專(zhuān)利名稱：試件應(yīng)力測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種試件應(yīng)力測(cè)試方法及基于該應(yīng)力測(cè)試方法的應(yīng)力/應(yīng)變測(cè)試裝置，屬于土木工程結(jié)構(gòu)檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著大型橋梁的興建與使用，橋梁結(jié)構(gòu)，尤其是大型橋梁的日常檢測(cè)與維護(hù)越來(lái)越受到重視。然而無(wú)論是傳統(tǒng)的橋梁檢測(cè)還是新興的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，均需要使用大量應(yīng)變片，對(duì)于大型橋梁結(jié)構(gòu)而言，這種“以量保質(zhì)”的方式不得不提高檢測(cè)成本。而“搜索式的結(jié)構(gòu)損傷排查+可疑區(qū)域的細(xì)部無(wú)損檢測(cè)”的方案則為目前大型橋梁日常監(jiān)測(cè)、維護(hù)的理想方法。盡管日前聲發(fā)射技術(shù)在“損傷排查”區(qū)域得到了初步應(yīng)用，但其技術(shù)難度大、檢測(cè)成本高等不足限制了其進(jìn)一步廣泛使用。因此，研制經(jīng)濟(jì)、高效地結(jié)構(gòu)損傷排查設(shè)備或裝置具有十分現(xiàn)實(shí)的工程意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)的不足，提供一種試件應(yīng)力測(cè)試方法及基于該應(yīng)力測(cè)試方法的試件應(yīng)力測(cè)試裝置，其針對(duì)目前傳統(tǒng)應(yīng)變片粘貼麻煩、單次使用等不足而提出， 能在保證檢測(cè)精度的同時(shí)有效克服上述不足，大大提高了橋梁檢測(cè)效率與適用范圍。因此， 本實(shí)用新型在橋梁檢測(cè)中頗有優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力。為實(shí)現(xiàn)以上的技術(shù)目的，本發(fā)明將采取以下的技術(shù)方案一種試件應(yīng)力測(cè)試裝置，包括半封閉外殼、應(yīng)力測(cè)定裝置以及加壓構(gòu)件；所述應(yīng)力測(cè)定裝置靠近半封閉外殼的敞口端設(shè)置，且應(yīng)力測(cè)定裝置與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接；所述加壓構(gòu)件包括活塞塊以及推動(dòng)活塞塊在半封閉外殼的內(nèi)腔平移的活塞推桿，該活塞塊與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接，而活塞推桿的一端與活塞塊剛性固連，另一端則與半封閉外殼的封閉端螺紋連接后采用螺帽鎖緊；另外，半封閉外殼的封閉端、半封閉外殼的內(nèi)壁以及活塞塊圍接而成的空間設(shè)置有通氣孔，所述半封閉外殼采用磁性材料制作而成或者半封閉外殼的敞口端粘結(jié)磁性材料元件。所述應(yīng)力測(cè)定裝置包括接觸片以及弱彈模橡膠連接件，該接觸片包括接觸墊片以及粘貼在接觸墊片上的應(yīng)變片，且接觸墊片通過(guò)弱彈模橡膠連接件與半封閉外殼的敞口端氣密封連接，同時(shí)應(yīng)變片與應(yīng)變信號(hào)輸出線的一端連接，而應(yīng)變信號(hào)輸出線的另一端依次穿過(guò)活塞塊上所開(kāi)設(shè)的通孔、通氣孔后與應(yīng)變儀連接，且應(yīng)變信號(hào)輸出線與活塞塊上所開(kāi)設(shè)通孔的孔壁間氣密封連接。所述半封閉外殼呈圓柱形設(shè)置；所述應(yīng)力測(cè)定裝置、加壓構(gòu)件與半封閉外殼同軸布置；所述弱彈模橡膠連接件內(nèi)部設(shè)置與接觸墊片外緣相適配的空腔，該弱彈模橡膠連接件箍緊接觸墊片的外緣，且弱彈模橡膠連接件內(nèi)腔由弦長(zhǎng)不等的兩組以上的扇面交錯(cuò)拼接而成。所述半封閉外殼的敞口端安裝圓環(huán)形高摩阻橡膠片。[0009]所述活塞塊包括金屬圓盤(pán)以及安裝在金屬圓盤(pán)上的橡膠塊，所述金屬圓盤(pán)與活塞推桿固定，而橡膠塊則與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接。所述通氣孔至少為三個(gè)，各通氣孔均開(kāi)設(shè)在半封閉外殼的內(nèi)壁上，且各通氣孔環(huán)形均布。所述活塞推桿為螺桿。