一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，包括膠囊、加壓裝置、支撐裝置、形變檢測(cè)裝置、聲探測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集處理裝置。如此，利用加壓裝置給環(huán)形膠囊加壓，在支撐裝置的支撐下，環(huán)形膠囊將膨脹壓力均勻施加于混凝土外筒殼的內(nèi)表面和混凝土內(nèi)筒殼的外表面，加壓裝置對(duì)環(huán)形膠囊加壓直至破壞，將壓力信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，形變檢測(cè)裝置檢測(cè)相應(yīng)筒殼的形變，將形變信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，聲探測(cè)裝置探測(cè)相應(yīng)筒殼的裂縫情況，將裂縫情況信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置分析處理，與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用本實(shí)用新型重復(fù)檢測(cè)多組不同參數(shù)的兩混凝土圓筒殼，可預(yù)測(cè)混凝土圓筒殼可能出現(xiàn)的裂縫和破壞形式。
【專利說(shuō)明】一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及建筑物或構(gòu)筑物中殼體結(jié)構(gòu)的測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可測(cè)試鋼筋混凝土圓筒殼所能承受的內(nèi)外壓力以及內(nèi)外壓力與裂縫開(kāi)展情況、破壞形式的關(guān)系的混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，人們?cè)诮ㄔ旄黝惙磻?yīng)堆(例如，沸水堆、壓水堆和氣冷堆等)時(shí)，基本上采用的是鋼壓力容器。但是，隨著單機(jī)容量的增大，各類反應(yīng)堆的尺寸均大幅增長(zhǎng)，給鋼壓力容器的加工、制作以及后期的運(yùn)輸都帶來(lái)了困難。正是上述問(wèn)題，促使了鋼筋混凝土壓力容器的研究和應(yīng)用，這是因?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)可以依據(jù)不同的使用形狀和要求來(lái)建造，并在適當(dāng)?shù)奈恢檬┘宇A(yù)應(yīng)力，可以使整個(gè)壓力容器具有較好的密閉性和安全性。其中，應(yīng)用較為廣泛和具有競(jìng)爭(zhēng)力的兩種結(jié)構(gòu)形式是球形和圓筒形。在內(nèi)外壓力作用下，兩者都屬于典型的殼體結(jié)構(gòu)。大量的研究表明，圓筒殼更適合作為鋼筋混凝土壓力容器的結(jié)構(gòu)形式，其內(nèi)部有豎向鋼筋和環(huán)向鋼筋。鋼筋混凝土圓筒殼在核電站的安全殼、海洋平臺(tái)、大型筒倉(cāng)和儲(chǔ)液罐等工程中也有所使用。但是在實(shí)際建筑物或構(gòu)筑物中的混凝土圓筒殼經(jīng)常因內(nèi)或外壓力過(guò)大，自身強(qiáng)度不足而出現(xiàn)混凝土圓筒殼破裂等事故，但是由于這些建筑物或構(gòu)筑物的體量較大、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜等因素，工程技術(shù)人員難以開(kāi)展準(zhǔn)確的原型結(jié)構(gòu)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，不便測(cè)試鋼筋混凝土圓筒殼所能承受的內(nèi)或外壓力以及內(nèi)或外壓力與裂縫開(kāi)展形式、破壞形式的關(guān)系，進(jìn)而無(wú)法預(yù)測(cè)出混凝土圓筒殼在承受相應(yīng)內(nèi)或外壓時(shí)可能出現(xiàn)的裂縫開(kāi)展形式、破壞形式，以給出混凝土圓筒殼厚薄界限的建議值，對(duì)該類結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)，進(jìn)而不能預(yù)防鋼筋混凝土圓筒殼結(jié)構(gòu)在各類荷載作用下發(fā)生災(zāi)害。
[0003]鑒于此，本案發(fā)明人對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行深入研究，遂有本案產(chǎn)生。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種測(cè)試鋼筋混凝土圓筒殼所能承受的內(nèi)外壓力以及內(nèi)外壓力與裂縫開(kāi)展情況、破壞形式的關(guān)系的混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，進(jìn)而可預(yù)測(cè)出混凝土圓筒殼在承受相應(yīng)內(nèi)壓或外壓時(shí)可能出現(xiàn)的裂縫開(kāi)展形式和破壞形式，從而能準(zhǔn)確掌握混凝土圓筒殼的力學(xué)性能，給出混凝土圓筒殼厚薄界限的建議值，較好的指導(dǎo)該類結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)，有效地預(yù)防鋼筋混凝土圓筒殼結(jié)構(gòu)在各類荷載作用下發(fā)生災(zāi)害。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用這樣的技術(shù)方案:
[0006]一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，包括脹設(shè)于同心套設(shè)的混凝土外筒殼和混凝土內(nèi)筒殼之間的空隙內(nèi)的環(huán)形膠囊，對(duì)環(huán)形膠囊進(jìn)行加壓膨脹的加壓裝置，封擋于所述空隙兩端口對(duì)環(huán)形膠囊進(jìn)行反力支撐的支撐裝置，設(shè)于混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼上檢測(cè)相應(yīng)筒殼形變量的形變檢測(cè)裝置，設(shè)于混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼上探測(cè)相應(yīng)筒殼的預(yù)探測(cè)處裂縫情況的聲探測(cè)裝置，以及與加壓裝置、形變檢測(cè)裝置和聲探測(cè)裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接以采集并處理混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼內(nèi)部壓力、形變數(shù)據(jù)和裂縫情況信號(hào)的數(shù)據(jù)采集處理裝置。
[0007]上述加壓裝置包括與上述環(huán)形膠囊連通的注水管道和泄水管道；所述注水管道具有水流水壓調(diào)節(jié)泵、水壓檢測(cè)表和單向注水閥門，上述數(shù)據(jù)采集處理裝置與所述水壓檢測(cè)表以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起；所述泄水管道具有單向泄水閥門。
[0008]上述水流水壓調(diào)節(jié)泵包括電動(dòng)試壓泵和手動(dòng)試壓泵。
[0009]上述支撐裝置包括對(duì)應(yīng)封擋于豎向設(shè)置的混凝土外筒殼和混凝土內(nèi)筒殼之間的空隙的上端口的環(huán)形擋板，和對(duì)應(yīng)封擋于所述空隙的下端口的底板；所述環(huán)形擋板的寬度略小于所述空隙的寬度，且所述環(huán)形擋板配設(shè)有支撐于上方的支撐橫梁，此支撐橫梁的兩端分別由固定于地面上的固定支撐柱固定支撐；所述底板墊設(shè)于混凝土外筒殼和混凝土內(nèi)筒殼下方。
[0010]上述環(huán)形膠囊的上端對(duì)應(yīng)混凝土內(nèi)筒殼或混凝土外筒殼設(shè)有排氣孔。
[0011]上述形變檢測(cè)裝置包括多個(gè)沿混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼的豎向鋼筋和環(huán)向鋼筋布設(shè)的應(yīng)變片，和多個(gè)對(duì)應(yīng)混凝土外筒殼的外表面或混凝土內(nèi)筒殼的內(nèi)表面布設(shè)用于檢測(cè)相應(yīng)處在水平方向上相對(duì)位移的差動(dòng)式位移傳感器或百分表；所述應(yīng)變片和差動(dòng)式位移傳感器與上述數(shù)據(jù)采集處理裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起。
[0012]上述聲探測(cè)裝置包括多個(gè)對(duì)應(yīng)混凝土外筒殼的外表面或混凝土內(nèi)筒殼的內(nèi)表面布設(shè)的聲發(fā)射探頭，和采集回饋聲信號(hào)的信號(hào)采集儀；所述信號(hào)采集儀與上述數(shù)據(jù)采集處理裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起。
[0013]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，利用加壓裝置對(duì)環(huán)形膠囊進(jìn)行加壓使其膨脹，并在支撐裝置的支撐下，環(huán)形膠囊將膨脹壓力均勻施加于待測(cè)的混凝土外筒殼的內(nèi)表面和混凝土內(nèi)筒殼的外表面，加壓裝置對(duì)環(huán)形膠囊逐漸加壓直至混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼破壞，加壓裝置在整個(gè)加壓過(guò)程中將壓力信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，形變檢測(cè)裝置在整個(gè)過(guò)程中檢測(cè)混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼的形變，并將形變量等參數(shù)信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