本實用新型涉及測試技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說它是一種腐蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力錨索耐久性研究的試驗裝置。

背景技術(shù)：

預(yù)應(yīng)力錨索廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外水電、國防、礦山、交通、市政等領(lǐng)域的各類巖土邊坡、洞室、基坑和其它巖土加固；尤其在水利水電工程領(lǐng)域，大多采用為全長粘結(jié)錨索結(jié)構(gòu)，以1860MPa級的7Φ5錨索鋼絞線較為常見，且結(jié)構(gòu)壽命與工程長期運(yùn)行安全密切相關(guān)；據(jù)調(diào)查，錨索腐蝕所導(dǎo)致的失效是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)的最主要原因之一；因此，預(yù)應(yīng)力錨索腐蝕耐久性問題引起國內(nèi)外工程界的廣泛關(guān)注。

實際現(xiàn)場服役的預(yù)應(yīng)力錨索取樣試驗是研究其腐蝕耐久性最常用的試驗方法，它能真實反映所處地點服役環(huán)境的腐蝕狀況，以此計算出錨固件在該環(huán)境下的腐蝕速率，可為工程防腐設(shè)計提供合理可靠的設(shè)計依據(jù)；但是，由于自然服役試驗周期很長，試驗區(qū)域性強(qiáng)，促使人們開展模擬加速腐蝕試驗研究，以期定量推測各種環(huán)境因子作用全過程和影響規(guī)律。

目前，預(yù)應(yīng)力錨索加速腐蝕試驗方法主要是通過模型試驗裝置對預(yù)應(yīng)力錨索施加一定應(yīng)力水平的同時進(jìn)行室內(nèi)腐蝕溶液浸泡試驗；同濟(jì)大學(xué)張思峰設(shè)計了一種目字形三段式鋼筋混凝土槽試驗系統(tǒng)以研究Φ5預(yù)應(yīng)力鋼絲在不同pH值、應(yīng)力和時間因素共同作用下的腐蝕行為，長江科學(xué)院李聰設(shè)計了一種橫目字形的一段式鋼筋混凝土槽腐蝕試驗系統(tǒng)以研究pH值、時間、應(yīng)力水平、供氧水平等因素對4.8級M6(Q235)低碳鋼絲桿的腐蝕影響規(guī)律；這兩種系統(tǒng)中設(shè)計的試件承受應(yīng)力相對較小，與實際工況有較大差異，試驗設(shè)計也均未考慮有害離子對其腐蝕耐久性的影響，所以不能完全真實反映實際錨索鋼絞線的應(yīng)力腐蝕行為，如若采用與實際工程中7Φ5錨索鋼絞線(抗拉強(qiáng)度1860MPa)接近的高應(yīng)力加載水平，則這兩種系統(tǒng)試驗裝置的穩(wěn)定性難以保證，不利于研究。

現(xiàn)有申請?zhí)枮?00710015169.4，專利名稱為《金屬桿體材料應(yīng)力腐蝕試驗裝置及其試驗方法》由于金屬桿體之間通過傳力桿連接，導(dǎo)致試件抗拉強(qiáng)度局部有所下降且應(yīng)力傳遞受阻，難以真實穩(wěn)定地模擬實際工況下預(yù)應(yīng)力錨索的高加載應(yīng)力；PVC管兩端設(shè)有橡皮塞，在PVC管中腐蝕溶液的侵蝕下，更易加速橡皮塞的腐蝕老化，易導(dǎo)致腐蝕液外泄。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種腐蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力錨索耐久性研究的試驗裝置，能夠更全面真實地模擬侵蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力錨索的腐蝕行為，拆卸方便，靈活性高。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為：一種腐蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力錨索耐久性研究的試驗裝置，包括鋼筋混凝土試驗槽，其特征在于：還包括中間混凝土墻；所述鋼筋混凝土試驗槽呈雙目字形結(jié)構(gòu)，所述鋼筋混凝土試驗槽包括并列設(shè)置的二個單目字形的鋼筋混凝土試驗槽，有一面所述中間混凝土墻為二個所述單目字形的鋼筋混凝土試驗槽共用外框混凝土墻；所述單目字形的鋼筋混凝土試驗槽由四面外框混凝土墻和二道平行設(shè)置的所述內(nèi)部橫向支撐混凝土墻組成，二個所述單目字形的鋼筋混凝土試驗槽分別被內(nèi)部橫向支撐混凝土墻分隔成三個獨(dú)立矩形槽；二面錨固外框混凝土墻上分別設(shè)置有六個錨孔，所述內(nèi)部橫向支撐混凝土墻上設(shè)置有與所述錨孔對應(yīng)的圓孔，所述圓孔與所述錨孔的圓心在同一條直線上；有腐蝕液盛放裝置位于所述獨(dú)立矩形槽內(nèi)，所述腐蝕液盛放裝置包括PVC空心管、有機(jī)玻璃片，所述PVC空心管的左右兩端分別粘接鑲嵌有二片垂直于所述PVC空心管管面方向的所述有機(jī)玻璃片，有中心孔設(shè)置于所述有機(jī)玻璃片的中心位置；有隔斷區(qū)域分別位于所述PVC空心管左右兩端、且位于二片所述有機(jī)玻璃片中間，所述隔斷區(qū)域的所述PVC空心管管面上設(shè)置有一個灌注孔；有中間區(qū)域位于所述PVC空心管中部、且位于二片所述有機(jī)玻璃片中間，有腐蝕情況觀察孔設(shè)置于所述中間區(qū)域的所述PVC空心管管面上；所述錨固外框混凝土墻厚度大于或等于60cm，所述錨孔直徑為30～40mm、且橫穿所述錨固外框混凝土墻，所述圓孔直徑大于或等于40mm、且橫穿所述內(nèi)部橫向支撐混凝土墻；所述中心孔直徑為15.2±0.2mm。

