行平均分配，并观察叠合板裂缝的出现和开展，在持续时间结束时，应观察并记录各项读数。

进一步地，在每级加载时，数显液压千斤顶的加压顺序按照从两侧向中间的方式进行，每级加载完成后，应持续10min～15min。

本发明的有益效果：

1、本装置通过配重梁、橡胶气囊、数显液压千斤顶以及加载绑带的相互配合可巧妙地将配重梁的整体荷载分级、精准地施加于预制叠合板上，相较于传统的人工堆载方法，无需人工分批搬运重物，减轻了工作量，且加载速度快，大幅度提高检测效率。

2、数显液压千斤顶可远程对被测预制底板进行加载，防止预制底板在加载或卸载时突然发生破坏造成的安全事故，保障了人员安全。同时，数显液压千斤顶加载过程中，加载值和加载速度比传统人工堆载方式更易于控制，克服了人工堆载时荷载值控制不准确的弊病，可实现精准加载，大幅度提高了检测结果的准确性。

3、配重梁是整体结构，便于检测人员在开展检测工作前的吊运以及检测工作结束后的归置，可以合理地利用场地空间。

4、沿配重梁长度方向等间距设置的锚栓便于锚固板和施荷传力架安装位置的粗调，还可以通过锚固板和施荷传力架上的长圆孔进行安装位置的微调，使施荷传力架、橡胶气囊、锚固板的中心线大致重合，传力更均匀。

附图说明

图1是本发明的第一视角的加载装置示意图；

图2是本发明的第二视角的加载装置示意图；

图3是本发明施荷传力架与配重梁组合结构示意图；

图4是本发明锚固板与配重梁组合结构示意图；

图5是本发明加载前的截面结构示意图；

图6是本发明加载后的截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1至图4所示，本发明的预制叠合板结构性能试验的加载装置的一实施例，包括用于摆放叠合板1的支承底架2，支承底架为钢框架结构，承载能力强，支承底架表面一端设置有铰支座7，另一端设置有滚动支座8，且铰支座和滚动支座的间距不大于1600mm，满足试验加载规范要求，支承底架长边的两侧均设置有配重梁3，两根配重梁的总重量不小于叠合板荷载检验值的1.5倍，配重梁上设置有吊环9，方便吊运，两根配重梁之间通过加载绑带4连接，加载绑带的承受力不小于1吨，加载绑带的数量至少为3道，也可以为5道或7道，加载绑带上设置有调节器，便于安装后的收紧，加载绑带与其中一个配重梁之间还设置有数显液压千斤顶5，数显液压千斤顶具有压力显示功能，方便加载时观察压力数值，达到高精度加载的目的，数显液压千斤顶通过施荷传力架13固定在配重梁上，加载绑带绕设在叠合板上方且与叠合板之间设置有橡胶气囊6，橡胶气囊沿支承底架长边方向的尺寸在150mm～450mm之间，且相邻加载绑带之间的橡胶气囊的净距不小于50mm，保证加载的均匀性；通过对数显液压千斤顶进行加压，加载绑带随着数显液压千斤顶的加压顶出而产生拉力，然后通过橡胶气囊传递到叠合板上，支承底架作为叠合板的支座，而整个装置的反力由配重梁提供，得益于橡胶气囊的均匀布置，将此拉力转化为均布荷载施加在叠合板上，实现检测目的。

为了便于加载绑带的连接和收纳，在配重梁表面沿其长度方向等间距设置有锚栓10，且其中一个配重梁上设置有锚固板11，锚固板上开设有避让锚栓的第一螺栓孔，锚固板通过螺母与锚栓配合锁固在配重梁上，锚固板表面设置有第一矩形环12，加载绑带一端设置有第一连接拉钩，第一连接拉钩与第一矩形环配合连接，该方式操作便捷，也便于分离收纳；还将第一螺栓孔设计为长圆孔，从而锚固板能够在配重梁表面沿其长度方向进行位置微调，以满足使用时，锚固板、加载绑带以及数显液压千斤顶作用位置的一致性。