，聲探測(cè)裝置探測(cè)混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼的預(yù)探測(cè)處裂縫情況，將裂縫情況信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，數(shù)據(jù)采集處理裝置對(duì)采集的各數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析處理，得出鋼筋混凝土圓筒殼所能承受的內(nèi)外壓力以及內(nèi)外壓力與裂縫開(kāi)展情況、破壞形式的關(guān)系，與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用本實(shí)用新型的混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，重復(fù)檢測(cè)多組不同厚度、半徑、鋼筋構(gòu)成等的兩混凝土圓筒殼的內(nèi)壓或外壓，經(jīng)分析處理后，可預(yù)測(cè)出鋼筋混凝土圓筒殼在承受相應(yīng)內(nèi)壓或外壓時(shí)可能出現(xiàn)的裂縫開(kāi)展形式和破壞形式，從而能準(zhǔn)確掌握鋼筋混凝土圓筒殼的力學(xué)性能，給出鋼筋混凝土圓筒殼厚薄界限的建議值，較好的指導(dǎo)該類結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)，有效地預(yù)防鋼筋混凝土圓筒殼結(jié)構(gòu)在各類荷載作用下發(fā)生災(zāi)害。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的剖視示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式的剖視示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型局部結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0017]圖中:[0018]1-環(huán)形膠囊11-排氣孔
[0019]2-加壓裝置21-注水通道
[0020]211-水流水壓調(diào)節(jié)泵212-水壓檢測(cè)表
[0021]213-單向注水閥門22-泄水通道
[0022]221-單向泄水閥門
[0023]3-支撐裝置31-環(huán)形擋板
[0024]32-底板33-支撐橫梁
[0025]34-固定支撐柱
[0026]4-形變檢測(cè)裝置5-聲探測(cè)裝置
[0027]6-混凝土外筒殼7-混凝土內(nèi)筒殼
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0029]本實(shí)用新型的一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，在使用時(shí)，通?；№敵?，如圖1-3所示，包括環(huán)形膠囊1、加壓裝置2、支撐裝置3、形變檢測(cè)裝置4、聲探測(cè)裝置5和數(shù)據(jù)采集處理裝置(圖中未標(biāo)出)。
[0030]環(huán)形膠囊脹設(shè)于同心套設(shè)的混凝土外筒殼6和混凝土內(nèi)筒殼7之間的空隙內(nèi)，加壓裝置2對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行加壓使其膨脹，支撐裝置3封擋于所述空隙的兩端口對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行反力支撐，形變檢測(cè)裝置4設(shè)于待被測(cè)試的混凝土外筒殼6或混凝土內(nèi)筒殼7上用于檢測(cè)相應(yīng)筒殼的形變量，聲探測(cè)裝置5設(shè)于待被測(cè)試的混凝土外筒殼6或混凝土內(nèi)筒殼7上探測(cè)相應(yīng)筒殼的預(yù)探測(cè)處的裂縫情況，數(shù)據(jù)采集處理裝置與加壓裝置2、形變檢測(cè)裝置4和聲探測(cè)裝置5均以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起，具體可通過(guò)信號(hào)傳輸線連接，在使用過(guò)程中，利用加壓裝置2對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行加壓使其膨脹，并在支撐裝置3的支撐作用下，環(huán)形膠囊I將膨脹壓力均勻施加于待測(cè)的混凝土外筒殼6的內(nèi)表面和混凝土內(nèi)筒殼7的外表面，當(dāng)欲測(cè)試混凝土外筒殼6的內(nèi)壓時(shí)，可通過(guò)加厚和增加預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)鋼筋的方式來(lái)增加混凝土內(nèi)筒殼7的強(qiáng)度，令加壓裝置2對(duì)環(huán)形膠囊I逐漸加壓直至混凝土外筒殼6破壞，加壓裝置2在整個(gè)加壓過(guò)程中將壓力信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