根據(jù)以上的技術(shù)方案，與目前廣泛使用的結(jié)構(gòu)檢測(cè)設(shè)備相比，本實(shí)用新型具有以下幾個(gè)特點(diǎn)1、操作便捷，測(cè)試速度快試件應(yīng)力測(cè)試裝置可直接吸附于磁性結(jié)構(gòu)表面，并且只要通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺帽即可完成應(yīng)變片與待測(cè)結(jié)構(gòu)的緊密連接；當(dāng)數(shù)據(jù)采集完畢后，直接反向旋轉(zhuǎn)螺帽即可。相比于傳統(tǒng)的應(yīng)變片粘貼方式，本產(chǎn)品的操作性能優(yōu)勢(shì)顯著。對(duì)于非磁性結(jié)構(gòu)，如混凝土結(jié)構(gòu)等，可利用環(huán)氧樹(shù)脂在其表面粘貼磁性材料制成的薄片，再將試件應(yīng)力測(cè)試裝置吸附即可。2、循環(huán)使用，適用范圍廣每次測(cè)試中，試件應(yīng)力測(cè)試裝置中的應(yīng)變片均保留原有狀態(tài)，在其表面無(wú)雜質(zhì)附著的情況下，可用于下一次檢測(cè)，這使得試件應(yīng)力測(cè)試裝置可多次、重復(fù)循環(huán)使用。此外，試件應(yīng)力測(cè)試裝置中的應(yīng)變片可以是普通應(yīng)變片，也可以是正弦式應(yīng)變片等其他形式，可適用于各種結(jié)構(gòu)的應(yīng)變/應(yīng)力檢測(cè)。3、滿足結(jié)構(gòu)檢測(cè)精度要求本實(shí)用新型所述試件應(yīng)力測(cè)試裝置是通過(guò)高氣壓使應(yīng)變片及接觸墊片與待測(cè)結(jié)構(gòu)緊密接觸，其變形協(xié)調(diào)性能不如直接粘貼的應(yīng)變片，故檢測(cè)精度較粘貼式應(yīng)變片低；但經(jīng)過(guò)本申請(qǐng)人的相關(guān)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)表明，本實(shí)用新型所述的試件應(yīng)力測(cè)試裝置的應(yīng)變/應(yīng)力測(cè)試誤差能夠有效地控制在5%左右，滿足實(shí)際工程中日常檢測(cè)與損傷排查的要求。綜上所述，本實(shí)用新型主要適用于大型橋梁結(jié)構(gòu)，尤其是鋼橋的日常檢測(cè)與損傷排查；通過(guò)快速、大范圍的“應(yīng)力聽(tīng)診”，以確定現(xiàn)役橋梁可能存在的結(jié)構(gòu)損傷，并采用其他設(shè)備對(duì)可疑區(qū)域進(jìn)行細(xì)部檢測(cè)。試件應(yīng)力測(cè)試裝置使得“搜索式的結(jié)構(gòu)損傷排查+可疑區(qū)域的細(xì)部無(wú)損檢測(cè)”檢測(cè)方式便捷化、簡(jiǎn)約化，可大大優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)日常檢測(cè)的資源分配， 以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)檢測(cè)的定期化與高效化。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的A-A結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中B向結(jié)構(gòu)示意圖；其中螺帽1 ；通氣孔2 ；導(dǎo)線3 ；金屬圓盤(pán)4 ；硅橡膠密封5 ；弱彈模橡膠連接件6 ； 活塞推桿7 ；半封閉外殼8 ；活塞塊9 ；高摩阻橡膠片10 ；接觸片11 ；應(yīng)變片12 ；導(dǎo)線口 13。
具體實(shí)施方式
附圖非限制性地公開(kāi)了本實(shí)用新型所涉及優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；以下將結(jié)合附圖詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。[0026]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種試件應(yīng)力測(cè)試裝置，如圖1至3所示，該試件應(yīng)力測(cè)試裝置包括半封閉外殼、應(yīng)力測(cè)定裝置以及加壓構(gòu)件；所述應(yīng)力測(cè)定裝置靠近半封閉外殼的敞口端設(shè)置，且應(yīng)力測(cè)定裝置與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接；所述加壓構(gòu)件包括活塞塊以及推動(dòng)活塞塊在半封閉外殼的內(nèi)腔平移的活塞推桿，該活塞塊與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接，而活塞推桿的一端與活塞塊剛性固連，另一端則與半封閉外殼的封閉端螺紋連接后采用螺帽1鎖緊，本實(shí)施例中，所述活塞推桿為螺桿；另外，半封閉外殼的封閉端、半封閉外殼的內(nèi)壁以及活塞塊圍接而成的空間設(shè)置有通氣孔2，所述通氣孔2至少為三個(gè)，各通氣孔2 均開(kāi)設(shè)在半封閉外殼的內(nèi)壁上，且各通氣孔2環(huán)形均布；所述半封閉外殼采用磁性材料制作而成或者半封閉外殼的敞口端粘結(jié)磁性材料元件。