[发明专利]一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置及其实施方法

说明书

本发明公开了一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置及其实施方法，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。

技术领域

本发明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及其实施方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种柱形桩基水环境原位暴露试验装置及其实施方法。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。