装配式接头压力防水测试试验系统

文档序号:32808 发布日期:2021-09-24 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 装配式接头压力防水测试试验系统 (Pressure waterproof test system for assembly type connector ) 是由 吴居洋 张子航 赵维刚 张骞 张中安 于德涌 王冉 丁先立 项宝 昝子卉 欧飞奇 于 2021-06-23 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种装配式接头压力防水测试试验系统,包括装配式接头模拟结构、湿度传感器、应变传感器、位移传感器、密封侧围、支座、上部顶撑装置、下部顶撑装置和供水装置;装配式接头模拟结构具有两个相互拼接的接头试件;湿度传感器贴近止水密封条设置;应变传感器设于接头试件内,且靠近接头试件的拼接面设置;位移传感器设于接头试件的底面;密封侧围密封围设于拼缝的两侧和下部,密封侧围底面形成有进水口,侧面形成有出气口;供水装置连通于进水口。本发明提供的装配式接头压力防水测试试验系统能进行准确的对接模拟,可以对静力抗弯能力、密闭稳定性和防水性能进行合理评估,为装配式地下建筑的整体力学分析奠定基础。(The invention provides an assembly type joint pressure waterproof test system which comprises an assembly type joint simulation structure, a humidity sensor, a strain sensor, a displacement sensor, a sealing side wall, a support, an upper jacking device, a lower jacking device and a water supply device, wherein the upper jacking device is arranged on the upper portion of the assembly type joint simulation structure; the assembly type joint simulation structure is provided with two joint test pieces which are spliced with each other; the humidity sensor is arranged close to the water stop sealing strip; the strain sensor is arranged in the joint test piece and close to the splicing surface of the joint test piece; the displacement sensor is arranged on the bottom surface of the joint test piece; the sealing side walls are arranged on the two sides and the lower part of the abutted seam in a sealing way, a water inlet is formed on the bottom surface of the sealing side wall, and an air outlet is formed on the side surface of the sealing side wall; the water supply device is communicated with the water inlet. The assembly type joint pressure waterproof test system provided by the invention can be used for carrying out accurate butt joint simulation, can be used for reasonably evaluating the static force bending resistance, the sealing stability and the waterproof performance, and lays a foundation for the overall mechanics analysis of an assembly type underground building.)

装配式接头压力防水测试试验系统

技术领域

本发明属于建筑模拟试验装备

技术领域

,具体涉及一种装配式接头压力防水测试试验系统。

背景技术

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行,在工厂加工制作好建筑用构件和配件,运输到建筑施工现场,通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑,其建造速度快,生产成本较低,符合绿色建筑的要求。

装配式地下结构是装配式建筑的一个重要分支,在地铁车站等场合应用广泛,其结构稳定性和防水性能对地下工程建设的影响至关重要。但是,目前针对接头结构的结构稳定性和防水性能还无法进行可靠的模拟分析,导致装配式地下结构的技术发展受到限制。

发明内容

本发明实施例提供一种装配式接头压力防水测试试验系统,旨在提供一种对装配式接头的结构稳定性和防水性能进行可靠模拟分析的装备。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种装配式接头压力防水测试试验系统,包括:

装配式接头模拟结构,具有两个相互拼接的接头试件,两个所述接头试件拼接形成的拼缝中还夹设有多个止水密封条,多个所述止水密封条分别位于所述拼缝的上部和下部;

多个湿度传感器,多个所述湿度传感器均位于所述接头试件的拼接面上,且分别贴近多个所述止水密封条设置;

多个应变传感器,分别设于两个所述接头试件内,且均靠近所述接头试件的拼接面设置;

多个位移传感器,分别设于两个所述接头试件的底面;

密封侧围,密封围设于所述拼缝的两侧和下部,所述密封侧围的底面形成有与所述拼缝连通的进水口,所述密封侧围的侧面形成有与所述拼缝连通的出气口;

供水装置,连通于所述进水口;

支座,分别支撑于两个所述接头试件的底部;

