本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种检测上下层预制构件竖向连接质量的装置及方法。
背景技术：
预制装配式建筑是指建筑的部分或全部构件及部品在预制厂生产完成，再运输到施工现场，采用可靠的连接方式和安装机械将构件组装起来，形成具备设计使用功能的建筑物。与现浇结构施工相比，预制装配式结构具有施工方便、工程进度快、周围环境影响小、建筑构件质量容易得到保证等优点。装配式混凝土结构对推进城市建设进程、提高工程质量、促进节能减排、改善人居环境、转变建造业生产方式等有积极意义。
我国《装配式混凝土结构技术规程》(jgj1-)(简称“规程”)建议竖向构件(墙、柱)的连接方式主要有钢筋灌浆连接和钢筋浆锚搭接连接等方式。钢筋套筒灌浆连接是在预制构件中将两段钢筋插入套筒内，并灌入高强无收缩灌浆料，通过钢筋与硬化后的高强灌浆料之间的黏结力和咬合力实现有效传力。钢筋浆锚搭接连接是在预制混凝土构件中预留孔道，在孔道中插入需搭接的钢筋，并灌注灌浆料而实现的钢筋搭接连接方式。
德国、日本等发达国家主要依靠工人系统培训、合理工法和有效管理来保证钢筋套筒灌浆连接的质量。国内由于发展时间较短、预制构件制作精度欠佳、现场人员培训不足、监管缺位等原因，目前主要存在以下几方面问题：1)灌浆结束前持压不充分、灌浆口封堵不及时或者连通腔漏浆，导致套筒内浆体回流，出现“灌不满”的情况；2)由于构件生产或现场安装偏差导致下段钢筋无法就位，个别存在下段钢筋被割短或割断现象，减少了连接钢筋的锚固长度；3)由于操作不规范，施工现场会出现灌浆料拌制时用水量超过产品设计值，导致浆料的水灰比增加，降低了灌浆料的抗压强度，个别存在采用劣质灌浆料甚至普通水泥浆料以次充好的现象。
上述三方面的问题，都将直接导致装配式混凝土结构连接节点的受力钢筋无法有效连接，严重影响结构安全。为破解连接节点的质量控制难题，除了改进施工工艺外，应加强现场实体检测技术的研究，以便及时发现问题并达到监督抽查的目的。目前，单独针对灌浆饱满度、套筒内钢筋插入深度及灌浆料实体强度的检测方法，已陆续被研究人员成功研制。但是，单项的检测结果只能代表单个套筒灌浆连接的质量，单个竖向构件底部通常存在多个套筒，因此单项的检测结果尚不能准确评估上下层预制构件竖向连接的整体质量。当对工程现场的施工质量存疑时，需要一种能准确评估上下层预制构件竖向连接质量的检测方法及检测装置。
上层竖向构件在与下层结构竖向连接后，上层相邻竖向构件之间的竖向接缝，需要经过等待上下层预制构件竖向连接的灌浆料硬化，竖向接缝支模、绑扎钢筋等过程，然后再往竖向接缝内现浇混凝土。即在此之前将有3d～4d的时间，上层竖向预制构件仅与下层结构相连接，不受上层相邻竖向预制构件的约束，处于独立状态。另外，随着灌浆料技术的发展，目前已能制备3d强度达到85mpa的灌浆料，为上下层预制构件竖向连接整体质量的检测提供了可能。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种检测上下层预制构件竖向连接质量的装置及方法，当对工程现场的施工质量存疑或需要进行施工工艺检验时，能准确评估上下层预制构件竖向连接的整体质量。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种检测上下层预制构件竖向连接质量的装置，包括连接完成的上层预制构件、下层预制构件以及设置在上层预制构件和下层预制构件之间的楼板，所述上层预制构件的两个表面以及下层预制构件的两个表面均安装有多个反力架且数量一致，上层预制构件的两个表面的反力架以及下层预制构件的两个表面的反力架对称设置；
位于同一侧的相对应的两个反力架配合形成一组检测部，每一组检测部之间均设置有千斤顶，多个千斤顶通过多孔液压连接阀与液压泵连接；