，形變檢測(cè)裝置4在整個(gè)過(guò)程中檢測(cè)混凝土外筒殼6的形變，并將形變量等參數(shù)信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，聲探測(cè)裝置5探測(cè)混凝土外筒殼6的預(yù)探測(cè)處的裂縫情況，將裂縫情況信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，數(shù)據(jù)采集處理裝置對(duì)采集的各數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析處理，得出鋼筋混凝土圓筒殼所能承受的內(nèi)壓力以及內(nèi)壓力與裂縫開(kāi)展情況、破壞形式的關(guān)系；當(dāng)欲測(cè)試混凝土內(nèi)筒殼7的外壓時(shí)，可通過(guò)加厚和增加預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)鋼筋的方式來(lái)增加混凝土外筒殼6的強(qiáng)度，令加壓裝置2對(duì)環(huán)形膠囊I逐漸加壓直至混凝土內(nèi)筒殼7破壞，加壓裝置2在整個(gè)加壓過(guò)程中將壓力信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，形變檢測(cè)裝置4在整個(gè)過(guò)程中檢測(cè)混凝土內(nèi)筒殼7的形變，并將形變量等參數(shù)信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，聲探測(cè)裝置5探測(cè)混凝土內(nèi)筒殼7的預(yù)探測(cè)處的裂縫情況，將裂縫情況信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，數(shù)據(jù)采集處理裝置對(duì)采集的各數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析處理，得出鋼筋混凝土圓筒殼所能承受的外壓力以及外壓力與裂縫開(kāi)展情況、破壞形式的關(guān)系；可利用本實(shí)用新型的混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，重復(fù)檢測(cè)多組不同厚度、半徑、鋼筋構(gòu)成等的兩鋼筋混凝土圓筒殼的內(nèi)壓或外壓，經(jīng)分析處理后，可預(yù)測(cè)出鋼筋混凝土圓筒殼在承受相應(yīng)內(nèi)壓或外壓時(shí)可能出現(xiàn)的裂縫開(kāi)展形式和破壞形式，從而能準(zhǔn)確掌握鋼筋混凝土圓筒殼的力學(xué)性能，給出鋼筋混凝土圓筒殼厚薄界限的建議值，較好的指導(dǎo)該類結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)，有效地預(yù)防鋼筋混凝土圓筒殼結(jié)構(gòu)在各類荷載作用下發(fā)生災(zāi)害。
[0031]為了具體實(shí)現(xiàn)加壓裝置2對(duì)環(huán)形膠囊I的加壓，優(yōu)選地，加壓裝置2通過(guò)注水加壓的方式對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行加壓，包括與環(huán)形膠囊I連通的注水管道21和泄水管道22 ;注水管道21具有水流水壓調(diào)節(jié)泵211、水壓檢測(cè)表212和單向注水閥門213，上述數(shù)據(jù)采集處理裝置與水壓檢測(cè)表212以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起，具體可通過(guò)信號(hào)傳輸線連接；泄水管道22具有單向泄水閥門221，操作人員可根據(jù)測(cè)試要求通過(guò)水流水壓調(diào)節(jié)泵211調(diào)節(jié)注水管道21中的水壓、水流量，水壓檢測(cè)表212用于檢測(cè)注水管道21內(nèi)水流的水壓，并將水壓信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集處理裝置，單向注水閥門213和單向泄水閥門221可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)形膠囊I注水加壓的穩(wěn)定性和精確性。
[0032]優(yōu)選地，水流水壓調(diào)節(jié)泵211包括電動(dòng)試壓泵和手動(dòng)試壓泵，在實(shí)際使用過(guò)程中，結(jié)合使用電動(dòng)試壓泵和手動(dòng)試壓泵，對(duì)環(huán)形膠囊I加壓的第一階段為待被測(cè)試的混凝土外筒殼6或混凝土內(nèi)筒殼7的彈性變形階段，可以采用電動(dòng)試壓泵進(jìn)行加壓；當(dāng)加壓至一定程度后，應(yīng)改為手動(dòng)試壓泵進(jìn)行第二階段加壓，以便于保證加壓的精度和可操作性，直至待被測(cè)試的混凝土外筒殼6或混凝土內(nèi)筒殼7出現(xiàn)破壞特征。