如圖2所示，所述應(yīng)力測(cè)定裝置包括接觸片以及弱彈模橡膠連接件，該接觸片包括接觸墊片以及粘貼在接觸墊片上的應(yīng)變片，且接觸墊片通過(guò)弱彈模橡膠連接件與半封閉外殼的敞口端氣密封連接，本實(shí)用新型中，弱彈模橡膠連接件是指變形能力比較好的橡膠片，以滿足加壓構(gòu)件施壓時(shí)，能夠及時(shí)地實(shí)現(xiàn)應(yīng)變片與測(cè)點(diǎn)的貼緊；同時(shí)應(yīng)變片與應(yīng)變信號(hào)輸出線的一端連接，而應(yīng)變信號(hào)輸出線的另一端依次穿過(guò)活塞塊上所開(kāi)設(shè)的通孔、通氣孔2 后與應(yīng)變儀連接，且應(yīng)變信號(hào)輸出線與活塞塊上所開(kāi)設(shè)通孔的孔壁間氣密封連接。所述半封閉外殼呈圓柱形設(shè)置；所述應(yīng)力測(cè)定裝置、加壓構(gòu)件與半封閉外殼同軸布置；所述弱彈模橡膠連接件內(nèi)部設(shè)置與接觸墊片外緣相適配的空腔，該弱彈模橡膠連接件箍緊接觸墊片的外緣，且弱彈模橡膠連接件內(nèi)腔由弦長(zhǎng)不等的兩組以上的扇面交錯(cuò)拼接而成。所述半封閉外殼的敞口端安裝圓環(huán)形高摩阻橡膠片10。所述活塞塊包括金屬圓盤(pán)4以及安裝在金屬圓盤(pán)4上的橡膠塊，所述金屬圓盤(pán)4與活塞推桿固定，而橡膠塊則與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接。由此可知，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)1、本實(shí)用新型利用氣密式高壓使應(yīng)變片及接觸墊片與被測(cè)試區(qū)域貼緊，使其變形與測(cè)試區(qū)變形高度協(xié)調(diào)。2、本實(shí)用新型采用強(qiáng)磁性金屬外殼，通過(guò)磁力與待測(cè)結(jié)構(gòu)上的鐵磁性金屬緊密連接，以提供艙室高壓產(chǎn)生的作用反力。其中，為確保試件應(yīng)力測(cè)試裝置的密封性能，金屬外殼與待測(cè)結(jié)構(gòu)接觸區(qū)域布置環(huán)向高摩阻橡膠片。若被測(cè)結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，則直接將試件應(yīng)力測(cè)試裝置附著于其上，同時(shí)施加氣壓即可；若被測(cè)結(jié)構(gòu)為非鐵磁性結(jié)構(gòu)，如混凝土、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等，對(duì)其表面進(jìn)行整平處理后，利用環(huán)氧樹(shù)脂粘貼薄鋼片，然后再將試件應(yīng)力測(cè)試裝置附著于其上。3、強(qiáng)磁性金屬外殼頂部開(kāi)設(shè)螺紋孔，并將螺桿貫通于其中，金屬外殼頂部設(shè)有螺帽1，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺帽1可使螺桿上、下運(yùn)動(dòng)。螺桿底部設(shè)有金屬圓盤(pán)4，圓盤(pán)另一側(cè)粘貼密封橡膠活塞。金屬圓盤(pán)4與橡膠活塞構(gòu)成整體，其四周與金屬外殼緊密接觸，確?；钊虏靠臻g的密封性，金屬圓盤(pán)4同時(shí)提供了較大的剛度，避免活塞在加、減壓過(guò)程中發(fā)生較大的變形?；钊虚_(kāi)設(shè)有一個(gè)小孔，用于導(dǎo)出應(yīng)變片的電信號(hào)。剩余空隙采用硅橡膠密封5。4、活塞最高位置與金屬外殼頂部均有一定的間距，在此范圍內(nèi)，金屬外殼沿環(huán)向設(shè)有若干小孔，用于平衡活塞上部空間的氣壓，同時(shí)可作為導(dǎo)線3的一個(gè)出口。5、應(yīng)變片通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂直接粘貼于接觸墊片上。接觸墊片厚度極小，通過(guò)弱彈模橡膠帶與強(qiáng)磁性金屬外殼連接，其中，橡膠帶的厚度極小，且呈扇形布置，以均衡接觸墊片的應(yīng)力分布；接觸墊片在與強(qiáng)磁性金屬外殼連接前應(yīng)施加環(huán)向預(yù)應(yīng)力或雙向預(yù)應(yīng)力，使其處于繃緊狀態(tài)。 6、應(yīng)變可以為常規(guī)的應(yīng)變片，也可以是正弦式應(yīng)變片等。
