一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置，所述试验装置包括环状支撑机构、试样支架和辅助部件，该暴露试验装置可根据实际暴露环境的基础条件设计，制作加工简单，可方便地安装在材料为混凝土或钢材的柱形桩基的特定部位上，为水环境中的局部原位暴露试验提供便捷的支撑条件。

An in-situ exposure test device for water environment of column pile foundation

【技术实现步骤摘要】
一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置
本技术属于腐蚀与防护领域，涉及水环境暴露试验，特别是一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置。
技术介绍
自然环境腐蚀试验是研究材料、产品等环境适应性的重要措施，在材料开发、产品研发、腐蚀防护等领域得到了广泛使用。海水、淡水等水环境中服役着大量的码头、桥梁、隧道等结构，是开展自然环境腐蚀试验的典型环境之一。传统的水环境暴露试验通常是基于暴露试验站完成的。暴露试验站是开展自然腐蚀试验的固定基础设施，如国家材料环境站网的各类试验站、沿海混凝土耐久性暴力试验站、随跨海大桥建设的暴露试验站(如杭州湾跨海大桥暴露试验站等)等，是材料腐蚀数据积累、材料腐蚀规律研究等的重要条件。然而，在实际水环境腐蚀试验中也存在着如下问题：(1)水环境暴露试验站建设需投入大量人力、物力和相应的场地，故数量有限，试验资源相对紧张；(2)某些工程(如码头、桥梁等)需获取局部特定区域的腐蚀数据，若为此而建造暴露试验站，将耗费大量人力物力，一般工程通常较难满足相应条件。
技术实现思路
本技术针对上述问题，提出一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置。该暴露试验装置可根据实际暴露环境的基础条件设计，制作加工简单，可方便地安装在材料为混凝土或钢材的柱形桩基的特定部位上，为水环境中的局部原位暴露试验提供便捷的支撑条件。为实现上述目的提出如下技术方案：一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置，包括环状支撑机构、试样支架和辅助部件；所述环状支撑机构包括卡箍和试件支架插环，所述卡箍为相对称的分体式结构，二者通过螺栓螺母紧固件连接固定并环绕安装圆柱形桩基或方柱形桩基的外壁上，所述卡箍外侧分布有用于安装试样支架的支架插环，所述环状支撑机构可沿桩基的垂直方向上对应不同水环境(大气区、浪溅区、水位变动区、水下区和泥下区等部位)安装若干组；所述试样支架包括片状试样支架和块状试样支架：所述片状试样支架包括插杆、支撑板、支撑杆和2根绝缘套管，所述支撑板焊接固定在插杆上，所述绝缘套管垂直连接在支撑板上，片状试样上开有与绝缘套管外径相适应的圆孔，用以将片状试样安装在绝缘套管上；所述块状试样支架包括竖向支撑杆、横向支撑杆、斜向支撑杆、插杆和试件筐，横向支撑杆、斜向支撑杆和竖向支撑杆构成三角支撑构件，在横向支撑杆的下方、竖向支撑杆的向内一侧设置有与之平行的插杆，横向支撑杆上方固定安装试件筐。所述辅助部件安装在支撑机构或试件支架上；包括牺牲阳极、电连接部件、定位绳等，用于实现特殊功能，根据暴露试验需求选择使用。在上述技术方案中，所述卡箍依据桩基的形状分为2种形式，安装在圆柱形桩基上的卡箍为半圆形卡箍，安装在方柱形桩基上的卡箍为半方形卡箍。在上述技术方案中，所述卡箍内侧与桩基的接触面上设置有防滑垫片，所述防滑垫片由橡胶、硅胶等材料制成。在上述技术方案中，所述支架插环为方形或圆形。在上述技术方案中，所述插杆底部设置有片状试样支架锁头，用于将片状试件支架锁定在支撑机构上，所述片状试样支架锁头由带有尼龙套的螺杆螺母紧固件构成。在上述技术方案中，所述插杆与竖向支撑杆之间设置有块状试样支架锁头用于将块状试件支架锁定在支撑机构上，所述块状试样支架锁头由带有尼龙套的螺杆螺母紧固件构成。在上述技术方案中，所述试件筐由试件筐体、试件防滑垫条、试件筐锁头、试件筐盖、试件筐铰链杆等组成，所述试件筐盖可沿试件筐铰链杆向上打开，在试件筐盖一侧安装有试件筐锁头，所述试件筐体内部底面上设置有试件防滑垫条，所述试件筐体为镂空结构。在上述技术方案中，所述牺牲阳极安装在支撑机构上，用于支撑机构在水位变动区、水下区或泥下区的防腐。在上述技术方案中，所述电连接部件为耐海水电缆或耐蚀导电金属件，安装在特定腐蚀区带的试件上，用于实现贯穿海洋腐蚀区带的长试件。在上述技术方案中，所述定位绳封装在试件支架的插杆中，由耐海水高分子材料制成，用于在难以确定试件支架位置的介质(如海泥、河泥等)中取样时的定位。一种水环境原位暴露试验装置实施的方法，其具体步骤如下：1.试件的设置方法(1)对于片状试件，先将片状试件组装固定在试件支架上，形成试件及试件支架组合体。(2)对于块状试件，待块状试件支架安装完毕后，再放置块状试件。或者，先将块状试件放入试件筐体中并固定，然后盖上并锁定试件筐盖，形成试件及试件支架组合体。2.支撑机构的安装方法将环状支撑机构的两片半环形卡箍放在桩基指定位置处，然后用螺栓螺母紧固件紧固，使支撑机构固定在桩基指定位置处。3.试件的现场安设方法(1)对于片状试件，将试件及试件支架组合体的插杆插入支撑机构的试件支架插环中，然后用锁头锁定组合体。(2)对于块状试件，先将块状试件支架插杆插入支撑机构的试件支架插环中，并用锁头锁定，随后打开试件筐盖，将块状试件放入试件筐体中，接着锁定试件筐盖。或者，将形成的试件及试件支架组合体的插杆插入支撑机构的试件支架插环中，并用块状支架锁头锁定组合体。4.现场取样的实施方法(1)根据暴露试验周期实施现场取样。(2)对于片状试件支架，先将指定试件支架插环处的锁头解锁，然后拔出试件支架插杆，将试件及支架组合体一并取回。(3)对于块状试件支架，先将指定试件支架处的试件筐盖解锁，取回块状试件，然后将试件支架插环处的锁头解锁，拔出试件支架插杆，将试件支架取回。或者，将试件支架插环处的锁头解锁，拔出试件支架插杆，将试件及支架组合体一并取回。5.辅助部件的实施方法(1)牺牲阳极实施：在支撑机构上设置安装孔，用螺栓将牺牲阳极固定在支撑机构上，通过垫片或焊接方式确保电连接，并用可固化密封材料将螺栓相应部位密封。牺牲阳极的安装数量根据支撑机构被保护面积及试验周期确定。(2)电连接部件实施：在待实施电连接的试件上开孔，通过连接件及螺栓螺母紧固件将电连接部件固定在试件上，用垫片或焊接方式确保电连接，并用可固化密封材料将螺栓螺母紧固件相应部位密封。(3)定位绳实施：先将定位绳一端固定在试件支架插杆上，然后将定位绳另一端固定在将易确定位置的固定点上，以便根据定位绳确定难以定位试件支架的位置，从而方便取样。本技术的有益效果如下：(1)本技术有环状支撑机构和条状支撑机构，可方便地安装在柱形桩基结构上；试件支架采用插拔式结构与支撑机构连接，便于现场安装和现场取样；采用片状试件支架和块状试件支架两种形式，适用不同类型的试件；牺牲阳极可实现对水中钢质支撑机构的阴极保护，保障钢质支撑机构使用年限；电连接部件可使试件成为贯穿海洋腐蚀区带的长试件，拓展原位暴露试验装置的适用范围；当试件支架处于海泥、河泥等介质中时，难以确定试件支架的位置，用定位绳可方便取样时的定位，以便快速找到试件。(2)本技术具有原理简单、安装方便、装样取样便捷、成本低等特点，可便捷的安装在柱形桩基结构上，快速形成水环境原位暴露试验条件，对于无固定结构的区域，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置，其特征在于：包括环状支撑机构、试样支架和辅助部件；/n所述环状支撑机构包括卡箍和试件支架插环，所述卡箍为相对称的分体式结构，二者通过螺栓螺母紧固件连接固定并环绕安装圆柱形桩基或方柱形桩基的外壁上，所述卡箍外侧分布有用于安装试样支架的支架插环，所述环状支撑机构沿桩基的垂直方向上对应不同水环境安装若干组；/n所述试样支架包括片状试样支架和块状试样支架：/n所述片状试样支架包括插杆、支撑板、支撑杆和2根绝缘套管，所述支撑板焊接固定在插杆上，所述绝缘套管垂直连接在支撑板上，片状试样上开有与绝缘套管外径相适应的圆孔，用以将片状试样安装在绝缘套管上；所述块状试样支架包括竖向支撑杆、横向支撑杆、斜向支撑杆、插杆和试件筐，横向支撑杆、斜向支撑杆和竖向支撑杆构成三角支撑构件，在横向支撑杆的下方、竖向支撑杆的向内一侧设置有与之平行的插杆，横向支撑杆上方固定安装试件筐，所述辅助部件安装在支撑机构或试件支架上；包括牺牲阳极、电连接部件和定位绳。/n