千斤顶对应的楼板上开设有避让开槽孔洞；
千斤顶底部设置有支撑柱。
进一步的，上层预制构件表面的反力架包括植入上层预制构件内的上插筋以及通过上插筋锁固在上层预制构件表面的上安装板，所述上安装板表面焊接有工字钢；
下层预制构件表面的反力架包括植入下层预制构件内的下插筋以及通过下插筋锁固在下层预制构件表面的下安装板，所述下安装板上设置有第一支板，所述第一支板对应的支撑柱底部设置有第二支板，所述第一支板与第二支板通过插销固定。
进一步的，上层预制构件表面的反力架为两个对称设置的上槽钢，下层预制构件表面的反力架为两个对称设置的下槽钢，所述上层预制构件和下层预制构件上均设置有预制构件通孔，上槽钢和下槽钢均设置在对应的预制构件通孔的轴向上；
所述上槽钢的腹板与上层预制构件表面抵接，预制构件通孔对应的上槽钢的腹板上开设有第一锚固螺栓孔，两个上槽钢通过设置在对应预制构件通孔内的螺杆以及螺杆两端的螺母锚固；
所述下槽钢的腹板与下层预制构件表面抵接，预制构件通孔对应的下槽钢的腹板上开设有第二锚固螺栓孔，两个下槽钢通过设置在对应预制构件通孔内的螺杆以及螺杆两端的螺母锚固；
每个千斤顶对应的上槽钢和下槽钢内均设置有加劲板。
进一步的，所述螺母与对应的腹板之间设置有垫板。
进一步的，所述螺杆的材质为4.8级以上的碳钢，螺杆的螺纹外径≥10mm。
进一步的，所述上层预制构件的反力架安装在底部连接件的上方，所述下层预制构件的反力架安装在下层预制构件的顶部下方，底部连接件为套筒灌浆连接件或浆锚搭接连接件。
一种检测上下层预制构件竖向连接质量的方法，包括上述任意一项所述的装置，检测方法包括以下步骤：
步骤1)根据上层预制构件的长度及底部连接件的数量，确定千斤顶安装的数量及位置；
步骤2)根据千斤顶安装的数量及位置，在楼板上开设避让开槽孔洞；
步骤3)在上层预制构件和下层预制构件上的表面上安装反力架；
步骤4)在下层预制构件上的反力架上安装多个支撑柱，在支撑柱上安装千斤顶，千斤顶顶部与上层预制构件的反力架抵接，将千斤顶通过多孔液压连接阀与液压泵连接；
步骤5)根据设计提供的上层预制构件的抗顶升力，进行非破坏性检测；若在到达设计抗顶升力之前，上层预制构件与下次预制构件之间发生连接破坏，则判定为不合格；反之，判定为合格。
进一步的，所述上层预制构件在被检测时，上层预制构件与同一楼层的相邻预制构件之间无有效连接，以及上部楼层未安装施工或与上部楼层的相邻预制构件也无有效连接。
进一步的，若检测前，上层预制构件已与同一楼层的相邻预制构件和/或上部楼层的相邻预制构件有效连接时,采用切割开槽的方式解除连接。
本发明的有益效果：
1、本发明能够准确评估上下层预制构件竖向连接的整体质量，克服了单项检测灌浆饱满度、套筒内钢筋插入深度及灌浆料实体强度后仍不对整体连接质量下定论的缺点，本发明可作为单项检测方法的有益补充，既有利于施工质量的控制，也可用于施工工艺检验。
2、本发明的检测装置结构简单、原理清晰，操作简便，降低了专业门槛，易于推广使用。
3、本发明将加载检测时的下受力点设置在下层预制构件上，而不是将力施加在楼板上，有效的保护了楼板。
附图说明
图1是本发明插筋结构的检测装置示意图；
图2是本发明图1中的侧视结构示意图；
图3是本发明槽钢结构的检测装置示意图；
图4是本发明图3中的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1和图2所示，本发明的检测上下层预制构件竖向连接质量的装置的一实施例，包括连接完成的上层预制构件1(灌浆料已固化且强度达到85mpa)、下层预制构件2以及设置在上层预制构件和下层预制构件之间的楼板3，上层预制构件的两个表面以及下层预制构件的两个表面均安装有3个反力架12且数量一致，上层预制构件的两个表面的反力架以及下层预制构件的两个表面的反力架对称设置；
