本發(fā)明涉及建筑工程檢驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種錨栓拉拔試驗系統(tǒng)及在該系統(tǒng)下的試驗方法。

背景技術(shù)：

常規(guī)的錨栓拉拔試驗，首先是將錨栓植入墻體內(nèi)，然后將拉拔儀的穿心千斤頂直接穿過錨栓放置在墻體上，對錨栓施加拉拔力的同時，將墻體作為支撐提供反力，完成試驗。這種拉拔試驗方式存在很大的弊端，就是試驗時力的施加與傳遞與實際錨栓受力有很大的區(qū)別，這主要表現(xiàn)在兩個方面：一是錨栓實際受力方向不一定是水平的，可能根據(jù)用途不同，會出現(xiàn)水平拉力，斜向上拉力，斜向下的拉力等多種情況，而常規(guī)試驗只能提供水平向的拉力；二是試驗時力的傳遞路徑與實際受力不同，進而導(dǎo)致破壞模式及承載力測試的不準確，實際受力時，首先是外荷載傳遞給錨栓，然后由錨栓傳遞給墻體，進而墻體和錨栓出現(xiàn)破壞。但是，常規(guī)試驗時墻體是在拉拔儀穿心千斤頂?shù)南拗谱饔孟伦冃纹茐牡模灾粫霈F(xiàn)很少部分的楔形破壞、界面滑脫破壞等，屬于破壞面很小的破壞，而不會出現(xiàn)墻體的整體大面積破壞，這種破壞與實際墻體的破壞有很大的不同，而且承載力會偏高，使實際墻體處于一種不安全的狀態(tài)。因此常規(guī)的錨栓拉拔試驗急需改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種錨栓拉拔試驗系統(tǒng)及試驗方法，能夠使拉拔試驗過程中的受力情況與實際受力相一致、傳力明確、試驗數(shù)據(jù)更加準確。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

設(shè)計一種錨栓拉拔試驗系統(tǒng)，包括拉拔儀、鋼絞線以及支撐架；所述拉拔儀包括穿心千斤頂、液壓缸和手動泵；

所述支撐架包括兩組呈直角梯形形狀的架體，所述直角梯形的上底邊為架體的上部橫梁、下底邊為架體的下部橫梁，與底邊呈直角的腰為架體的側(cè)邊立柱、另一個腰為架體的斜桿，上底邊的鈍角一端到下底邊的高為架體的中部立柱；側(cè)邊立柱與中部立柱中點之間的連線為架體的中部橫梁，在所述中部橫梁與下部橫梁之間、中部橫梁與上部橫梁之間分別設(shè)有人字形支桿；所述中部立柱的下端與斜桿中點處之間連接有斜向支桿；

兩個架體平行設(shè)置，一個架體上任意兩條線的交點處與另一架體的對應(yīng)位置通過連桿相連接；兩個側(cè)邊立柱下端的連桿為前固定梁，兩個斜桿下端的連桿為后固定梁，所述前、后固定梁的兩端分別向兩側(cè)延伸出1/4～1/3的長度；

在兩個上部橫梁之上設(shè)有支撐墊板，在所述支撐墊板的中心位置設(shè)有拉線穿孔，在所述支撐墊板的下部、拉線穿孔與側(cè)邊立柱之間的位置設(shè)有轉(zhuǎn)向滑輪；所述穿心千斤頂設(shè)置于所述支撐墊板之上，并與外部的手動泵和液壓缸對應(yīng)連接，所述穿心千斤頂?shù)拇┬目着c所述支撐墊板上的拉線穿孔位置相對應(yīng)；

所述鋼絞線的一端與固定在試驗墻體上的錨固組件對應(yīng)連接，另一端先繞過所述轉(zhuǎn)向滑輪，再豎直穿過所述拉線穿孔和穿心千斤頂上的穿心孔后，用錨具固定在穿心千斤頂?shù)纳隙恕?/p>

