[发明专利]用于测试碳纤维增强复合材料筋预应力损失的装置及方法

说明书

本发明公开的一种用于测试碳纤维增强复合材料筋预应力损失的装置及方法，装置由预应力损失架、CFRP筋及其锚具系统、预应力施加系统及荷载测试传感系统组成。将CFRP筋锚固于固定端锚具与荷载端锚具中，将荷载端锚具穿过预应力损失架，将长期压力传感器套入到荷载端锚具中，在荷载端锚具尾部将张拉连杆拧上，再将作用垫板固定在螺纹杆，在张拉连杆上依次穿入索力计、穿心式千斤顶，将工具锚拧到张拉连杆上，穿心式千斤顶开始工作，观察索力计的读数，达到要求荷载时停止千斤顶加载，拧紧锚固螺母，使长期压力传感器与右侧预应力损失架紧靠，可通过长期压力传感器获取CFRP筋的应力损失量。本发明可进行长期、持续的预应力损失监测。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种用于测试碳纤维增强复合材料筋预应力损失的装置及方法。

背景技术

传统土木工程领域所用钢筋暴露于空气或潮湿环境中，极易发生电化学腐蚀，导致钢筋发生力学性能退化，从而影响到结构构件的安全性，造成极大的安全隐患，并且为结构的正常使用带来了巨大的影响。

为了解决钢筋锈蚀导致的建筑物产生影响正常使用的问题，各国科学家、工程师想了很多办法，近几年十年来，随着材料科技学技术的发展，碳纤维增强树脂复合材料筋以其具有的绝对的优势而逐渐的在土木工程领域中应用越来越广泛。相对于传统受力材料而言(钢筋)，CFRP筋以其具有轻质、高强、耐疲劳、耐腐蚀、易加工、便于运输等优点在土木工程领域中用作受力筋、体外预应力筋、斜拉索和地锚等。

CFRP筋具有较高的抗拉强度和模量，常用于预应力结构，如预应力碳纤维筋，体外预应力等结构，作为预应力构件，必须对其预应力损失率有较好的理解，只有充分掌握了碳纤维增强复合材料的预应力损失规律，才能正确使用CFRP筋进行预应力构件的设计。

CFRP筋的预应力损失需首先对CFRP筋进行锚固，无法对CFRP筋直接进行测试，传统的预应力损失装置会对CFRP筋造成一定的损伤，装置较为复杂，无法同时对多个试样进行监测，且实验过程中存在一些其他导致预应力损失的因素。

因此本发明设计了一种可用于同时测试多个CFRP筋预应力损失的装置，可以进行长期，持续的观测，可测试不同类型的筋以及不同长度的试样的预应力损失，装置的操作简单，可缓解其他可导致产生预应力损失的因素的影响，操作便捷，可重复使用，经济可靠，适用范围广泛。

发明内容

本发明的目的是基于现有碳纤维增强复合材料筋预应力损失测试存在的不足而提供一种用于测试碳纤维增强复合材料筋预应力损失的装置及方法，装置是一种能够长期使用，简单可靠、适应范围广泛的测试设备。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面，一种用于测试碳纤维增强复合材料筋预应力损失的装置，其包括：

锚具系统，包括用于分别锚固碳纤维增强复合材料筋的两端的固定端锚具和荷载端锚具；

预应力损失架，包括对拉连接的第一损失架和第二损失架，所述第一损失架和第二损失架对应开设有供所述荷载端锚具穿过的孔洞；

荷载测试传感系统，包括长期压力传感器，套装于所述荷载端锚具上；

预应力施加系统，包括一端连接于所述荷载端锚具的张拉连杆，所述张拉连杆上依次套装有作用垫板、索力计和穿心式千斤顶，所述作用垫板拉结固定于所述第二损失架的外部，所述穿心式千斤顶的尾端用工具锚与所述张拉连杆固定。

在本发明装置的一些实施例中，还包括中心开孔的固定端垫板，可拆卸安装于所述第一损失架上的孔洞外侧，所述固定端垫板的中心开孔的孔径小于所述固定端锚具的外径。

在本发明装置的一些实施例中，所述第一损失架和所述第二损失架通过若干根带钢管的螺纹杆对拉连接，相邻两根所述螺纹杆之间构成一个供进行碳纤维增强复合材料筋预应力损失试验的分区。