位于同一侧的相对应的两个反力架配合形成一组检测部，相当于同一侧具有三个检测部，两侧一共六个检测部，每一组检测部之间均设置有千斤顶8，六个千斤顶通过多孔液压连接阀与液压泵连接；千斤顶对应的楼板上开设有避让开槽孔洞13，以避让千斤顶的摆放；在千斤顶底部设置有支撑柱10，通过支撑柱保证千斤顶的顶升力能够作用于两个反力架上。
使用时，先按照上述方式进行装置安装，安装结束后通过千斤顶的活塞顶升加载即可判断上下层预制构件竖向连接的质量。并且由于灌浆料技术的不断发展，灌浆料强度能够在3d达到85mpa，即3d后便可进行上下层预制构件竖向连接质量检测，而在这个时间点检测可以保证上层预制构件还未与同一楼层的相邻预制构件之间有效连接，以及上部楼层未安装施工。
检测时，通过千斤顶的顶升并根据设计提供的上层预制构件的抗顶升力，进行非破坏性检测；若在到达设计抗顶升力之前，上层预制构件与下次预制构件之间发生连接破坏，则判定为不合格；反之，判定为合格，操作便捷，判定准确。
具体的，上层预制构件表面的反力架包括植入上层预制构件内的上插筋14以及通过上插筋锁固在上层预制构件表面的上安装板15，上安装板表面焊接有工字钢16；
下层预制构件表面的反力架包括植入下层预制构件内的下插筋17以及通过下插筋锁固在下层预制构件表面的下安装板18，下安装板上设置有第一支板19，第一支板对应的支撑柱底部设置有第二支板20，第一支板与第二支板通过插销21固定。上述结构在安装时，由于每个反力架都是独立的一小部分，所以重量轻便，方便操作。
根据上述的装置，本发明还公开一种检测上下层预制构件竖向连接质量的方法：
根据上层预制构件的长度及底部连接件的数量，确定千斤顶安装的数量及位置，有效保证顶升力的传递，提供顶升效果；根据千斤顶安装的位置，在楼板上开设避让开槽孔洞，以保证千斤顶能够安装；
然后在上层预制构件的底部连接件的上方植入上插筋，在下层预制构件的顶部下方植入下插筋，可以采用钻孔植筋的方式得到；
接着通过上层预制构件和下层预制构件上的上插筋和下插筋，在上层预制构件和下层预制构件的两侧表面安装上底板和下底板，上底板和下底板上的工字钢和第一支板可以是事先焊接好的，接着通过螺母将上底板和下底板锁固，并利用数显扭矩扳手对螺母施加扭矩形成预紧力。
随后安装千斤顶，先安装千斤顶底部的支撑柱，通过第二支板与第一支板配合并用插销固定，然后在支撑柱上安装千斤顶，千斤顶顶部与工字钢中部位置抵接，将多个千斤顶通过多孔液压连接阀与液压泵连接；
上层预制构件在被检测时，上层预制构件与同一楼层的相邻预制构件之间无有效连接，以及上部楼层未安装施工或与上部楼层的相邻预制构件也无有效连接，从而保证检测的真实性。当上层预制构件已与同一楼层的相邻预制构件和/或上部楼层的相邻预制构件有效连接时,应在检测前采用切割开槽的方式解除连接；
最后根据设计提供的上层预制构件的抗顶升力，进行非破坏性检测；若在到达设计抗顶升力之前，上层预制构件与下次预制构件之间发生连接破坏，则判定为不合格；反之，判定为合格。
参照图3和图4所示，本发明的检测上下层预制构件竖向连接质量的装置的另一实施例，包括连接完成的上层预制构件1(灌浆料已固化且强度达到85mpa)和下层预制构件2，两者中间还具有楼板3，需要在上层预制构件和下层预制构件表面均开设有多个预制构件通孔，以便于安装下述的上槽钢和下槽钢；
上槽钢4设置在上层预制构件位于预制构件通孔轴向的两个表面上，数量为2且相对设置，上槽钢的腹板与上层预制构件表面抵接，预制构件通孔对应的上槽钢的腹板上开设有第一锚固螺栓孔，两个上槽钢通过设置在对应预制构件通孔内的螺杆5以及螺杆两端的螺母6锚固；
下槽钢7设置在下层预制构件位于预制构件通孔轴向的两个表面上，数量为2且相对设置，下槽钢的腹板与下层预制构件表面抵接，预制构件通孔对应的下槽钢的腹板上开设有第二锚固螺栓孔，两个下槽钢通过设置在对应预制构件通孔内的螺杆以及螺杆两端的螺母锚固；
