本實用新型涉及土木工程結(jié)構(gòu)片材粘貼加固，尤其涉及一種片材粘結(jié)性能單剪測試儀和測試結(jié)構(gòu)。

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背景技術(shù)：
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目前，在實際加固結(jié)構(gòu)工程中，大多采用粘貼鋼板和纖維復(fù)合材料等粘結(jié)材料進行加固的方法。

其中以FRP片材進行加固為例，所采用的粘貼FRP片材加固混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量現(xiàn)場檢驗方法是根據(jù)《纖維增強復(fù)合材料建設(shè)工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50608-2010)利用數(shù)顯式粘結(jié)強度測試儀對加固結(jié)構(gòu)表面上粘貼的FRP片材進行檢驗。這種檢驗方法是先從加固表面向混凝土基體內(nèi)部切割直徑為40mm的圓形預(yù)切縫，切入混凝土深度為2mm～3mm，寬度1mm～2mm。然后用正拉粘結(jié)強度大于FRP片材粘貼樹脂的正拉粘結(jié)強度的取樣粘結(jié)劑將測試儀上的圓形鋼標準塊和FRP片材粘結(jié)，最后進行正拉試驗直至破壞。最終記錄的是粘貼FRP在正拉破壞時的荷載值P，并通過公式可計算得出粘貼FRP片材的正拉粘結(jié)強度f，其中S為鋼標準塊的粘結(jié)面面積。

在實際加固工程中，對FRP片材的應(yīng)用是將FRP布用膠粘貼于要加固的結(jié)構(gòu)表面上，真正發(fā)揮性能的是FRP片材自身的抗拉性能以及FRP—混凝土界面的粘結(jié)性能。這種粘結(jié)大多數(shù)情況都是FRP—混凝土界面受剪切應(yīng)力作用，而現(xiàn)有檢測方式則是以粘貼FRP的正拉粘結(jié)強度作為檢測加固混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的指標，其檢測得出的結(jié)果與實際粘貼FRP的粘結(jié)強度和破壞模式都會有較大的差異，所以并不能實際反映出粘貼FRP片材在加固結(jié)構(gòu)上的粘結(jié)性能。

專利號為CN201510211688.2的發(fā)明公開了一種測定FRP-混凝土雙面剪切性能的測試裝置及測試方法，該裝置包括液壓千斤頂、力傳感器、試件、計算機、液壓油泵、錨固鋼板、靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)。在試件表面適合位置粘貼纖維布片材。測試前在纖維片材表面粘貼應(yīng)變片。測試時液壓油源可以控制液壓千斤頂水平加載。計算機同時控制力傳感器和靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)。位移計通過信號線與靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)相連，應(yīng)變片通過導(dǎo)線與靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)相連。力傳感器和靜態(tài)信號測試分析系統(tǒng)輸出端和計算機相連，從而測試FRP-混凝土雙面剪切性能。該發(fā)明還指出，目前規(guī)范采用的是正拉試驗來測量纖維布與混凝土界面的粘結(jié)性能。從受力的角度來說，剪切狀態(tài)更符合真實受力情況，主要有單面剪切性能和雙面剪切性能。單面剪切試驗很難解決夾具滑移以及試件對中問題，而雙面剪切試驗方法一般都較為復(fù)雜，試驗設(shè)備要求也很高，缺乏結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便的試驗方式。

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技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便、夾具不會滑移的片材粘結(jié)性能單剪測試儀。

本實用新型另一個要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便,便于在工程現(xiàn)場快速檢驗片材的粘貼質(zhì)量，便于試件對中的片材粘結(jié)性能單剪測試結(jié)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是，一種片材粘結(jié)性能單剪測試儀，包括液壓裝置、牽引索和片材夾頭，液壓裝置包括手動液壓泵、數(shù)顯壓力表和液壓牽引裝置，液壓牽引裝置包括用于固定在地面上的底座；手動液壓泵的輸出端通過油路接液壓牽引裝置，數(shù)顯壓力表安裝在油路上；液壓牽引裝置的動力輸出端接牽引索的下端，片材夾頭與牽引索的上端連接。