優(yōu)選的，所述錨固組件包括采用后鉆孔方式穿入待測墻體的穿墻螺栓，以及套在所述穿墻螺栓上的拉線墊板；所述拉線墊板在墻體內(nèi)外兩側(cè)各設(shè)置一個，在其中一側(cè)的拉線墊板上設(shè)有拉線環(huán)，所述鋼絞線的一端通過UT型線夾連接在所述拉線環(huán)上。

優(yōu)選的，所述架體中的所有邊、以及兩架體之間的連桿均是由角鋼通過焊接連接而成。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向滑輪通過一個倒置的U型鋼槽固定在所述支撐墊板下部，所述轉(zhuǎn)向滑輪通過高強螺栓固定在所述U型鋼槽的兩側(cè)邊之間。

優(yōu)選的，在所述下部橫梁和前、后固定梁上分別設(shè)有用于將所述支撐架固定于地面上的膨脹螺栓孔?？赏ㄟ^膨脹螺栓將支撐架與地面牢固固定在一起。

優(yōu)選的，組成所述架體的角鋼為50×50×5mm的等邊角鋼；所述支撐墊板為300×300×20mm的鋼板；所述拉線穿孔的直徑為20～25mm。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，采用支撐架作為拉拔試驗的支撐系統(tǒng)，將穿心千斤頂設(shè)置于支撐架的頂部，支撐墊板能夠?qū)蝺x的穿心千斤頂起到支撐作用。轉(zhuǎn)向滑輪的主要作用是將斜向受力的拉線轉(zhuǎn)換成豎直向上的拉線，有利于拉拔儀施加拉力。鋼絞線一端與墻體上的錨栓固定后，另一端先繞過轉(zhuǎn)向滑輪豎直向上走，再穿過支撐墊板上的拉線穿孔和穿心千斤頂?shù)拇┬目祝潭ㄔ诖┬那Ы镯數(shù)捻敳?。安裝完畢后，按壓手動泵控制穿心千斤頂對鋼絞線施加向上的拉力。常規(guī)錨栓拉拔試驗中將穿心千斤頂直接穿過錨栓放置在墻體上，因而只能提供與墻體垂直的、水平向的拉力，而本發(fā)明中，可通過調(diào)整支撐架與墻體的距離，來改變鋼絞線與墻體之間的角度，即墻體的受力角度，而不再局限于穿心千斤頂只能施加垂直于墻體的拉力，能夠在拉拔試驗中模擬出墻體受到的各種不同角度、不同方向的力，使得試驗檢測結(jié)果更加全面。

常規(guī)試驗時是使用墻體作為支撐、提供反力，墻體是在拉拔儀穿心千斤頂?shù)南拗谱饔孟伦冃纹茐牡?，其產(chǎn)生的破壞通常是楔形破壞、界面滑脫破壞等破壞面很小的破壞；而墻體實際受力時，首先是外荷載傳遞給錨栓，然后由錨栓傳遞給墻體，進而墻體和錨栓出現(xiàn)破壞?？梢?，常規(guī)試驗中的受力路徑與實際受力時是不同的，其產(chǎn)生的破壞類型與墻體實際受力時容易產(chǎn)生的大面積破壞也是不同的，這就容易造成常規(guī)試驗中檢測出的墻面承載力數(shù)據(jù)偏高，與墻體實際承載力不符，容易出現(xiàn)安全隱患。本發(fā)明避免了穿心千斤頂將墻體作為支撐提供反力，使得拉拔試驗施加的荷載與墻體實際受力時產(chǎn)生的荷載相同，試驗時力的傳遞路徑與實際受力相同，檢測結(jié)果更加準確，誤差更小。

兩組架體組成整個支撐架的骨架，是主要的受力構(gòu)件，支撐架的結(jié)構(gòu)按照工程力學(xué)原理來設(shè)置，兩個架體中的上部橫梁、中部橫梁和下部橫梁以及兩架體之間的連桿提供了橫向支撐力；兩個架體的側(cè)邊立柱和中部立柱提供了豎向支撐力；兩個架體的斜桿、斜向支桿和人字形支桿提供了斜向支撐力并能夠分散支撐架的頂部受力，這樣的結(jié)構(gòu)使得支撐架的承載力更大，受力更加均勻、結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