在同一侧的上槽钢和下槽钢之间配合形成两个对称检测部，上槽钢和下槽钢之间设置有多个千斤顶8，多个千斤顶通过多孔液压连接阀与液压泵连接，两个对称检测部内的千斤顶数量一致且对称设置，以保证顶升时力量的均匀性；并且在每个千斤顶对应的上槽钢和下槽钢内均设置有加劲板9，加劲板设置在千斤顶顶升的轴向上，能够提高上槽钢和下槽钢的强度，保证顶升力的稳定传递，提高检测精度。
使用时，先按照上述方式进行装置安装，安装结束后通过千斤顶的活塞顶升加载即可判断上下层预制构件竖向连接的质量。并且由于灌浆料技术的不断发展，灌浆料强度能够在3d达到85mpa，即3d后便可进行上下层预制构件竖向连接质量检测，而在这个时间点检测可以保证上层预制构件还未与同一楼层的相邻预制构件之间有效连接，以及上部楼层未安装施工。
由于上下层预制构件之间有楼板的存在，为了放置千斤顶，在上层预制构件和下层预制构件之间的楼板上开设有避让开槽孔洞。由于千斤顶具有尺寸限制，上槽钢和下槽钢之间具有较大的间距，因此在千斤顶与下槽钢之间设置支撑柱10，以保证千斤顶能够很好的顶设在上槽钢下方。
螺母与对应的腹板之间设置有垫板11，垫板上设置有孔，以套设在螺杆上，垫板能够增加螺母的锁固效果，保证上槽钢和下槽钢的锁固强度。
并且螺杆的材质为4.8级以上的碳钢，螺杆的螺纹外径≥10mm。
预制构件通孔可以采用钻孔的方式获取，上层预制构件的预制构件通孔开设在底部连接件的上方，下层预制构件的预制构件通孔开设在下层预制构件的顶部下方，保证检测时的上下受力点跨越整个底部连接件。
上述的底部连接件为套筒灌浆连接件或浆锚搭接连接件。
根据上述的装置，本发明还公开一种检测上下层预制构件竖向连接质量的方法：
根据上层预制构件的长度及底部连接件的数量，确定千斤顶安装的数量及位置，有效保证顶升力的传递，提供顶升效果；根据千斤顶安装的位置，在楼板上开设避让开槽孔洞，以保证千斤顶能够安装；
然后在上层预制构件的底部连接件的上方开设预制构件通孔，在下层预制构件的顶部下方开设预制构件通孔，可以采用钻孔的方式进行；
接着通过上层预制构件和下层预制构件上的预制构件通孔布置螺栓，在上层预制构件和下层预制构件的两侧安装上槽钢和下槽钢，接着在上槽钢和下槽钢内安装垫板后再用对应的螺母锚固，并利用数显扭矩扳手对螺母施加扭矩形成预紧力；上槽钢和下槽钢内位于千斤顶对应位置均安装有加劲板，加劲板将槽钢分割成多个区域，此区域用于锁固。
随后安装千斤顶，先在下槽钢具有加劲板的位置上安装多个支撑柱，在支撑柱上安装千斤顶，千斤顶顶部与上槽钢具有加劲板的位置抵接，将千斤顶通过多孔液压连接阀与液压泵连接；
上层预制构件在被检测时，上层预制构件与同一楼层的相邻预制构件之间无有效连接，以及上部楼层未安装施工或与上部楼层的相邻预制构件也无有效连接，从而保证检测的真实性。当上层预制构件已与同一楼层的相邻预制构件和/或上部楼层的相邻预制构件有效连接时,应在检测前采用切割开槽的方式解除连接；
最后根据设计提供的上层预制构件的抗顶升力，进行非破坏性检测；若在到达设计抗顶升力之前，上层预制构件与下次预制构件之间发生连接破坏，则判定为不合格；反之，判定为合格。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
技术特征：
1.一种检测上下层预制构件竖向连接质量的装置，其特征在于，包括连接完成的上层预制构件、下层预制构件以及设置在上层预制构件和下层预制构件之间的楼板，所述上层预制构件的两个表面以及下层预制构件的两个表面均安装有多个反力架且数量一致，上层预制构件的两个表面的反力架以及下层预制构件的两个表面的反力架对称设置；
位于同一侧的相对应的两个反力架配合形成一组检测部，每一组检测部之间均设置有千斤顶，多个千斤顶通过多孔液压连接阀与液压泵连接；