【技术特征摘要】
1.一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置，其特征在于：包括环状支撑机构、试样支架和辅助部件；
所述环状支撑机构包括卡箍和试件支架插环，所述卡箍为相对称的分体式结构，二者通过螺栓螺母紧固件连接固定并环绕安装圆柱形桩基或方柱形桩基的外壁上，所述卡箍外侧分布有用于安装试样支架的支架插环，所述环状支撑机构沿桩基的垂直方向上对应不同水环境安装若干组；
所述试样支架包括片状试样支架和块状试样支架：
所述片状试样支架包括插杆、支撑板、支撑杆和2根绝缘套管，所述支撑板焊接固定在插杆上，所述绝缘套管垂直连接在支撑板上，片状试样上开有与绝缘套管外径相适应的圆孔，用以将片状试样安装在绝缘套管上；所述块状试样支架包括竖向支撑杆、横向支撑杆、斜向支撑杆、插杆和试件筐，横向支撑杆、斜向支撑杆和竖向支撑杆构成三角支撑构件，在横向支撑杆的下方、竖向支撑杆的向内一侧设置有与之平行的插杆，横向支撑杆上方固定安装试件筐，所述辅助部件安装在支撑机构或试件支架上；包括牺牲阳极、电连接部件和定位绳。


2.根据权利要求1所述的一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置，其特征在于：所述卡箍依据桩基的形状分为2种形式，安装在圆柱形桩基上的卡箍为半圆形卡箍，安装在方柱形桩基上的卡箍为半方形卡箍。


3.根据权利要求1所述的一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置，其特征在于：所述卡箍内侧与桩基的接触面上设置有防滑垫片，所述防滑垫片由橡胶或硅胶材料制成。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文锋，陈韬，刘凯，李秋实，马化雄，李云飞，杨太年，唐聪，马悦，
申请(专利权)人：中交天津港湾工程研究院有限公司，中交第一航务工程局有限公司，天津港湾工程质量检测中心有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12