上部顶撑装置,用于从两个所述接头试件的顶面施加下压作用力;以及

下部顶撑装置,用于从两个所述接头试件的底面施加上压作用力。

在一种可能的实现方式中,两个所述接头试件的拼接面为相互对应的阶梯面,所述阶梯面的转面处也设有湿度传感器。

在一种可能的实现方式中,所述供水装置包括:

水箱;

增压泵,设于所述水箱的出水口处,所述增压泵集成有水压表;以及

进水封帽,所述进水封帽具有两个呈半圆弧状的拼接片,两个所述拼接片对接后形成轴线平行于上下方向的筒状结构,两个所述拼接片的拼接面正对所述拼缝,且平行于所述接头试件的拼接面,所述筒状结构的顶端开口对接于所述进水口,其中至少一个所述拼接片通过水管与所述增压泵连接。

在一种可能的实现方式中,所述下部顶撑装置位于所述拼缝的下方,所述下部顶撑装置的伸缩端和所述进水封帽之间设有受力改变器;

所述受力改变器具有上配合部和下配合部,所述下配合部罩设于所述下部顶撑装置的伸缩端,且顶面为球面;所述上配合部顶撑于两个所述拼接片的下方,所述上配合部形成有向下开口的配合槽,所述配合槽为与所述下配合部适配的球面槽。

在一种可能的实现方式中,所述水箱顶部设有稳定平台,连接于所述湿度传感器的湿度表,以及连接于所述位移传感器的位移表均设于所述稳定平台上。

在一种可能的实现方式中,所述上部顶撑装置包括:

顶部反力架;

顶部伸缩件,设于所述顶部反力架;

两个分配支座,分别设于两个所述接头试件的顶面;以及

分配梁,设于两个所述分配支座和所述顶部伸缩件的伸缩端之间,用于将所述顶部伸缩件的下压力分配到两个所述分配支座上。

在一种可能的实现方式中,所述顶部反力架具有向下延伸的连接杆,所述上部顶撑装置还包括调节基座,所述调节基座连接于所述连接杆,并用于控制所述连接杆的升降,所述调节基座集成有压力表。

在一种可能的实现方式中,所述出气口处设有出气阀。

在一种可能的实现方式中,所述出气口的位置靠近于位于最下方的所述止水密封条的位置。

在一种可能的实现方式中,每个所述止水密封条的上侧和下侧均分别设有多个沿所述止水密封条轴向分布的所述湿度传感器。

本申请实施例中,通过供水装置向拼缝内注水,并监测水压的变化能分析其密封的稳定性;通过湿度传感器监测止水密封条附近湿度及含水率的变化能分析其防水性能;通过上部顶撑装置和下部顶撑装置在装配式接头模拟结构上施加载荷,再配合应变传感器确定接头试件的表面应力状态,同时通过位移传感器监测压力试验对接头试件受拉变形的规律,进而能分析装配式接头模拟结构的静力抗弯能力;而且,本申请中的接头试件的拼接面和止水密封条的设置位置可以根据真实的接头结构进行设置,进而能够进行最为精确的模拟。本申请的装配式接头压力防水测试试验系统能进行准确的对接模拟,同时还可以对装配式接头模拟结构的静力抗弯能力、密闭稳定性和防水性能进行合理评估,为装配式地下建筑的整体力学分析奠定基础。

附图说明

图1为本发明实施例提供的装配式接头压力防水测试试验系统的主视结构示意图;

图2为本发明实施例提供的装配式接头压力防水测试试验系统的侧视结构示意图;

图3为本发明实施例提供的装配式接头压力防水测试试验系统的立体结构示意图一;

图4为本发明实施例提供的装配式接头压力防水测试试验系统的立体结构示意图二;

图5为本发明实施例提供的装配式接头压力防水测试试验系统的立体结构示意图三;

图6为本发明实施例采用的装配式接头模拟结构和位移传感器的装配结构主视图;

图7为图6的右视图;

图8为图6中其中一个接头试件与止水密封条和湿度传感器的装配结构立体图;

图9为本发明实施例采用的下部顶撑装置、受力改变器和进水封帽的装配结构立体图;