在上述技術(shù)方案中，腐蝕情況觀察孔有多個。

有錨索測力傳感器設(shè)置于錨孔外側(cè)、且設(shè)置于鋼筋混凝土試驗槽外側(cè)。

隔斷區(qū)域待錨索鋼絞線試件張拉后需從灌注孔中灌入丙烯酸鹽及在有機(jī)玻璃片中心孔用防水膠進(jìn)行表面嵌縫封閉等處理，有效避免腐蝕溶液外滲。

同時改變腐蝕溶液中硫酸根離子濃度、氯離子濃度和pH值以及加載應(yīng)力水平，研究不同腐蝕環(huán)境下應(yīng)力、有害離子濃度、pH值、時間對預(yù)應(yīng)力錨索鋼絞線試件耐久性的影響。

腐蝕情況觀察孔同時也是腐蝕液添加更換孔，因此，腐蝕情況觀察孔可用于觀察錨索鋼絞線試件腐蝕情況，也可以用于腐蝕液的添加或更換。

本實用新型具有如下優(yōu)點：

(1)能夠更全面真實地模擬侵蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力錨索的腐蝕行為；同時改變腐蝕溶液中硫酸根離子濃度、氯離子濃度和pH值以及加載應(yīng)力水平，實現(xiàn)研究不同腐蝕環(huán)境下應(yīng)力、有害離子濃度、pH值、時間因素對預(yù)應(yīng)力錨索鋼絞線耐久性的影響，解決現(xiàn)有室內(nèi)試驗加載應(yīng)力不足以真實模擬實際工況、獲取試驗數(shù)據(jù)不夠全面方面的問題；

(2)用于預(yù)應(yīng)力錨索鋼絞線加速腐蝕試驗研究時，便于施加與實際情況接近的高預(yù)應(yīng)力，且能在較大張拉載荷下保證良好的結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性；

(3)大大增加同時試驗錨索鋼絞線試件的數(shù)量；還能有效防止腐蝕液污染環(huán)境；

(4)錨固外框混凝土墻厚度大于或等于60cm，確保試驗槽能承受與1860MPa級7Φ5錨索鋼絞線實際工況相近的預(yù)應(yīng)力張拉荷載，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不開裂；錨孔直徑為30～40mm、且橫穿錨固外框混凝土墻，圓孔直徑大于或等于40mm、且橫穿內(nèi)部橫向支撐混凝土墻，保證每根錨索鋼絞線能在不受摩擦力的情況下橫穿于每個單目字形的鋼筋混凝土試驗槽并錨固在鋼筋混凝土試驗槽；中心孔直徑為15.2±0.2mm，保證錨索鋼絞線能順利穿過各PVC空心管；隔斷區(qū)域待錨索鋼絞線試件張拉后，從灌注孔中灌入丙烯酸鹽及在有機(jī)玻璃片中心孔用防水膠進(jìn)行表面嵌縫封閉處理，有效避免腐蝕溶液外滲；

(5)拆卸方便，靈活性高。

附圖說明

圖1為本實用新型俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型腐蝕液盛放裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型有機(jī)玻璃片左視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1-中間混凝土墻,2-內(nèi)部橫向支撐混凝土墻,3-鋼筋混凝土試驗槽,31-單目字形的鋼筋混凝土試驗槽,32-獨(dú)立矩形槽,4-錨固外框混凝土墻,5-錨孔,6-圓孔,7-PVC空心管,8-中心孔,9-有機(jī)玻璃片,10-隔斷區(qū)域,11-灌注孔,12-腐蝕情況觀察孔,13-橡皮塞,14-錨索測力傳感器,15-中間區(qū)域,16-錨索鋼絞線試件。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的實施情況，但它們并不構(gòu)成對本實用新型的限定，僅作舉例而已。同時通過說明使本實用新型的優(yōu)點更加清楚和容易理解。