[0033]為了具體實(shí)現(xiàn)支撐裝置3，優(yōu)選地，支撐裝置3包括對(duì)應(yīng)封擋于豎向設(shè)置的混凝土外筒殼6和混凝土內(nèi)筒殼7之間的空隙的上端口的環(huán)形擋板31，和對(duì)應(yīng)封擋于所述空隙的下端口的底板32 ;為了保證環(huán)形擋板31不與待被測(cè)試的混凝土外筒殼6或混凝土內(nèi)筒殼7接觸而影響相應(yīng)筒殼的受力和形變等，環(huán)形擋板31的寬度略小于所述空隙的寬度，且環(huán)形擋板31配設(shè)有支撐于上方的支撐橫梁33，此支撐橫梁33的兩端分別由固定于地面上的固定支撐柱34固定支撐；底板32墊設(shè)于混凝土外筒殼6和混凝土內(nèi)筒殼7的下方。
[0034]優(yōu)選地，環(huán)形膠囊I的上端對(duì)應(yīng)不被測(cè)試的混凝土內(nèi)筒殼7或混凝土外筒殼6設(shè)有排氣孔11，相應(yīng)地，待被測(cè)試的混凝土內(nèi)筒殼7或混凝土外筒殼6對(duì)應(yīng)排氣孔11設(shè)有通口(圖中未標(biāo)出)，排氣孔11用于在對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行注水時(shí)將內(nèi)部氣體排出，在對(duì)待被測(cè)試的混凝土外筒殼6或混凝土內(nèi)筒殼7進(jìn)行測(cè)試前，打開(kāi)排氣孔11，關(guān)閉泄水管道22，通過(guò)注水管道21向環(huán)形膠囊I內(nèi)注滿水，不留褶皺，然后關(guān)閉排氣孔11，之后安裝其它裝置并進(jìn)行測(cè)試。
[0035]為了具體實(shí)現(xiàn)形變檢測(cè)裝置4，優(yōu)選地，形變檢測(cè)裝置4包括多個(gè)沿待被測(cè)試的混凝土外筒殼6或混凝土內(nèi)筒殼7的豎向鋼筋和環(huán)向鋼筋布設(shè)的應(yīng)變片(圖中未標(biāo)出)，和多個(gè)對(duì)應(yīng)待被測(cè)試的混凝土外筒殼6的外表面或混凝土內(nèi)筒殼7的內(nèi)表面布設(shè)用于檢測(cè)相應(yīng)處在水平方向上相對(duì)位移的差動(dòng)式位移傳感器(圖中未標(biāo)出)或百分表(圖中未標(biāo)出)；上述應(yīng)變片和上述差動(dòng)式位移傳感器與上述數(shù)據(jù)采集處理裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起，具體可通過(guò)信號(hào)傳輸線連接，采用上述百分表時(shí)可直接讀取相對(duì)位移豎直。
[0036]為了具體實(shí)現(xiàn)聲探測(cè)裝置5，優(yōu)選地，聲探測(cè)裝置5包括多個(gè)對(duì)應(yīng)混待被測(cè)試的凝土外筒殼6的外表面或混凝土內(nèi)筒殼7的內(nèi)表面布設(shè)的聲發(fā)射探頭(圖中未標(biāo)出),和米集回饋聲信號(hào)的信號(hào)采集儀(圖中未標(biāo)出)；所述信號(hào)采集儀與上述數(shù)據(jù)采集處理裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起，具體可通過(guò)信號(hào)傳輸線連接。[0037]基于本實(shí)用新型的一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置的測(cè)試方法采用如下步驟:
[0038](I)根據(jù)測(cè)試要求制作相應(yīng)壁厚和半徑的一組混凝土外筒殼6試件和混凝土內(nèi)筒殼7試件；
[0039](2)將環(huán)形膠囊I匹配裝于制作完成的混凝土外筒殼6試件和混凝土內(nèi)筒殼7試件之間的空隙內(nèi)，將加壓裝置2與環(huán)形膠囊I安裝在一起，并將支撐裝置3封擋于所述空隙的兩端口 ；將形變檢測(cè)裝置4安裝于待被測(cè)試的混凝土外筒殼6試件的外表面或混凝土內(nèi)筒殼7試件的內(nèi)表面；將聲探測(cè)裝置5安裝于待被測(cè)試的混凝土外筒殼6試件的外表面或混凝土內(nèi)筒殼7試件的內(nèi)表面；將上述數(shù)據(jù)采集處理裝置分別與加壓裝置2、形變檢測(cè)裝置4和聲探測(cè)裝置5以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起，具體可通過(guò)信號(hào)傳輸線連接；
[0040](3)利用加壓裝置2對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行加壓膨脹；運(yùn)行形變檢測(cè)裝置4、聲探測(cè)裝置5和數(shù)據(jù)采集處理裝置；利用加壓裝置2對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行持續(xù)加壓膨脹直至待被測(cè)試的混凝土外筒殼6試件或混凝土內(nèi)筒殼7試件破壞，利用上述數(shù)據(jù)采集處理裝置對(duì)整個(gè)過(guò)程中采集的壓力信號(hào)、形變數(shù)據(jù)信號(hào)和裂縫情況信號(hào)進(jìn)行分析處理。
