拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统，包括沿水平方向依次连接的钢筋受拉装置、延伸过渡装置及拉伸荷载施加装置，所述钢筋受拉装置采用弱磁材料制成，所述钢筋受拉装置处设有磁场监测装置，且内部设有环境腐蚀作用装置，所述延伸过渡装置和环境腐蚀作用装置均采用无磁材料制成。上述一种拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统，能够实现拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测，通过延伸过渡装置将拉伸荷载施加装置与钢筋受拉装置之间有间距，大幅降低了对钢筋处磁场的干扰。扰。扰。

【技术实现步骤摘要】
拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统


[0001]本专利技术涉及钢筋损伤的磁场监测
，具体涉及一种拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统。

技术介绍

[0002]钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材，在混凝土中主要承受拉应力，具有承受外力的作用，广泛用于各种建筑结构，特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。为保障建筑物的结构安全及预防运营事故的发生，有必要对钢筋进行拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下进行损伤监测，从而保障建筑的寿命安全。现有技术中，拉伸荷载和环境腐蚀作用下钢筋损伤的磁场监测系统的拉伸装置多为万能试验机等设备，存在着以下问题：
[0003](1)由于万能试验机等设备中的拉伸系统和夹具为具有较强的铁磁性材料如钢铁等，会在附近尤其是周围1米范围内产生较强的磁场，在拉伸状态进行磁场监测，实测磁场强度值包括拉伸系统和夹具的磁场，且该磁感应强度较大，很难从实测磁场中分离出来。
[0004](2)若把钢筋达到预设拉伸荷载后从万能试验机等设备取下，在远离万能试验机等设备的地方进行磁场检测，则测得的磁场强度与钢筋在实际工程中拉伸荷载作用下的磁场强度存在较大的偏差。
[0005](3)现有的拉伸荷载作用下的磁场监测，无法同时实现拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下的磁场监测，若采用现有设备进行拉伸荷载作用下同时进行通电腐蚀，钢筋与拉伸试验装置中的夹具和拉伸系统直接接触，钢筋与电源的正极相连，导致拉伸试验装置中的夹具和拉伸系统失去电子，拉伸试验装置容易被腐蚀；另一方面，先拉伸再腐蚀与先腐蚀再拉伸都与实际工程中钢筋服役情况存在较大的偏差。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统，能够降低拉伸系统和夹具对钢筋处的磁场干扰。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统，包括沿水平方向依次连接的钢筋受拉装置、延伸过渡装置及拉伸荷载施加装置，所述钢筋受拉装置采用弱磁材料制成，所述钢筋受拉装置处设有磁场监测装置，且内部设有环境腐蚀作用装置，所述延伸过渡装置和环境腐蚀作用装置均采用无磁材料制成。
[0008]钢筋固定在钢筋受拉装置中，通过延伸过渡装置与拉伸荷载施加装置相连接，并受到环境腐蚀作用装置的腐蚀作用，对钢筋施加荷载时，拉伸荷载施加装置通过延伸过渡装置施加荷载和拉伸钢筋，磁场监测装置在钢筋受拉装置内对拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋的损伤进行监测。
[0009]上述拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统的有益效果是：
[0010](1)能够同时实现拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下的磁场监测。
[0011](2)钢筋受拉装置采用弱磁材料制作，产生的磁场极其微弱，并且环境腐蚀作用装置采用无磁材料制成，降低了对钢筋处磁场的干扰。
[0012](3)拉伸荷载施加装置距离钢筋受拉装置有一定的距离，通过延伸过渡装置进行连接，并且延伸过渡装置为无磁材料制成，从而大幅降低了拉伸荷载施加装置对钢筋处磁场的干扰。
[0013]进一步地，所述拉伸荷载施加装置包括铝合金框架一、分离式中空式液压千斤顶及工字型奥氏体不锈钢钢板，所述工字型奥氏体不锈钢钢板设置在铝合金框架一的一端且开设有通孔，所述分离式中空式液压千斤顶沿水平方向设置在铝合金框架一内并设置在工字型奥氏体不锈钢钢板上，分离式中空式液压千斤顶的活塞沿钢筋受拉装置朝向拉伸荷载施加装置的方向设置；
[0014]所述延伸过渡装置包括铝合金框架二、芳纶纤维绳及铝合金转换锚具，所述铝合金框架二的两端分别与铝合金框架一和钢筋受拉装置相连接，所述铝合金转换锚具设置在铝合金框架二内靠近钢筋受拉装置的一端，所述芳纶纤维绳的一端通过铝合金转换锚具与钢筋相连接，另一端依次穿过工字型奥氏体不锈钢钢板和分离式中空式液压千斤顶，并与分离式中空式液压千斤顶的活塞相连接。
