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原文传递一种锈蚀预应力筋力学性能原位测试装置和方法

专利名称：	一种锈蚀预应力筋力学性能原位测试装置和方法
摘要：	本发明公开一种锈蚀预应力筋力学性能原位测试装置和方法，测试装置由主钢臂、侧钢臂、螺杆、螺帽、千斤顶、压力传感器、引伸计和夹片组成。两个侧钢臂一端通过螺栓与主钢臂连接形成加载框架，另一端设置开口的锥形孔洞，测试预应力筋通过夹片锚固于两侧钢臂锥孔内，两侧钢臂内侧依次布置千斤顶和压力传感器，通过千斤顶施加压力，形成杠杠加载体系。引伸计用于测定预应力筋变形，通过对引伸计和压力传感器读数的推算，可测得锈蚀预应力筋荷载变形关系等力学性能参数。本发明提出的测量装置和方法，能够实现对锈蚀预应力筋的力学性能的原位测试，真实反应预应力筋的受力状态，避免传统将预应力筋放张拆除后再进行力学性能测试引起的误差。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	湘潭大学
发明人：	张旭辉;汪洋;杨才千;吴航;陈秋池
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910443598.4
公开号：	CN110031312A
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	411105 湖南省湘潭市雨湖区湘潭大学
主权项：	1.一种锈蚀预应力筋力学性能原位测试装置和方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1)根据测试预应力筋直径d确定侧钢臂锥孔和夹片的尺寸，通过夹片将测试预应力筋安装并锚固于测试装置上，安装千斤顶、压力传感器和引伸计； (2)调试仪器，调节千斤顶消除压力传感器与侧钢臂间的空隙，并将压力传感器和引伸计读数清零； (3)通过千斤顶正式进行加载，调节适当的加载速率和数据采集频率，连续同步读取压力传感器和引伸计读数Fn、ln(n＝1、2、3…)，直至测试预应力筋被拉断，对应的最大压力值为Fmax； (4)通过杆杠原理将千斤顶压力值换算为测试预应力所受的拉力值Fs,n＝FnL1/(L1+L2)，断裂时预应力筋拉力值为Fs,max＝FmaxL1/(L1+L2)。同时计算拉力Fs,n作用下测试预应力筋的拉应力值σn＝Fs,n/As，拉应变值εn＝ln/l0。注：L1、L2分别为压力传感器中轴线距预应力筋与连接螺栓的距离，As为预应力筋锈蚀后的残余面积，l0为引伸计的测试标距； (5)以预应力筋的拉应变值εn为横坐标，以预应力筋的拉应力值σn为纵坐标，绘制预应力筋应力应变曲线，确定锈蚀预应力筋的力学参数。 2.根据权利要求1所述锈蚀预应力筋力学性能原位测试方法，其特征在于，所述的步骤(5)还包括以下步骤： (1)根据绘制的应力应变曲线确定预应力筋的工作应力、屈服强度和极限强度。应力应变曲线存在明显的两个转折点，第二个折点即为测试预应力筋的屈服强度，断裂时对应的应力为预应力筋的极限强度； (2)确定锈蚀预应力筋的弹性模量。应力应变曲线中两个折点间直线段的斜率即为预应力筋的弹性模量； (3)确定锈蚀预应力筋的屈服应变和极限应变。以第一个转折点为起点，向下延伸两个折点间的直线分别与纵坐标、横坐标轴相交。直线延长线与纵坐标的交点对应的应力值为测试预应力筋当前被施加的有效预应力值；直线延长线与横坐标的交点至第二个折点间的水平距离即为预应力筋的屈服应变，直线延长线与横坐标的交点至断裂点间的水平距离即为预应力筋的极限应变。 3.一种实现权利要求1所述方法的测试装置，其特征在于，该装置包括主钢臂、侧钢臂、螺杆、螺帽、夹片、预应力筋、千斤顶、压力传感器、引伸计，所述的侧钢臂数量为两个，两个侧钢臂一端通过螺栓与主钢臂连接形成加载框架，另一端设置开口的锥形孔洞，被测试预应力筋通过夹片锚固于两侧钢臂锥孔内；所述的千斤顶和压力传感器依次布置在两个侧钢臂的中间，与加载框架和测试预应力筋形成杠杠加载体系；所述的压力传感器用以测定千斤顶施加的拉力值；所述的引伸计安装在被测试预应力筋上，用以测定预应力筋的变形。 4.根据权利要求3所述测试装置，其特征在于，所述两个侧钢臂一侧设置开口的锥孔，锥孔内侧直径小、外侧直径大，预应力筋可通过开口置于侧钢臂锥孔内，通过夹片进行锚固。 5.根据权利要求3所述测试装置，其特征在于，所述的千斤顶为液压千斤顶或机械千斤顶，可用螺栓固定于侧钢臂上，千斤顶承载力要大于或接近预应力筋极限拉力的2倍左右。 6.根据权利要求3所述测试装置，其特征在于，所述的引伸计通过橡皮筋安装在测试预应力筋上，引伸计的测试标距应小于主钢臂长度。 7.根据权利要求3所述测试装置，其特征在于，所述的压力传感器和引伸计与对应的数据采集系统连接，可以自动连续采集或手动分级进行数据采集。
所属类别：	发明专利