本發(fā)明還涉及一種上述系統(tǒng)下的拉拔試驗方法，包括下列步驟：

（1）墻體鉆孔及拉線墊板安裝：試驗墻體采用后鉆孔方式，在墻體上鉆出四個鉆孔位置，并分別穿入穿墻螺栓；在螺栓上套有拉線墊板，墻體內(nèi)外兩側(cè)各一塊；在墻體內(nèi)側(cè)的墊板上設(shè)有拉線環(huán)；

（2）支撐架定位及錨固：確定支撐架前固定梁距離墻體內(nèi)側(cè)的位置，并通過調(diào)整前固定梁與墻體內(nèi)側(cè)的距離來確定鋼絞線的施力角度，將支撐架固定于地面上；

（3）拉拔儀安裝：將穿心千斤頂安裝在所述支撐墊板上的對應(yīng)位置，鋼絞線的一端固定于所述拉線環(huán)上，另一端繞過所述轉(zhuǎn)向滑輪，再豎直穿過所述拉線穿孔和穿心千斤頂?shù)拇┬目?，用錨具固定在穿心千斤頂?shù)纳隙?；將所述穿心千斤頂與外部的手動泵、液壓缸對應(yīng)連接；

（4）位移計安裝：位移計分別在拉線墊板周圍30cm處均勻布置，并沿著拉線墊板豎向軸線布置到墻頂；

（5）施加荷載：按壓拉拔儀的手動泵，控制所述穿心千斤頂對鋼絞線施加荷載。

優(yōu)選的，步驟（2）中，通過膨脹螺栓將所述支撐架固定于地面上；或通過在前、后固定梁上覆加壓重和打固定木樁的方式將所述支撐架固定于地面上。

優(yōu)選的，步驟（3）中采用UT型線夾將鋼絞線連接在拉線環(huán)上；

優(yōu)選的，步驟（4）中所述位移計為北京天瑞達生產(chǎn)的MFX-50式數(shù)顯式位移計，測量精度為0.01mm。

利用上述試驗系統(tǒng)進行錨栓拉拔試驗時，避免了常規(guī)的錨栓拉拔試驗中必須依靠墻體作為反力支撐，從而對試驗結(jié)果造成重大影響的問題；另一方面，該支撐架自帶的受力轉(zhuǎn)換輪，可改變拉線受力角度，試驗過程中可根據(jù)待測墻體上錨栓固定點的位置、拉線角度來確定前固定梁與墻體的距離，因為支撐體系中轉(zhuǎn)向滑輪的位置高度是確定的，所以調(diào)整前固定梁與墻體的距離即可改變拉線的施力角度，以便對不同角度的拉線進行試驗。

本發(fā)明的有益效果在于：

在充分考慮了常規(guī)錨栓拉拔試驗中存在的不足之處和錨栓及墻體實際受力情況，設(shè)計了本發(fā)明錨栓拉拔試驗系統(tǒng)，將穿心千斤頂放置在支撐墊板上，可以避免對墻體施加反力，通過使用轉(zhuǎn)向滑輪能夠?qū)⒋怪庇趬w的鋼絞線轉(zhuǎn)向豎直向上，將斜向受力的拉線轉(zhuǎn)換成豎直向上的拉線，有利于穿心千斤頂向上施加拉力；同時，調(diào)節(jié)支撐架與墻體的距離，可以改變鋼絞線與墻體的角度即拉線受力角度，有利于實現(xiàn)對錨栓施加不同方向的荷載。通過該拉拔儀支撐體系而做的拉拔試驗，其受力情況與實際受力相一致、傳力明確，試驗數(shù)據(jù)更加準確。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中支撐架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是兩組架體拆去連桿后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是支撐架的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是拉拔試驗時的鋼絞線安裝示意圖；