具体的，在另一个配重梁上设置有施荷传力架13，施荷传力架上开设有避让锚栓的第二螺栓孔，且第二螺栓孔为长圆孔；施荷传力架通过螺母和锚栓配合锁固在配重梁上，数显液压千斤顶固定在施荷传力架内，且数显液压千斤顶固定在施荷传力架的顶板中间，顶板两侧上均开设有过槽14，数显液压千斤顶的伸出端上设置有端板15，两个过槽对应的端板表面设置有两个第二矩形环，两个第二矩形环与反力绷带16连接，反力绷带还穿过两个过槽设置在顶板上部，反力绷带上套设有第三矩形环，第三矩形环通过第二连接拉钩与加载绑带连接。上述结构便于拆装，收纳效果好，并且在使用时，数显液压千斤顶作用与端板中部，端板再通过反力绷带作用至加载绑带上，受力稳定，整体结构使用寿命长。

基于上述的加载装置，以一具体实施例阐述其加载方法，预制叠合板的长度为3m，具体包括以下步骤：

1、通过吊装设备将支承底架和两根配重梁吊装就位，配重梁分别放置在支承底架左右两侧地面上且平行于支承底架长边方向；

2、调整支承底架上的铰支座与滚动支座的间距为1600mm，将待测叠合板吊放到支承底架上；

3、在叠合板跨中和两端支座位置架设安装位移测量装置，用于叠合板跨中位移和支座沉陷的测量；

4、在预制叠合板上布置3道加载绑带，并根据加载绷带数量选择合适尺寸的橡胶气囊，橡胶气囊沿支承底架长边方向的尺寸为400mm，然后将橡胶气囊均匀放置于桁架钢筋之间，且相邻两橡胶气囊纵向(支承底架长边方向)净距不小于50mm；

5、根据橡胶气囊在预制叠合板上的位置，先选择配重梁上的锚栓对锚固板和施荷传力架的安装位置进行粗调，再通过锚固板和施荷传力架上的长圆孔对其安装位置进行微调，使施荷传力架、橡胶气囊、锚固板的中心线大致重合；

6、将加载绑带一端与锚固板上的第一矩形环连接，然后绕过橡胶气囊后与施荷传力架上部的第三矩型环连接，并通过调节器调节加载绑带的长度，对加载绷带进行预紧；完成装置的安装，参照图5所示；

6、随后即可进行荷载施加，荷载施加过程中分级进行加载，每级加载值根据三个数显液压千斤顶进行平均分配，由于预制叠合板两侧的加载绷带对叠合板产生三对向下的拉力，因此每个数显液压千斤顶的数值应为每级加载值的1/6，每级加载时先对位于两侧的两个数显液压千斤顶进行加压，最后对中间的数显液压千斤顶进行加压；每级加载完成后，持续10min～15min后再进行下一次加载，加载结束后参照图6所示；在持续时间内，观察裂缝的出现和开展，以及钢筋有无滑移等；在持续时间结束时，观察并记录各项读数。最终根据记录得到试验结果。

在一实施例中，预制叠合板的长度为3m，铰支座和滚动支座的间距为1600mm，与上述实施例的区别在于，加载绑带的数量设置为5道，根据加载绷带数量选择合适尺寸的橡胶气囊，橡胶气囊沿支承底架长边方向的尺寸为250mm，相邻两橡胶气囊纵向(支承底架长边方向)净距为50mm，数显液压千斤顶数量也为5，对五个数显液压千斤顶进行标号为1、2、3、4、5，在每级加载时，先对1和5号的两个数显液压千斤顶进行加压，然后对2和4号的的两个数显液压千斤顶进行加压，最后对3号的数显液压千斤顶进行加压，保证加载的稳定性。

在另一实施例中，与上述实施例的区别在于，预制叠合板的长度为1.5m，预制叠合板长度L不满1600mm情况下，支承间距取(L-100)mm，即铰支座和滚动支座的间距为1300mm，加载绑带的数量设置为3道，根据加载绷带数量选择合适尺寸的橡胶气囊，橡胶气囊沿支承底架长边方向的尺寸为300mm，相邻两橡胶气囊纵向(支承底架长边方向)净距为100mm。

本发明得益于预制叠合板单独工作阶段的最不利工况，是在支承间距最大的情况下，考虑后浇层未初凝，施工荷载满布的工况，即通常情况下支承间距取最大间距1600mm，因此叠合板荷载检验值基本固定，不会随着叠合板长度的增大而不断增大，使得配重梁可以固定不变，为本试验装置提供了方便。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种预制叠合板结构性能试验的加载装置，其特征在于，包括用于摆放叠合板的支承底架，所述支承底架沿长边两侧均设置有配重梁，两根配重梁之间通过加载绑带连接，所述加载绑带的数量至少为3，所述加载绑带与其中一个配重梁之间还设置有数显液压千斤顶，所述加载绑带绕设在叠合板上方且与叠合板之间设置有橡胶气囊，所述数显液压千斤顶加压顶出收紧加载绑带并通过加载绑带和橡胶气囊将两根配重梁的重量分级加载至叠合板表面。