以上所述的片材粘結(jié)性能單剪測試儀，液壓牽引裝置包括千斤頂、雙面齒條、U形齒條和兩個齒輪，底座包括底板和四塊側(cè)板，四塊側(cè)板的下端固定在底板上；U形齒條包括橫板和與橫板連接的兩條立板，立板的內(nèi)側(cè)包括齒條；左側(cè)板的內(nèi)壁和右側(cè)板的內(nèi)壁各包括U形齒條的滑道，U形齒條的立板別嵌在滑道中；兩個齒輪布置在U形齒條的兩條立板之間，齒輪外側(cè)的輪齒與立板內(nèi)側(cè)的齒條嚙合；前側(cè)板孔和后側(cè)板各包括兩個軸孔，兩個齒輪的軸頭由軸孔支承；雙面齒條豎直地布置在兩個齒輪之間，雙面齒條兩側(cè)的齒條分別與兩個齒輪內(nèi)側(cè)的輪齒嚙合；千斤頂布置在U形齒條的橫板與底座的底板之間，雙面齒條的頂端作為液壓牽引裝置的動力輸出端接牽引索的下端。

以上所述的片材粘結(jié)性能單剪測試儀，所述的牽引索是鏈條。

以上所述的片材粘結(jié)性能單剪測試儀，包括上端敞口的槽箱，槽箱的底板固定在底座的頂端；槽箱底板的中部包括牽引索孔，牽引索穿過牽引索孔。

以上所述的片材粘結(jié)性能單剪測試儀，所述的片材是FRP片材、薄鋼板、木板或竹纖維板。

以上所述的片材粘結(jié)性能單剪測試儀，U形齒條包括兩條豎直布置的擋板，擋板的下端與橫板的中部連接。

一種片材粘結(jié)性能單剪測試結(jié)構(gòu)，包括混凝土梁、片材和上述的片材粘結(jié)性能單剪測試儀，所述的片材粘貼在混凝土梁的側(cè)面，下端露出；液壓牽引裝置的底座用復(fù)數(shù)個膨脹螺栓固定在片材下方的地面上，液壓牽引裝置的動力輸出端位于所述的片材的正下方，片材夾頭夾在片材的下端。

本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便,便于在工程現(xiàn)場快速檢驗片材的粘貼質(zhì)量，便于試件對中，便于操作，檢測數(shù)據(jù)準確。

[附圖說明]

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型實施例片材粘結(jié)性能單剪測試結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2是本實用新型實施例液壓牽引裝置底座的主視圖。

圖3是本實用新型實施例液壓牽引裝置底座的俯視圖。

圖4是本實用新型實施例槽箱的俯視圖。

圖5是本實用新型實施例U形齒條主視圖。

圖6是本實用新型實施例U形齒條的俯視圖。

圖7是本實用新型實施例牽引索和夾具的主視圖。

[具體實施方式]

本實用新型實施例片材粘結(jié)性能單剪測試結(jié)構(gòu)如圖1至圖7所示，包括混凝土梁100、FRP片材200和片材粘結(jié)性能單剪測試儀，F(xiàn)RP片材200粘貼在混凝土梁100的側(cè)面，下端露出。

片材粘結(jié)性能單剪測試儀包括液壓裝置、作為牽引索的鏈條8和片材夾頭9，液壓裝置包括手動液壓泵7、數(shù)顯壓力表6和液壓牽引裝置300。

液壓牽引裝置300包括底座1、千斤頂2、雙面齒條3、U形齒條4和兩個齒輪5。

液壓牽引裝置300的底座1用8個膨脹螺栓11固定在片材下方地面的混凝土基礎(chǔ)400上，液壓牽引裝置300的動力輸出端位于片材的正下方，片材夾頭9夾在片材200的下端。

U形齒條4包括橫板401和與橫板401連接的兩條立板402，立板402的內(nèi)側(cè)是齒條403。

底座1用底板101和四塊側(cè)板102焊接而成，四塊側(cè)板的下端固定在底板101上。底板101上開設(shè)有8個的膨脹螺栓孔107，膨脹螺栓11將底座1錨固于地面，防止測試儀在進行測試過程中底座1因受拉力而被抬起。底板101兩側(cè)中間分別焊接一個把手便于底座1搬運。

