[发明专利]一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置及其实施方法

权利要求书

1.一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置，其特征在于：包括条状支撑机构、试样支架和辅助部件；

所述条状支撑机构包括条状基座和试件支架插环，所述条状基座间隔设置有沿竖直方向上开口的试件支架插环，沿深度方向安装使用Y型固定支座或槽型固定支座，沿垂直深度方向安装使用L型固定支座；

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所述的一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置，其特征在于：所述条状支撑机构材质为钢材或不锈钢。

3.根据权利要求1所述的一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置，其特征在于：所述条状基座沿深度方向安装使用Y型固定支座安装于钢板桩结构，采用槽型固定支座安装于混凝土块体或板桩结构。

4.根据权利要求1所述的一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置，其特征在于：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。

5.根据权利要求1所述的一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置，其特征在于：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。

6.根据权利要求1所述的一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置，其特征在于：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。

7.根据权利要求1所述的一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置，其特征在于：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。

8.根据权利要求1所述的一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置，其特征在于：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。

9.根据权利要求1所述的一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置，其特征在于：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中取样时的定位。

10.一种板桩及块体结构水环境原位暴露试验装置实施的方法，其特征在于，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

(1)对于钢板桩结构，将条状支撑机构的Y型固定支座或L型固定支座焊接在钢板桩结构指定位置处，使支撑机构固定在钢板桩结构指定位置处；

(2)对于混凝土结构，先在混凝土结构上打孔并安装螺栓；然后，根据条状支撑机构安装方向确定安装方式：①沿深度方向，利用螺母将槽型固定支座固定在混凝土结构上，然后将带有试件支架插环的条状基座焊接固定在槽型固定支座上；②沿垂直深度方向，直接用螺母将L型固定支座固定在混凝土结构上；

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，并用块体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。