圖5是轉(zhuǎn)向滑輪的側(cè)視方向示意圖；

圖6是試驗1中的鋼絞線安裝方式示意圖；

圖7是試驗2中的鋼絞線安裝方式示意圖；

圖8是試驗3中的鋼絞線安裝方式示意圖；

圖9是試驗2、3中支撐架壓重固定的示意圖；

其中，1為上部橫梁，2為下部橫梁，3為側(cè)邊立柱，4為斜桿，5為中部立柱，6為中部橫梁，7為人字形支桿，8為斜向支桿，9為連桿，10為前固定梁，11為后固定梁；12為支撐墊板，13為拉線穿孔，14為轉(zhuǎn)向滑輪，15為穿心千斤頂，16為鋼絞線，17為穿墻螺栓，18為U型鋼槽，19為膨脹螺栓孔；20為墻體；21為壓重范圍；22為拉線墊板；23為拉線環(huán)；24為位移計。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例來說明本發(fā)明的具體實施方式，但以下實施例只是用來詳細說明本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在以下實施例中所涉及的儀器設(shè)備如無特別說明，均為常規(guī)儀器設(shè)備。

實施例1：一種錨栓拉拔試驗系統(tǒng)，參見圖1-圖5，拉拔儀、鋼絞線以及支撐架。拉拔儀包括穿心千斤頂、液壓缸和手動泵。支撐架包括兩組呈直角梯形形狀的架體；直角梯形的上底邊為架體的上部橫梁1、下底邊為架體的下部橫梁2，與底邊呈直角的腰為架體的側(cè)邊立柱3、另一個腰為架體的斜桿4，上底邊的鈍角一端到下底邊的高為架體的中部立柱5；側(cè)邊立柱3與中部立柱5中點之間的連線為架體的中部橫梁6，在中部橫梁6與下部橫梁2之間、中部橫梁6與上部橫梁1之間分別設(shè)有人字形支桿7；中部立柱5的下端與斜桿4中點處之間連接有斜向支桿8；兩個架體平行設(shè)置，一個架體上任意兩條線的交點處與另一架體的對應(yīng)位置通過連桿9相連接；兩個側(cè)邊立柱下端的連桿為前固定梁10，兩個斜桿下端的連桿為后固定梁11，前、后固定梁的兩端分別向兩側(cè)延伸出1/3的長度；在下部橫梁2和前、后固定梁上分別設(shè)有用于將支撐架固定于地面上的膨脹螺栓孔19，可通過膨脹螺栓將支撐架固定在地面上。架體中的所有邊、以及兩架體之間的連桿均是由50×50×5mm的等邊角鋼通過焊接連接而成。支撐墊板為300×300×20mm的鋼板。

在兩個上部橫梁之上設(shè)有支撐墊板12，在支撐墊板12的中心位置設(shè)有拉線穿孔13，拉線穿孔13的直徑為20mm。在支撐墊板12的下部、拉線穿孔13與側(cè)邊立柱3之間的位置設(shè)有轉(zhuǎn)向滑輪14，轉(zhuǎn)向滑輪14通過一個倒置的U型鋼槽18固定在支撐墊板12下部，轉(zhuǎn)向滑輪14通過高強螺栓固定在U型鋼槽18的兩側(cè)邊之間。穿心千斤頂15設(shè)置于支撐墊板12之上，并與外部的手動泵和液壓缸對應(yīng)連接，穿心千斤頂15的穿心孔與支撐墊板12上的拉線穿孔13位置相對應(yīng)。鋼絞線16的一端與固定在試驗墻體20上的錨固組件對應(yīng)連接，另一端先繞過轉(zhuǎn)向滑輪14，再豎直穿過拉線穿孔13和穿心千斤頂15上的穿心孔，用錨具固定在穿心千斤頂15的上端。

錨固組件包括采用后鉆孔方式穿入待測墻體的穿墻螺栓17，以及套在穿墻螺栓上的拉線墊板22；拉線墊板22在墻體內(nèi)外兩側(cè)各設(shè)置一個，在其中一側(cè)的拉線墊板22上設(shè)有拉線環(huán)23，鋼絞線16的一端通過UT型線夾連接在拉線環(huán)23上。