2.如权利要求1所述的预制叠合板结构性能试验的加载装置，其特征在于，所述支承底架为钢框架结构，所述支承底架表面一端设置有铰支座，另一端设置有滚动支座，且铰支座和滚动支座的间距不大于1600mm。

3.如权利要求1所述的预制叠合板结构性能试验的加载装置，其特征在于，两根配重梁的总重量不小于叠合板荷载检验值的1.5倍；所述配重梁上设置有吊环。

4.如权利要求1所述的预制叠合板结构性能试验的加载装置，其特征在于，所述配重梁表面沿其长度方向等间距设置有锚栓，其中一个配重梁上设置有锚固板，所述锚固板上开设有避让锚栓的第一螺栓孔，所述锚固板通过螺母与锚栓配合锁固在配重梁上，所述锚固板表面设置有第一矩形环，所述加载绑带一端设置有第一连接拉钩，所述第一连接拉钩与第一矩形环配合连接，所述第一螺栓孔为长圆孔。

5.如权利要求4所述的预制叠合板结构性能试验的加载装置，其特征在于，另一个配重梁上设置有施荷传力架，所述施荷传力架上开设有避让锚栓的第二螺栓孔，所述施荷传力架通过螺母和锚栓配合锁固在配重梁上，所述数显液压千斤顶固定在施荷传力架内，所述第二螺栓孔为长圆孔。

6.如权利要求5所述的预制叠合板结构性能试验的加载装置，其特征在于，所述数显液压千斤顶固定在施荷传力架的顶板中间，所述顶板两侧上均开设有过槽，所述数显液压千斤顶的伸出端上设置有端板，两个过槽对应的端板表面设置有两个第二矩形环，两个第二矩形环与反力绷带连接，所述反力绷带还穿过两个过槽设置在顶板上部，所述反力绷带上套设有第三矩形环，所述第三矩形环通过第二连接拉钩与加载绑带连接。

7.如权利要求1所述的预制叠合板结构性能试验的加载装置，其特征在于，所述加载绑带的数量为3道、5道或7道，所述加载绑带上设置有调节器。

8.如权利要求1所述的预制叠合板结构性能试验的加载装置，其特征在于，所述橡胶气囊沿支承底架长边方向的尺寸在150mm～450mm之间，且相邻加载绑带之间的橡胶气囊的净距不小于50mm。

9.一种预制叠合板结构性能试验的加载方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任意一项所述的加载装置，包括以下步骤：

步骤1)通过吊装设备将支承底架和两根配重梁吊装就位，两根配重梁位于支承底架长边的两侧；

步骤2)调整铰支座和滚动支座的间距，将待测叠合板吊放到支承底架上；

步骤3)在叠合板跨中和两端支座位置架设安装位移测量装置，用于叠合板跨中位移和支座沉陷的测量；

步骤4)根据铰支座和滚动支座的间距确定在叠合板上布置加载绑带的数量并选择合适尺寸的橡胶气囊，然后将橡胶气囊均匀放置于叠合板表面；

步骤5)根据橡胶气囊在预制叠合板上的位置，先选择配重梁上的锚栓对锚固板和施荷传力架的安装位置进行粗调，再通过锚固板和施荷传力架上的长圆孔对其安装位置进行微调，使施荷传力架、橡胶气囊、锚固板的中心线大致重合；

步骤6)将加载绑带一端与锚固板上的第一矩形环连接，然后绕过橡胶气囊后与施荷传力架上部的第三矩型环连接，并通过调节器调节加载绑带的长度，对加载绑带进行预紧；

步骤7)操作数显液压千斤顶施加荷载，荷载加载过程中分级进行，每级加载值应根据千斤顶数量进行平均分配，并观察叠合板裂缝的出现和开展，以及钢筋有无滑移；在持续时间结束时，应观察并记录各项读数。

10.如权利要求9所述的预制叠合板结构性能试验的加载方法，其特征在于，在每级加载时，数显液压千斤顶的加压顺序按照从两侧向中间的方式进行，每级加载完成后，应持续10min～15min。

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