图10为本发明实施例采用的下部顶撑装置、受力改变器和进水封帽的装配结构立体图,其中未装配第一衬垫;

图11为本发明实施例采用的下部顶撑装置、受力改变器和进水封帽的内部结构剖视图,其中未装配第一衬垫。

附图标记说明:

1、装配式接头模拟结构;101、接头试件;102、止水密封条;

2、湿度传感器;

3、应变传感器;

4、位移传感器;

5、密封侧围;

6、支座;

7、上部顶撑装置;701、顶部反力架;7011、连接杆;702、顶部伸缩件;703、分配支座;704、分配梁;705、调节基座;

8、下部顶撑装置;

9、供水装置;901、水箱;902、增压泵;903、进水封帽;9031、拼接片;9032、对接板;9033、密封圈;9034、第一衬垫;9035、连接螺栓;904、水管;

10、受力改变器;1001、上配合部;1002、下配合部;1003、配合槽;

11、稳定平台;

12、湿度表;

13、位移表;

14、出气阀;

15、第二衬垫。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图8,现对本发明提供的装配式接头压力防水测试试验系统进行说明。所述装配式接头压力防水测试试验系统,包括装配式接头模拟结构1、湿度传感器2、应变传感器3、位移传感器4、密封侧围5、支座6、上部顶撑装置7、下部顶撑装置8和供水装置9;装配式接头模拟结构1具有两个相互拼接的接头试件101,两个接头试件101拼接形成的拼缝中还夹设有多个止水密封条102,多个止水密封条102分别位于拼缝的上部和下部;湿度传感器2设有多个,多个湿度传感器2均位于接头试件101的拼接面上,且分别贴近多个止水密封条102设置;应变传感器3设有多个,多个应变传感器3分别设于两个接头试件101内,且均靠近接头试件101的拼接面设置;位移传感器4设有多个,多个位移传感器4分别设于两个接头试件101的底面;密封侧围5密封围设于拼缝的两侧和下部,密封侧围5的底面形成有与拼缝连通的进水口,密封侧围5的侧面形成有与拼缝连通的出气口;供水装置9连通于进水口;支座6分别支撑于两个接头试件101的底部;上部顶撑装置7用于从两个接头试件101的顶面施加下压作用力;下部顶撑装置8用于从两个接头试件101的底面施加上压作用力。

本实施例提供的装配式接头压力防水测试试验系统,与现有技术相比,通过供水装置9向拼缝内注水,并监测水压的变化能分析其密封的稳定性;通过湿度传感器2监测止水密封条102附近湿度及含水率的变化能分析其防水性能;通过上部顶撑装置7和下部顶撑装置8在装配式接头模拟结构1上施加载荷,再配合应变传感器3确定接头试件101的表面应力状态,同时通过位移传感器4监测压力试验对接头试件101受拉变形的规律,进而能分析装配式接头模拟结构1的静力抗弯能力;而且,本申请中的接头试件101的拼接面和止水密封条的设置位置可以根据真实的接头结构进行设置,进而能够进行最为精确的模拟。本申请的装配式接头压力防水测试试验系统能进行准确的对接模拟,同时还可以对装配式接头模拟结构1的静力抗弯能力、密闭稳定性和防水性能进行合理评估,以便研究装配式接头在进水及荷载条件下车站接头的稳定性问题,为装配式地下建筑的整体力学分析奠定基础。

另外,通过设置密封侧围5,还能有效避免试验中水从拼缝侧面流出。

具体的,应变传感器3在浇筑两个接头试件101的时候进行预植。

在一些实施例中,密封侧围5为碳纤维布,通过粘接的方式分别粘接于两个接头试件101。

在一些实施例中,参阅图6及图7,每个接头试件101中均设有多个应变传感器3,每个接头试件中的多个应变传感器3沿上下方向成列分布。

在一些实施例中,参阅图1至图8,两个接头试件101的拼接面为相互对应的阶梯面,阶梯面的转面处也设有湿度传感器2。阶梯面对应于一些特殊的拼接形式,通过在转面处设置湿度传感器2,增加了湿度及含水率的感测范围,提高感测精确度。