左側(cè)板的內(nèi)壁和右側(cè)板102A的內(nèi)壁各包括一條U形齒條的滑道103，U形齒條4的立板402別嵌在滑道103中，與滑道103滑動配合。

兩個齒輪5布置在U形齒條4的兩條立板402之間，齒輪5外側(cè)的輪齒與立板402內(nèi)側(cè)的齒條403嚙合。前側(cè)板和后側(cè)板102B各有兩個軸孔104，兩根齒輪軸501的軸頭由軸孔104支承，齒輪5由套在齒輪軸501中部的軸承502支承，在齒輪軸501上轉(zhuǎn)動。

雙面齒條3豎直地布置在兩個齒輪5之間，雙面齒條3兩側(cè)的齒條分別與兩個齒輪5內(nèi)側(cè)的輪齒嚙合。U形齒條4還包括兩條豎直布置的擋板404，擋板404的下端與橫板401的中部連接，擋條404可以防止雙面齒條3與兩個齒輪5脫離嚙合。

千斤頂2布置在U形齒條4的橫板401與底座1的底板101之間，雙面齒條3的頂端作為液壓牽引裝置300的動力輸出端接鏈條8的下端。

手動液壓泵7的液壓油出口通過管道12接千斤頂2，數(shù)顯壓力表6安裝在管道12上。雙面齒條3的上端接鏈條8的下端，片材夾頭9與鏈條8的上端連接。

上端敞口的槽箱13安裝在底座1的頂部，槽箱的底板1301固定在底座1的頂端。底座1前側(cè)板和后側(cè)板的內(nèi)壁上各有兩條加強板106，加強板的頂端插入到槽箱底板1301的定位孔1302中。

槽箱底板1301的中部有一個鏈條孔1303，鏈條8穿過鏈條孔1303，試驗過程中，當(dāng)FRP片材200與混凝土梁100的粘接處破壞時，夾頭9和FRP片材200掉落到槽箱13中。

本實用新型以上實施例的測試過程如下：先將測試儀的中心對準豎直下垂的待拉FRP條帶，并將測試儀用膨脹螺栓錨固于地面上，然后用測試儀中心位置帶鏈條的夾頭9夾住FRP條帶，保證夾頭9下的鏈條8略微緊繃，再通過手動控制油泵，使得測試儀下部的千斤頂2向U形齒條4底部施加推力，帶動U型齒條和齒輪的傳動。兩端分別連接雙面齒條3和夾頭9的鏈條8受到一個垂直向下的力，由此帶動夾頭9拉扯FRP布條，使FRP粘結(jié)界面受到一個剪切應(yīng)力直至破壞。最后記錄的破壞壓強峰值會顯示于數(shù)顯壓力表6上，壓強峰值記為P，千斤頂2有效面積記為S，則破壞荷載F計算公式為F＝P×S，F(xiàn)即為FRP的極限粘結(jié)強度。

試驗時，F(xiàn)RP片材200可以先粘或后粘，如果FRP片材200(布條)是預(yù)先粘貼好的，用鉛錘或者激光定位儀將FRP布條的垂直投影中心畫在地面上，根據(jù)FRP布條的垂直投影中心在地面上鉆固定底座1的膨脹螺栓孔，然后再將液壓牽引裝置300的底座1用8個膨脹螺栓固定在FRP布條下方地面的混凝土基礎(chǔ)上。

因為是單剪測試，所以實際工程測試中在貼布的時候也可以預(yù)先固定液壓牽引裝置300的底座1，再在混凝土梁100上對應(yīng)貼FRP布條。

本實用新型以上實施例單剪測試儀所得出的粘結(jié)強度是FRP片材粘結(jié)界面的剪切強度，與實際工程中粘貼FRP片材所發(fā)揮的作用更加接近，故用此測試儀進行FRP加固質(zhì)量檢測會更加準確。另一方面，測試儀的結(jié)構(gòu)原理簡單，測試儀的制作工藝也相對簡單，且其夾具經(jīng)過改裝后亦可用于檢測粘貼薄鋼板、木板、竹纖維等片材在加固結(jié)構(gòu)中的粘結(jié)性能和施工質(zhì)量。