[發明專利]一種擴大頭非金屬抗浮錨桿快速拉拔試驗裝置

有效

• 申請號: 201710942104.8
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107621412B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 張明義;白曉宇;牟洋洋;王永洪;趙天楊;陳小鈺;黃凱
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏;于正河

1.一種擴大頭非金屬抗浮錨桿快速拉拔試驗裝置，其特征在于主體結構包括非金屬抗浮錨桿桿體、外套內全螺紋鋼管、楔形內螺紋鋼夾片、對開鋼夾具、環箍、壓力傳感器墊、壓力傳感器、梁墊板、加載梁、梁凳、千斤頂、千斤頂墊板、自動位移采集計、非金屬多孔桿身擴大頭、桿身擴大頭擰緊螺栓、喇叭型內螺紋桿端擴大頭、成錨孔；非金屬抗浮錨桿桿體為玻璃纖維增強聚合物全螺紋實心桿狀結構，能增強錨桿桿體與錨固體之間的握裹力；外套內全螺紋鋼管的內徑根據非金屬抗浮錨桿桿體直徑確定，能與非金屬抗浮錨桿桿體以螺紋耦合的方式相連，其長度根據錨桿抗拔極限承載力計算而得，并保證1.2倍的安全系數，保證提供足夠的機械咬合力，其可提高非金屬抗浮錨桿桿體在拉拔試驗時的抗剪強度；對開鋼夾具壁厚1.5cm，對開鋼夾具與楔形內螺紋鋼夾片協同作用以夾緊外套內全螺紋鋼管；楔形內螺紋鋼夾片的正面帶有尺寸規則的齒肋；環箍內呈杯形，內徑能夠供錨桿自上而下穿過，上壁厚2cm，下壁厚4cm；環箍的下方安裝壓力傳感器墊板，壓力傳感器墊板和梁墊板均由厚3cm、邊長30cm的方形鋼板制成，壓力傳感器墊板、壓力傳感器和梁墊板的中心預留孔洞，以便非金屬抗浮錨桿桿體自由穿過；壓力傳感器為振鉉式測力裝置，安裝在壓力傳感器墊板和梁墊板之間，使用前按規定進行標定確保讀數準確；梁墊板放置在加載梁的上方，加載梁跨度為1.5m，均用厚3cm鋼板焊接成寬30cm、高60cm的箱形結構，加載梁內沿跨度方向設置一定數量縱向加勁肋，確保其結構穩定性，縱向加勁肋的數量根據實際需要確定；在跨中加載梁的上下翼緣預留聯通孔洞，以便非金屬抗浮錨桿桿體和外套內全螺紋鋼管自由穿過，梁的下翼緣千斤頂加載位置焊接鋼板加強；梁凳為型鋼焊接而成的長方體敞口格構形結構，長40cm寬30cm高50cm，梁凳的側面千斤頂的油管能夠自由穿過，梁凳對稱放置在非金屬抗浮錨桿桿體兩側的千斤頂墊板上，梁凳與非金屬抗浮錨桿桿體的凈距不小于40cm；梁凳內部安裝有千斤頂，拉拔時在與千斤頂配套的高壓油泵上安裝分油閥來實現同步頂升加載梁；千斤頂的頂部與加載梁相連，下部與千斤頂墊板相連，千斤頂墊板為邊長50cm的正方形，由30cm厚鋼板制成，千斤頂墊板對稱放置在非金屬抗浮錨桿兩側的砂墊層上，用于分散千斤頂對地面的應力，保證千斤頂豎向平穩頂升加載梁；成錨孔中的灌漿體附近安裝四個自動位移采集計，用于測量成錨孔中灌漿體的位移，自動位移采集計固定安裝在配套的定位支架上；非金屬多孔桿身擴大頭安裝在非金屬抗浮錨桿桿體的下部，其材質與非金屬抗浮錨桿桿體相同，直徑小于鉆孔直徑，厚度為1cm，非金屬多孔桿身擴大頭的中央與周邊預留有孔洞，中央孔徑大于非金屬抗浮錨桿桿體的直徑，周邊孔洞直徑大于砂漿骨料直徑，非金屬多孔桿身擴大頭采用扎絲綁扎在非金屬抗浮錨桿桿體上，可多重提高非金屬抗浮錨桿桿體的抗拔承載力，非金屬多孔桿身擴大頭的底部配套安裝桿身擴大頭擰緊螺栓；桿身擴大頭擰緊螺栓的材質與非金屬抗浮錨桿桿體相同，壁厚2cm，與非金屬抗浮錨桿桿體以螺紋耦合的方式相連，以提供足夠的機械咬合力；喇叭型內螺紋桿端擴大頭安裝在非金屬抗浮錨桿桿體的底部，其材質與非金屬抗浮錨桿桿體相同，喇叭型內螺紋桿端擴大頭周邊預留孔洞，孔洞直徑大于砂漿骨料粒徑，以便于砂漿進入喇叭型內螺紋桿端擴大頭下部，使得錨桿鉆孔內全部被灌漿材料填充；成錨孔的孔徑和孔深按設計要求確定，孔深應大于錨桿錨固長度0.5m；

采用該裝置實現擴大頭非金屬抗浮錨桿快速拉拔試驗的具體過程為：

(1)先將非金屬多孔桿身擴大頭沿非金屬錨桿桿身用扎絲臨時綁扎固定，再用多根扎絲固定其最終位置，然后在非金屬多孔桿身擴大頭的底部以耦合連接方式安裝桿身擴大頭擰緊螺栓，依照上述步驟安裝其余非金屬多孔桿身擴大頭和桿身擴大頭擰緊螺栓，最后在非金屬抗浮錨桿桿體桿端以耦合方式安裝喇叭型內螺紋桿端擴大頭；

(2)下放擴大頭非金屬抗浮錨桿桿體，根據設計要求灌注相應標號水泥砂漿，養護28天；

(3)將千斤頂墊板底部混凝土進行找平，使其密實度和剛度滿足試驗要求，避免在加載過程中由于千斤頂的沉降影響試驗結果，在平整位置依次放置千斤頂墊板、千斤頂和梁凳形成加載梁基座；

(4)將加載梁、梁墊板、壓力傳感器和壓力傳感器墊板及環箍依次穿過非金屬抗浮錨桿桿體，并保證它們的圓孔中軸線與非金屬抗浮錨桿桿體軸線共線；

(5)在非金屬抗浮錨桿桿體桿頂以下5cm桿身上用活扳手旋擰安裝外套內全螺紋鋼管，并在安裝位置纏繞適量生膠帶；安裝對開鋼夾具并插入楔形內螺紋鋼夾片，保證對開鋼夾具夾緊外套內全螺紋鋼管；

(6)連接壓力傳感器，并將高壓油管、分油閥與千斤頂緊密連接，避免連接處漏油；安裝自動位移采集計，開動高壓油泵，調試整個試驗裝置，開始試驗，記錄荷載和上拔量，完成拉拔試驗。