在一些实施例中,参阅图1至图5、图9至图11,供水装置9包括水箱901、增压泵902和进水封帽903;增压泵902设于水箱901的出水口处,增压泵902集成有水压表;进水封帽903具有两个呈半圆弧状的拼接片9031,两个拼接片9031对接后形成轴线平行于上下方向的筒状结构,两个拼接片9031的拼接面正对拼缝,且平行于接头试件101的拼接面,筒状结构的顶端开口对接于密封侧围5上的进水口,其中至少一个拼接片9031通过水管904与增压泵902连接。

本实施例中,进水封帽构件903为两个相同的拼接片9031合成,与上部物体连接时,两个拼接片9031在接头试件101的拼缝两侧,使得两个拼接片9031能随着接头试件101的变形发生一定程度的上下位置错动,不会对两个接头试件101的变形产生约束影响。

在一些实施例中,参阅图9至图11,进水封帽903还包括对接板9032和第一密封圈9033,对接板9032呈扇形,分别设于两个拼接片9031的顶端,当两个拼接片9031对接后,两个对接板9032也拼接形成圆环;每个对接板9032上均设有弧形槽,当两个对接板9032拼接后,对应的弧形槽也对接形成环形槽,环形槽内装有密封圈9033,密封圈9033能与密封侧围5的底面贴合,增加进水封帽903与密封侧围5对接的密封性。

可选的,为进一步增强密封性,密封圈9033可同心设有多个。

在一些实施例中,参阅图9至图11,两个对接板9032上分别设有安装孔,进而使两个对接板9032分别通过连接螺栓9035连接于密封侧围5。

在一些实施例中,参阅图4及图9,两个对接板9032所形成的圆环的外周还套设有第一衬垫9034。第一衬垫9034为橡胶构件,不仅能增强进水封帽903的密封性,还因其柔性材质进而避免影响接头试件101的变形。

在一些实施例中,参阅图1至图5、图9至图11,下部顶撑装置8位于拼缝的下方,下部顶撑装置8的伸缩端和进水封帽903之间设有受力改变器10。受力改变器10具有上配合部1001和下配合部1002,下配合部1002罩设于下部顶撑装置8的伸缩端,且顶面为球面;上配合部1001顶撑于两个拼接片9031的下方,上配合部1001形成有向下开口的配合槽1003,配合槽1003为与下配合部1002适配的球面槽。本实施例中的受力改变器10具有球面型的配合面,可防止接头试件101受力不均倾斜或地面不平对下部顶撑装置8受力造成影响,受力改变器10可使下部顶撑装置8与接头试件101及进水封帽构件903受力始终保持一致。

在一些实施例中,参阅图1至图5、图9至图11,下部顶撑装置8包括底部伸缩件和位于底部伸缩件底端的底部反力架,其中,底部伸缩件可为千斤顶。本实施例的下部顶撑装置8结构简单,能提供有效的底部载荷。

在一些实施例中,参阅图2及图5,水箱901顶部设有稳定平台11,连接于湿度传感器2的湿度表12,以及连接于位移传感器3的位移表13均设于稳定平台11上。稳定平台11的设置充分利用了水箱901上部的空间,将各个显示仪表集成于水箱901上方,方便安装,占用空间小,且便于集中观察。

本实施例中的位移表13通过数据传输线连接于位移传感器3,湿度表12通过数据传输线连接于湿度传感器2。

在一些实施例中,参阅图1至图5,上部顶撑装置7包括顶部反力架701、顶部伸缩件702、分配支座703和分配梁704;顶部伸缩件702设于顶部反力架701;分配支座703设有两个,且分别设于两个接头试件101的顶面;分配梁704设于两个分配支座703和顶部伸缩件702的伸缩端之间,用于将顶部伸缩件702的下压力分配到两个分配支座703上。