[0041 ] 優(yōu)選地，當(dāng)欲測(cè)試混凝土外筒殼6的內(nèi)壓時(shí)，在上述步驟(I)中，綁扎底板32、混凝土外筒殼6試件和混凝土內(nèi)筒殼7試件的鋼筋骨架，并在混凝土外筒殼6試件的豎向鋼筋和環(huán)向鋼筋上粘貼上述應(yīng)變片，底板32采用鋼筋混凝土材料，并與混凝土外筒殼6試件和混凝土內(nèi)筒殼7試件一體澆筑成型，具體是，先澆筑底板32，然后采用滑模施工方法澆筑混凝土內(nèi)筒殼7試件，然后澆筑混凝土外筒殼6試件；使混凝土內(nèi)筒殼7試件的厚度大于混凝土外筒殼6試件的厚度，并在混凝土內(nèi)筒殼7試件外設(shè)置預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)鋼筋，來(lái)增加混凝土內(nèi)筒殼7的強(qiáng)度，使混凝土內(nèi)筒殼7不致先破壞，成型混凝土內(nèi)筒殼7試件時(shí)，在混凝土內(nèi)筒殼7試件下部設(shè)置供注水管道21和泄水管道22穿過(guò)安裝的通孔(圖中未標(biāo)出)，并在混凝土內(nèi)筒殼7試件上部對(duì)應(yīng)排氣孔11設(shè)置通口 ；
[0042]當(dāng)欲測(cè)試混凝土內(nèi)筒殼7的外壓時(shí)，綁扎底板32、混凝土外筒殼6試件和混凝土內(nèi)筒殼7試件的鋼筋骨架，并在混凝土內(nèi)筒殼7試件的豎向鋼筋和環(huán)向鋼筋上粘貼上述應(yīng)變片，底板32采用鋼筋混凝土材料，并與混凝土外筒殼6試件和混凝土內(nèi)筒殼7試件一體澆筑成型，具體是，先澆筑底板32，然后采用滑模施工方法澆筑混凝土內(nèi)筒殼7試件，然后澆筑混凝土外筒殼6試件；使混凝土外筒殼6試件的厚度大于混凝土內(nèi)筒殼7試件的厚度，并在混凝土外筒殼6試件外設(shè)置預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)鋼筋，來(lái)增加混凝土外筒殼6的強(qiáng)度，使混凝土外筒殼6不致先破壞，成型混凝土外筒殼6試件時(shí)，在混凝土外筒殼6試件下部設(shè)置供注水管道21和泄水管道22穿過(guò)安裝的通孔(圖中未標(biāo)出)，并在混凝土外筒殼6試件上部對(duì)應(yīng)排氣孔11設(shè)置通口 ；
[0043]在上述步驟(2)中，在預(yù)定位置固定設(shè)置兩固定支撐柱34，并根據(jù)混凝土外筒殼6試件和混凝土內(nèi)筒殼7試件的高度將支撐橫梁33的兩端與兩固定支撐柱34在相應(yīng)高度處固定連接在一起，將安裝好的環(huán)形膠囊1、混凝土外筒殼6試件、混凝土內(nèi)筒殼7試件和底板32對(duì)應(yīng)置于支撐橫梁33的下方，將環(huán)形擋板31設(shè)置于環(huán)形膠囊I與支撐橫梁33之間對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行反力支撐；將注水管道21和泄水管道22分別通過(guò)上述通孔進(jìn)行安裝；將水壓檢測(cè)表212、電動(dòng)試壓泵和手動(dòng)試壓泵形式的水流水壓調(diào)節(jié)泵211和單向注水閥門213與注水管道21安裝在一起，并將水壓檢測(cè)表212與上述數(shù)據(jù)采集處理裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起，具體可通過(guò)信號(hào)傳輸線連接；將單向泄水閥門221與泄水管道22安裝在一起；將多個(gè)聲發(fā)射探頭安裝于待被測(cè)試的混凝土外筒殼6試件的外表面，或混凝土內(nèi)筒殼7試件的內(nèi)表面，安裝上述信號(hào)采集儀，并將所述信號(hào)采集儀與上述數(shù)據(jù)采集處理裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起，具體可通過(guò)信號(hào)傳輸線連接；將多個(gè)上述差動(dòng)式位移傳感器或上述百分表布設(shè)于待被測(cè)試的混凝土外筒殼6試件的外表面,或混凝土內(nèi)筒殼7試件的內(nèi)表面的各位移待測(cè)點(diǎn)處，當(dāng)采用差動(dòng)式位移傳感器時(shí)，并將各上述差動(dòng)式位移傳感器與數(shù)據(jù)采集處理裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起，具體可通過(guò)信號(hào)傳輸線連接；打開(kāi)排氣孔11，關(guān)閉泄水管道22，利用上述電動(dòng)試壓泵對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行注水加壓，至注滿水，不留褶皺，然后關(guān)閉排氣孔11;
[0044]在上述步驟(3)中，加壓裝置2對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行加壓包括兩個(gè)階段，先利用上述電動(dòng)試壓泵對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行第一階段注水加壓，一段時(shí)間后，并在待被測(cè)試的混凝土外筒殼6試件或混凝土內(nèi)筒殼7試件破裂前，利用手動(dòng)試壓泵對(duì)環(huán)形膠囊I進(jìn)行第二階段注水加壓，直至待被測(cè)試的混凝土外筒殼6試件或混凝土內(nèi)筒殼7試件破壞；