參閱附圖可知：一種腐蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力錨索耐久性研究的試驗裝置，包括鋼筋混凝土試驗槽3，其特征在于：還包括中間混凝土墻1；所述鋼筋混凝土試驗槽3呈雙目字形結(jié)構(gòu)，所述鋼筋混凝土試驗槽3包括并列設(shè)置的二個單目字形的鋼筋混凝土試驗槽31，有一面所述中間混凝土墻1為二個所述單目字形的鋼筋混凝土試驗槽31共用外框混凝土墻；所述單目字形的鋼筋混凝土試驗槽31由四面外框混凝土墻和二道平行設(shè)置的內(nèi)部橫向支撐混凝土墻2組成，二個所述單目字形的鋼筋混凝土試驗槽31分別被所述內(nèi)部橫向支撐混凝土墻2分隔成三個獨(dú)立矩形槽32；二面錨固外框混凝土墻4上分別設(shè)置有六個錨孔5，所述內(nèi)部橫向支撐混凝土墻2上設(shè)置有與所述錨孔5對應(yīng)的圓孔6，所述圓孔6與所述錨孔5的圓心在同一條直線上；有腐蝕液盛放裝置位于所述獨(dú)立矩形槽32內(nèi)，所述腐蝕液盛放裝置包括PVC空心管7、有機(jī)玻璃片9，所述PVC空心管7的左右兩端分別粘接鑲嵌有二片垂直于所述PVC空心管7管面方向的所述有機(jī)玻璃片9，有中心孔8設(shè)置于所述有機(jī)玻璃片9的中心位置；有隔斷區(qū)域10分別位于所述PVC空心管7左右兩端、且位于二片所述有機(jī)玻璃片9中間，所述隔斷區(qū)域10的所述PVC空心管7管面上設(shè)置有一個灌注孔11；有中間區(qū)域15位于所述PVC空心管7中部、且位于二片所述有機(jī)玻璃片9中間，有腐蝕情況觀察孔12設(shè)置于所述中間區(qū)域15的所述PVC空心管7管面上；所述錨固外框混凝土墻4厚度大于或等于60cm，所述錨孔5直徑為30～40mm、且橫穿所述錨固外框混凝土墻4，所述圓孔6直徑大于或等于40mm、且橫穿所述內(nèi)部橫向支撐混凝土墻；所述中心孔8直徑為15.2±0.2mm。腐蝕情況觀察孔12有多個。

本實用新型所述的一種腐蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力錨索耐久性研究的試驗裝置工作過程如下：錨索鋼絞線試件16經(jīng)過錨固端錨具固定，從錨固外框混凝土墻4上的一端錨孔5中穿入到一個單目字形的鋼筋混凝土試驗槽31，在單目字形的鋼筋混凝土試驗槽31中穿過盛放腐蝕液的PVC空心管7，再通過內(nèi)部橫向支撐混凝土墻2上的相應(yīng)圓孔6穿入到下一個單目字形的鋼筋混凝土試驗槽31中、且穿過盛放腐蝕液的PVC空心管7，再通過內(nèi)部橫向支撐混凝土墻2上的相應(yīng)圓孔6穿入到下一個單目字形的鋼筋混凝土試驗槽31中、且穿過盛放腐蝕液的PVC空心管7，再通過另一面錨固外框混凝土墻4上的端錨孔5中穿出并固定于錨固外框混凝土墻4上，在端錨孔5所在鋼筋混凝土試驗槽3外側(cè)設(shè)置錨索測力傳感器14，施加與實際工況接近的張拉應(yīng)力使錨索鋼絞線試件16錨固在鋼筋混凝土試驗槽3上；從每個PVC空心管7上的灌注孔11中灌入丙烯酸鹽，并在隔斷有機(jī)玻璃片9的中心孔8處進(jìn)行防水膠嵌縫封閉處理；待完全凝固后，再通過PVC空心管7上部的腐蝕情況觀察孔12加入含有不同濃度硫酸根離子、氯離子和pH值的腐蝕溶液，蓋上橡膠塞13；加速試驗運(yùn)行的不同時間段，通過腐蝕情況觀察孔12觀察錨索鋼絞線腐蝕情況、更換腐蝕液以保證溶液成分和濃度。

為了能夠更加清楚的說明本實用新型所述的一種腐蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力錨索耐久性研究的試驗裝置與現(xiàn)有的一種目字形三段式鋼筋混凝土槽試驗系統(tǒng)、一種橫目字形的一段式鋼筋混凝土槽腐蝕試驗系統(tǒng)相比所具有的優(yōu)點，工作人員將這三種技術(shù)方案進(jìn)行了對比，其對比結(jié)果如下表：

由上表可知，本實用新型所述的一種腐蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力錨索耐久性研究的試驗裝置與現(xiàn)有的一種目字形三段式鋼筋混凝土槽試驗系統(tǒng)、一種橫目字形的一段式鋼筋混凝土槽腐蝕試驗系統(tǒng)相比，便于施加與實際情況更為接近的高預(yù)應(yīng)力且保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有利于更真實地模擬預(yù)應(yīng)力錨索的應(yīng)力加載條件；獲取試驗數(shù)據(jù)全面，通過同時加入不同硫酸根離子、氯離子和pH值的腐蝕溶液和加載一定范圍的高應(yīng)力，實現(xiàn)更全面影響參數(shù)組合作用下的預(yù)應(yīng)力錨索鋼絞線腐蝕行為的研究；能同時進(jìn)行試驗的錨索鋼絞線腐蝕試件的數(shù)量多。

其它未說明的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。