實施例2：采用實施例1中錨栓拉拔試驗系統(tǒng)的拉拔試驗方法，包括下列步驟：

（1）墻體鉆孔及拉線墊板安裝：試驗墻體20采用后鉆孔方式，先在墻體上鉆出四個鉆孔位置，并分別穿入型號為M16的穿墻螺栓17；在螺栓上套有拉線墊板22，墻體20內(nèi)外兩側(cè)各一塊，拉線墊板22的尺寸為200*200*12mm；在墻體內(nèi)側(cè)的拉線墊板上設(shè)有拉線環(huán)23，并采用UT型線夾將鋼絞線16連接在拉線環(huán)23上，有利于硬度大的鋼絞線錨固，同時UT型線夾的可調(diào)性，有效彌補了拉拔儀最大拉伸距離不足的缺點。

（2）支撐架定位及錨固：確定支撐架前固定梁10距離墻體內(nèi)側(cè)的位置，并通過調(diào)整前固定梁10與墻體20內(nèi)側(cè)的距離來確定鋼絞線16的施力角度；按照所需的距離將支撐架固定于地面上；支撐架的固定方式為膨脹螺栓固定：先確定地面鉆孔位置并鉆孔，再通過支撐架的下部橫梁和前、后固定梁上的膨脹螺栓孔安裝膨脹螺栓，將支撐架固定在地面上。如果地面是非硬化的或是強度不足，則可以在前后固定梁上采用上覆壓重，打固定木樁的方式，同樣可以達到固定的目的。

（3）拉拔儀安裝：將穿心千斤頂15安裝在支撐墊板12上的對應(yīng)位置，鋼絞線16的一端固定于拉線環(huán)23上，另一端繞過轉(zhuǎn)向滑輪14，再豎直穿過拉線穿孔13和穿心千斤頂15的穿心孔，用錨具固定在穿心千斤頂15的上端；將穿心千斤頂15與外部的手動泵和液壓缸對應(yīng)連接，即完成安裝。

（4）位移計安裝：位移計24分別在拉線墊板周圍30cm處均勻布置，并沿著拉線墊板豎向軸線布置到墻頂；位移計24為北京天瑞達生產(chǎn)的MFX-50式數(shù)顯式位移計，測量精度為0.01mm。

（5）施加荷載：按壓拉拔儀的手動泵，控制穿心千斤頂對鋼絞線施加荷載。

采用實施例2中的方法進行錨栓拉拔試驗如下：

試驗1：待測墻體高度為1.0m，錨栓在墻體上的固定點距墻體底部0.3m，前固定梁與墻體內(nèi)側(cè)的間距為1330mm，拉線角度為30度，參見圖6。采用地錨螺栓將支撐架固定在地面上，該方法適用于地面硬化較厚，硬化強度較高，能穩(wěn)定膨脹螺栓的情況下。

試驗2：待測墻體高度為0.6m，錨栓在墻體上的固定點距墻體底部0.3m，前固定梁與墻體內(nèi)側(cè)的間距為600mm，拉線角度為45度，參見圖7。采用壓重和打固定樁法將支撐架固定在地面上，在支撐架標定位置打入鋼釬或是木樁，并在壓重部位進行袋裝砂石壓重，壓重固定的示意圖見圖9。該方法適用于地面無硬化，一般的壓實地面。

試驗3：待測墻體高度為1.0m，錨栓在墻體上的固定點距墻體底部0.3m，前固定梁與墻體內(nèi)側(cè)的間距為120mm，拉線角度為60度，參見圖8。采用地錨螺栓和壓重進行固定支撐體系，壓重固定的示意圖見圖9。該方法適用于地面有一定的硬化層，但不足以穩(wěn)定膨脹螺栓，需要上覆壓重才能穩(wěn)定，膨脹螺栓一方面起傳力作用，另一方面起固定作用。

上面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作了詳細的說明，但是，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下，還可以對上述實施例中的各個具體參數(shù)進行變更，形成多個具體的實施例，均為本發(fā)明的常見變化范圍，在此不再一一詳述。