[0045]在上述步驟(I)中制作多組壁厚和半徑不同的混凝土外筒殼6試件和混凝土內(nèi)筒殼7試件，并重復(fù)上述步驟分別對(duì)各組混凝土外筒殼試件和混凝土內(nèi)筒殼試件進(jìn)行測(cè)試，利用上述數(shù)據(jù)采集處理裝置對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，可預(yù)測(cè)出鋼筋混凝土圓筒殼在承受相應(yīng)內(nèi)壓或外壓時(shí)可能出現(xiàn)的裂縫開(kāi)展形式和破壞形式，以及鋼筋混凝土圓筒殼中鋼筋或外部預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力變化情況等，從而能準(zhǔn)確掌握鋼筋混凝土圓筒殼的力學(xué)性能，給出鋼筋混凝土圓筒殼厚薄界限的建議值，較好的指導(dǎo)該類結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)，有效地預(yù)防鋼筋混凝土圓筒殼結(jié)構(gòu)在各類荷載作用下發(fā)生災(zāi)害；同時(shí)可通過(guò)大量的測(cè)試和研究，建立聲信號(hào)與筒殼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫等宏觀現(xiàn)象之間的關(guān)系，因此，可以利用測(cè)試中聲探測(cè)裝置收集事件數(shù)、能量釋放率等數(shù)據(jù)，反映出鋼筋混凝土圓筒殼的筒壁在加壓過(guò)程中的裂縫開(kāi)展情況，利用該裝置的測(cè)試結(jié)果，較之前普遍采用的在筒壁內(nèi)外側(cè)畫鉛粉線的方法更為準(zhǔn)確、合理。
[0046]本實(shí)用新型的混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，當(dāng)測(cè)試混凝土外筒殼的內(nèi)壓或混凝土內(nèi)筒殼的外壓時(shí)，混凝土內(nèi)筒殼或混凝土外筒殼大于混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼的厚度優(yōu)選為50_左右，具體尺寸也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；在澆筑制作底板、混凝土內(nèi)筒殼和混凝土外筒殼時(shí)，應(yīng)按要求養(yǎng)護(hù)至一定程度，然后對(duì)不被測(cè)試的混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉；混凝土底板可根據(jù)實(shí)際要求對(duì)應(yīng)形變檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)傳輸線形成有通道；底板為方形，具體形狀也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；差動(dòng)式位移傳感器或百分表所測(cè)量的具體參數(shù)可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行選取，具體數(shù)量和分布形式等可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；形變檢測(cè)裝置的形式也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；聲探測(cè)裝置的聲發(fā)射探頭的數(shù)量和分布形式等可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量遍布覆蓋待被測(cè)試的混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼的所有預(yù)開(kāi)裂區(qū)域；聲探測(cè)裝置的形式也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)采集處理裝置優(yōu)選為計(jì)算機(jī)類電子系統(tǒng)，精度和效率高，其形式也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；排氣孔和通口的具體形式可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；環(huán)形膠囊優(yōu)選為可維持自身形狀的橡膠類材料，其材料也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行選取；水流水壓調(diào)節(jié)泵的形式也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；加壓裝置的形式也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；環(huán)形擋板應(yīng)具有一定的使用剛度，其具體剛度和各向尺寸等可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；固定支撐柱、支撐橫梁、底板和環(huán)形擋板的具體形式可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)，從廣義上講，支撐裝置的形式也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)。