權(quán)利要求1.一種試件應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于包括半封閉外殼、應(yīng)力測(cè)定裝置以及加壓構(gòu)件；所述應(yīng)力測(cè)定裝置靠近半封閉外殼的敞口端設(shè)置，且應(yīng)力測(cè)定裝置與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接；所述加壓構(gòu)件包括活塞塊以及推動(dòng)活塞塊在半封閉外殼的內(nèi)腔平移的活塞推桿，該活塞塊與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接，而活塞推桿的一端與活塞塊剛性固連，另一端則與半封閉外殼的封閉端螺紋連接后采用螺帽鎖緊；另外，半封閉外殼的封閉端、半封閉外殼的內(nèi)壁以及活塞塊圍接而成的空間設(shè)置有通氣孔，所述半封閉外殼采用磁性材料制作而成或者半封閉外殼的敞口端粘結(jié)磁性材料元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述試件應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于所述應(yīng)力測(cè)定裝置包括接觸片以及弱彈模橡膠連接件，該接觸片包括接觸墊片以及粘貼在接觸墊片上的應(yīng)變片，且接觸墊片通過(guò)弱彈模橡膠連接件與半封閉外殼的敞口端氣密封連接，同時(shí)應(yīng)變片與應(yīng)變信號(hào)輸出線的一端連接，而應(yīng)變信號(hào)輸出線的另一端依次穿過(guò)活塞塊上所開(kāi)設(shè)的通孔、通氣孔后與應(yīng)變儀連接，且應(yīng)變信號(hào)輸出線與活塞塊上所開(kāi)設(shè)通孔的孔壁間氣密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述試件應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于所述半封閉外殼呈圓柱形設(shè)置；所述應(yīng)力測(cè)定裝置、加壓構(gòu)件與半封閉外殼同軸布置；所述弱彈模橡膠連接件內(nèi)部設(shè)置與接觸墊片外緣相適配的空腔，該弱彈模橡膠連接件箍緊接觸墊片的外緣，且弱彈模橡膠連接件內(nèi)腔由弦長(zhǎng)不等的兩組以上的扇面交錯(cuò)拼接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述試件應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于所述半封閉外殼的敞口端安裝圓環(huán)形高摩阻橡膠片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述試件應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于所述活塞塊包括金屬圓盤(pán)以及安裝在金屬圓盤(pán)上的橡膠塊，所述金屬圓盤(pán)與活塞推桿固定，而橡膠塊則與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述試件應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于所述通氣孔至少為三個(gè)，各通氣孔均開(kāi)設(shè)在半封閉外殼的內(nèi)壁上，且各通氣孔環(huán)形均布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述試件應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于所述活塞推桿為螺桿。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種試件應(yīng)力測(cè)試裝置，包括半封閉外殼、應(yīng)力測(cè)定裝置以及加壓構(gòu)件；應(yīng)力測(cè)定裝置與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接；加壓構(gòu)件包括活塞塊以及推動(dòng)活塞塊在半封閉外殼的內(nèi)腔平移的活塞推桿，該活塞塊與半封閉外殼的內(nèi)壁氣密封連接，而活塞推桿的一端與活塞塊剛性固連，另一端則與半封閉外殼的封閉端螺紋連接后采用螺帽鎖緊；半封閉外殼的封閉端、半封閉外殼的內(nèi)壁以及活塞塊圍接而成的空間設(shè)置有通氣孔，半封閉外殼采用磁性材料制作而。本實(shí)用新型能在保證檢測(cè)精度的同時(shí)有效克服傳統(tǒng)應(yīng)變片粘貼麻煩、單次使用等不足，大大提高了橋梁檢測(cè)效率與適用范圍。
文檔編號(hào)G01M5/00GK202329975SQ20112048321
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者傅中秋, 吉伯海, 徐聲亮 申請(qǐng)人:河海大學(xué)