[0015]分离式中空式液压千斤顶设置在工字型奥氏体不锈钢钢板上，其活塞朝远离延伸过渡装置的方向拉动芳纶纤维绳，活塞的推力通过芳纶纤维绳转化为另一端铝合金转换锚具连接的钢筋所受到的拉伸荷载，从而拉伸荷载施加装置对钢筋施加拉伸荷载。延伸过渡装置为铝合金和芳纶纤维等无磁材料，能够避免对受拉钢筋处的磁场产生干扰。
[0016]进一步地，还包括荷载测量装置，所述荷载测量装置包括压力传感器、数值显示面板及两个奥氏体不锈钢夹板，所述压力传感器设置在两个奥氏体不锈钢夹板之间，两个所述奥氏体不锈钢夹板设置在分离式中空式液压千斤顶与工字型奥氏体不锈钢钢板之间，所述压力传感器和奥氏体不锈钢夹板上均开设有相贯通的通孔，所述数值显示面板与压力传感器相连接。
[0017]分离式中空式液压千斤顶一端的活塞将芳纶纤维绳朝向远离钢筋方向拉动，另一端通过两个奥氏体不锈钢夹板压在工字型奥氏体不锈钢钢板上，将压力通过奥氏体不锈钢夹板均匀地传递给压力传感器，压力传感器所受的压力等于芳纶纤维绳所受的拉力，从而测得钢筋受到的拉伸荷载。
[0018]进一步地，所述钢筋受拉装置包括铝合金框架三和铝合金锚具，所述铝合金框架三的一端与延伸过渡装置连接，且另一端设有工字型奥氏体不锈钢钢板，所述铝合金锚具设置在该工字型奥氏体不锈钢钢板远离延伸过渡装置的一侧，且该工字型奥氏体不锈钢钢板开设有通孔。
[0019]钢筋的一端固定在铝合金锚具上，另一端与延伸过渡装置相连接，拉伸荷载施加装置将钢筋朝远离铝合金锚具的方向拉动，从钢筋受拉装置朝拉伸荷载施加装置方向拉动，由于受到工字型奥氏体不锈钢钢板的限位，从而转化为延伸过渡装置中的芳纶纤维绳受拉力作用，同时钢筋受拉装置内除了工字型奥氏体不锈钢钢板为弱磁材料，其他均为无磁材料，从而能大幅降低对钢筋处磁场的干扰。
[0020]进一步地，所述环境腐蚀作用装置包括钢化玻璃槽、圆柱形筒、橡胶塞、碳棒及可
控直流电源；
[0021]所述钢化玻璃槽沿水平方向设置在钢筋受拉装置内，且沿钢筋长度方向的两端均开设有圆孔，所述圆柱形筒设置在圆孔内，所述橡胶塞设置在圆柱形筒内并与其滑动密封连接，所述橡胶塞上开设有直径小于钢筋的通孔，所述钢筋通过两端橡胶塞的通孔穿过钢化玻璃槽，所述碳棒平行于钢筋设置在钢化玻璃槽内，所述可控直流电源设置在距离钢筋受拉装置至少2米距离的位置，且正负极分别与钢筋和碳棒相连接。
[0022]钢筋穿过橡胶塞和圆柱形筒，并穿过钢化玻璃槽，向钢化玻璃槽内加入腐蚀溶液，橡胶塞和圆柱形筒用于封闭堵塞圆孔，并且钢筋拉伸过程中产生变形或滑动后，橡胶塞随钢筋移动并在圆柱形筒内滑动，能够始终随钢筋的位移在圆柱形筒内进行密封，防止漏液。碳棒和腐蚀溶液使可控直流电源形成闭合回路，加速钢筋的腐蚀，并且平行设置的碳棒能够均匀地腐蚀钢筋。
[0023]进一步地，所述磁场监测装置包括三轴磁传感探头、数据采集模块及数据处理软件，所述三轴磁传感探头设置在钢筋受拉装置内且位于钢筋上方，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统，其特征在于：包括沿水平方向依次连接的钢筋受拉装置、延伸过渡装置及拉伸荷载施加装置，所述钢筋受拉装置采用弱磁材料制成，所述钢筋受拉装置处设有磁场监测装置，且内部设有环境腐蚀作用装置，所述延伸过渡装置和环境腐蚀作用装置均采用无磁材料制成。2.根据权利要求1所述的拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统，其特征在于：所述拉伸荷载施加装置包括铝合金框架一、分离式中空式液压千斤顶及工字型奥氏体不锈钢钢板，所述工字型奥氏体不锈钢钢板设置在铝合金框架一的一端且开设有通孔，所述分离式中空式液压千斤顶沿水平方向设置在铝合金框架一内并设置在工字型奥氏体不锈钢钢板上，其活塞沿钢筋受拉装置朝向拉伸荷载施加装置的方向设置；所述延伸过渡装置包括铝合金框架二、芳纶纤维绳及铝合金转换锚具，所述铝合金框架二的两端分别与铝合金框架一和钢筋受拉装置相连接，所述铝合金转换锚具设置在铝合金框架二内靠近钢筋受拉装置的一端，所述芳纶纤维绳的一端通过铝合金转换锚具与钢筋相连接，另一端依次穿过工字型奥氏体不锈钢钢板和分离式中空式液压千斤顶，并与分离式中空式液压千斤顶的活塞相连接。3.根据权利要求2所述的拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统，其特征在于：还包括荷载测量装置，所述荷载测量装置包括压力传感器、数值显示面板及两个奥氏体不锈钢夹板，所述压力传感器设置在两个奥氏体不锈钢夹板之间，两个所述奥氏体不锈钢夹板设置在分离式中空式液压千斤顶与工字型奥氏体不锈钢钢板之间，所述压力传感器和奥氏体不锈钢夹板上均开设有相贯通的通孔，所述数值显示面板与压力传感器相连接。4.根据权利要求1所述的拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统，其特征在于：所述钢筋受拉装置包括铝合金框架三和铝合金锚具，所述铝合金框架三的一端与延伸过渡装置连接，且另一端设有工字型奥氏体不锈钢钢板，所述铝合金锚具设置在该工字型奥氏体不锈钢钢板远离延伸过渡装置的一侧，且该工字型奥氏体不锈钢钢板开设有通孔。5.根据权利要求1所述的拉伸荷载和环境腐蚀耦合作用下钢筋损伤的磁场监测系统，其特征在于：所述环境腐蚀作用装置包括钢化玻璃槽、圆柱形筒、橡胶塞、...

【专利技术属性】
技术研发人员：江胜华，何峻峰，王廉强，赵丙辰，温成志，孙笑，孙超，刘代春，陈永清，
申请(专利权)人：烟台新天地试验技术有限公司，
类型：发明
国别省市：