[0047]本實(shí)用新型的產(chǎn)品形式并非限于本案圖示和實(shí)施例，任何人對(duì)其進(jìn)行類似思路的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，其特征在于:包括脹設(shè)于同心套設(shè)的混凝土外筒殼和混凝土內(nèi)筒殼之間的空隙內(nèi)的環(huán)形膠囊，對(duì)環(huán)形膠囊進(jìn)行加壓膨脹的加壓裝置，封擋于所述空隙兩端口對(duì)環(huán)形膠囊進(jìn)行反力支撐的支撐裝置，設(shè)于混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼上檢測(cè)相應(yīng)筒殼形變量的形變檢測(cè)裝置，設(shè)于混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼上探測(cè)相應(yīng)筒殼的預(yù)探測(cè)處裂縫情況的聲探測(cè)裝置，以及與加壓裝置、形變檢測(cè)裝置和聲探測(cè)裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接以采集并處理混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼內(nèi)部壓力、形變數(shù)據(jù)和裂縫情況信號(hào)的數(shù)據(jù)采集處理裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，其特征在于:上述加壓裝置包括與上述環(huán)形膠囊連通的注水管道和泄水管道；所述注水管道具有水流水壓調(diào)節(jié)泵、水壓檢測(cè)表和單向注水閥門，上述數(shù)據(jù)采集處理裝置與所述水壓檢測(cè)表以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起；所述泄水管道具有單向泄水閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，其特征在于:上述水流水壓調(diào)節(jié)泵包括電動(dòng)試壓泵和手動(dòng)試壓泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，其特征在于:上述支撐裝置包括對(duì)應(yīng)封擋于豎向設(shè)置的混凝土外筒殼和混凝土內(nèi)筒殼之間的空隙的上端口的環(huán)形擋板，和對(duì)應(yīng)封擋于所述空隙的下端口的底板；所述環(huán)形擋板的寬度略小于所述空隙的寬度，且所述環(huán)形擋板配設(shè)有支撐于上方的支撐橫梁，此支撐橫梁的兩端分別由固定于地面上的固定支撐柱固定支撐；所述底板墊設(shè)于混凝土外筒殼和混凝土內(nèi)筒殼下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，其特征在于:上述環(huán)形膠囊的上端對(duì)應(yīng)混凝土內(nèi)筒殼或混凝土外筒殼設(shè)有排氣孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，其特征在于:上述形變檢測(cè)裝置包括多個(gè)沿混凝土外筒殼或混凝土內(nèi)筒殼的豎向鋼筋和環(huán)向鋼筋布設(shè)的應(yīng)變片，和多個(gè)對(duì)應(yīng)混凝土外筒殼的外表面或混凝土內(nèi)筒殼的內(nèi)表面布設(shè)用于檢測(cè)相應(yīng)處在水平方向上相對(duì)位移的差動(dòng)式位移傳感器或百分表；所述應(yīng)變片和差動(dòng)式位移傳感器與上述數(shù)據(jù)采集處理裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種混凝土圓筒殼安全性能的新型測(cè)試裝置，其特征在于:上述聲探測(cè)裝置包括多個(gè)對(duì)應(yīng)混凝土外筒殼的外表面或混凝土內(nèi)筒殼的內(nèi)表面布設(shè)的聲發(fā)射探頭，和采集回饋聲信號(hào)的信號(hào)采集儀；所述信號(hào)采集儀與上述數(shù)據(jù)采集處理裝置以信號(hào)傳輸?shù)姆绞竭B接在一起。
【文檔編號(hào)】G01N3/12GK203465150SQ201320580494
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】董毓利, 張大山, 房圓圓, 杜毛毛, 王玲玲 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)
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