其中,顶部伸缩件702的伸缩端对应于分配梁704的重心,两个分配支座703分别置于分配梁704下方左右对称两侧,同时分配支座703置于装配式接头模拟结构1上方左右对称两侧(即两个分配支座703分别置于两个接头试件101的上方),在顶部伸缩件702下压的过程中,顶部伸缩件702的压力通过分配梁704分配给两个分配支座703,进而分配到不同的接头试块101上。本实施例结构简单,有利于灵活调整上部压力在两个接头试块101上的分配情况,进而能够更加准确的模拟环境中来自于装配式接头上方的载荷,提高试验的准确性。

具体的,顶部伸缩件702为千斤顶。

在一些实施例中,参阅图1至图5,顶部反力架701具有向下延伸的连接杆7011,上部顶撑装置7还包括调节基座705,调节基座705连接于连接杆7011,并用于控制连接杆7011的升降,调节基座705集成有压力表。压力表能显示下压载荷,进而方便试验人员调整外加载荷的大小。另外,顶部反力架701能带动顶部伸缩件702整体升降,也方便装卸接头试件101。

可选的,调节基座705具有旋转升降轴,连接杆7011的下端连接于旋转升降轴,通过旋转升降轴的动作能带动连接杆7011升降。

当然,也可以通过液压升降的方式控制连接杆7011的升降,能满足升降控制需求即可,在此不再一一列举。

可选的,当水箱901上设有稳定平台11时,调节基座705同样设于稳定平台11上,提升设备的集成度,减小空间占用。

在一些实施例中,参阅图1至图4,出气口处设有出气阀14。其中,出气阀14具有可以控制开闭的气道,使拼缝中的空气可以从出气阀14处排出,保证拼缝内压力稳定。

在一些实施例中,参阅图1至图4,出气阀14和密封侧围5之间还设有第二衬垫15,第二衬垫15为橡胶构件。

在一些实施例中,为了方便排气出气口的位置靠近于位于最下方的止水密封条102的位置。

在上述实施例的基础上,出气口的位置低于位于最下方的止水密封条102的位置。

在一些实施例中,参阅图7及图8,为了更加精确的感测止水密封条102处湿度及及含水率的变化,每个止水密封条102的上侧和下侧均分别设有多个沿止水密封条102轴向分布的湿度传感器2。

举例来说,参阅图7及图8,止水密封条102具有两个,分别位于接头试件101拼缝的上部和下部,且相互平行,每个止水密封条102的上侧和下侧均分别设有三个沿止水密封条102轴向分布的湿度传感器2。

当然,止水密封条102和湿度传感器2的布置方式可根据接头试件101的不同拼接形式做出改变,并不仅限于上述的具体实施例,能满足测试需求即可,在此不再一一列举。

在上述实施例的基础上,为保证侧部的防水性能,同时减少用料,密封围挡5从两个接头试件101之间的拼缝一侧的第一位置(不低于位于最上方的止水密封条102的其中一端的位置)绕过拼缝的底部,直至覆盖于拼缝另一侧的第二位置(不低于位于最上方的止水密封条102的另一端的位置)。

需要说明的是,在使用本发明装配式接头压力防水测试试验系统进行静力试验时,需要根据有限元计算的梁的极限承载力对试件进行分级加载,考虑连接方式特殊,分级级差按最大荷载的5%加载。更多细节参考规范TBT2092-2018《简支梁试验方法预应力混凝土梁静载弯曲试验》执行。

另外,本发明装配式接头压力防水测试试验系统预设拼接后的装配式接头模拟结构1整体长4m、宽0.5m、高1m,进水封帽903主体(由拼接片9031形成)的外直径100mm、厚10mm、高150mm,进水封帽903帽檐(由对接板9032形成)外直径200mm,进水封帽903的中心与拼缝对齐保证接头试件101及进水封帽903与水充分接触。增压泵902中的水压表检测水箱901内的水压力,初始水压为0.5MPa,依次施加至0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa,每级稳压2h,水压表达到设计水压后随即稳定水压。

水管904上还设有流量计,流量计突然升高则记录对应的水压,取上一级水压作为最大耐水压力。若1.0MPa为达到试验目的则继续加压直至完成试验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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