千斤顶对应的楼板上开设有避让开槽孔洞；
千斤顶底部设置有支撑柱。
2.如权利要求1所述的检测上下层预制构件竖向连接质量的装置，其特征在于，上层预制构件表面的反力架包括植入上层预制构件内的上插筋以及通过上插筋锁固在上层预制构件表面的上安装板，所述上安装板表面焊接有工字钢；
下层预制构件表面的反力架包括植入下层预制构件内的下插筋以及通过下插筋锁固在下层预制构件表面的下安装板，所述下安装板上设置有第一支板，所述第一支板对应的支撑柱底部设置有第二支板，所述第一支板与第二支板通过插销固定。
3.如权利要求1所述的检测上下层预制构件竖向连接质量的装置，其特征在于，上层预制构件表面的反力架为两个对称设置的上槽钢，下层预制构件表面的反力架为两个对称设置的下槽钢，所述上层预制构件和下层预制构件上均设置有预制构件通孔，上槽钢和下槽钢均设置在对应的预制构件通孔的轴向上；
所述上槽钢的腹板与上层预制构件表面抵接，预制构件通孔对应的上槽钢的腹板上开设有第一锚固螺栓孔，两个上槽钢通过设置在对应预制构件通孔内的螺杆以及螺杆两端的螺母锚固；
所述下槽钢的腹板与下层预制构件表面抵接，预制构件通孔对应的下槽钢的腹板上开设有第二锚固螺栓孔，两个下槽钢通过设置在对应预制构件通孔内的螺杆以及螺杆两端的螺母锚固；
每个千斤顶对应的上槽钢和下槽钢内均设置有加劲板。
4.如权利要求3所述的检测上下层预制构件竖向连接质量的装置，其特征在于，所述螺母与对应的腹板之间设置有垫板。
5.如权利要求3所述的检测上下层预制构件竖向连接质量的装置，其特征在于，所述螺杆的材质为4.8级以上的碳钢，螺杆的螺纹外径≥10mm。
6.如权利要求1所述的检测上下层预制构件竖向连接质量的装置，其特征在于，所述上层预制构件的反力架安装在底部连接件的上方，所述下层预制构件的反力架安装在下层预制构件的顶部下方，底部连接件为套筒灌浆连接件或浆锚搭接连接件。
7.一种检测上下层预制构件竖向连接质量的方法，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的装置，检测方法包括以下步骤：
步骤1)根据上层预制构件的长度及底部连接件的数量，确定千斤顶安装的数量及位置；
步骤2)根据千斤顶的数量及位置，在楼板上开设避让开槽孔洞；
步骤3)在千斤顶安装位置对应的上层预制构件表面和下层预制构件表面上安装反力架；
步骤4)在下层预制构件上的反力架上安装多个支撑柱，在支撑柱上安装千斤顶，千斤顶顶部与上层预制构件的反力架抵接，将千斤顶通过多孔液压连接阀与液压泵连接；
步骤5)根据设计提供的上层预制构件的抗顶升力，进行非破坏性检测；若在到达设计抗顶升力之前，上层预制构件与下次预制构件之间发生连接破坏，则判定为不合格；反之，判定为合格。
8.如权利要求7所述的检测上下层预制构件竖向连接质量的方法，其特征在于，所述上层预制构件在被检测时，上层预制构件与同一楼层的相邻预制构件之间无有效连接，以及上部楼层未安装施工或与上部楼层的相邻预制构件也无有效连接。
9.如权利要求7所述的检测上下层预制构件竖向连接质量的方法，其特征在于，若检测前，上层预制构件已与同一楼层的相邻预制构件和/或上部楼层的相邻预制构件有效连接时,采用切割开槽的方式解除连接。
技术总结
本发明公开了一种检测上下层预制构件竖向连接质量的装置，包括连接完成的上层预制构件、下层预制构件以及设置在上层预制构件和下层预制构件之间的楼板，所述上层预制构件的两个表面以及下层预制构件的两个表面均安装有多个反力架且数量一致，上层预制构件的两个表面的反力架以及下层预制构件的两个表面的反力架对称设置；位于同一侧的相对应的两个反力架配合形成一组检测部，每一组检测部之间均设置有千斤顶，多个千斤顶通过多孔液压连接阀与液压泵连接；千斤顶对应的楼板上开设有避让开槽孔洞；千斤顶底部设置有支撑柱。本发明的检测装置结构简单、操作简便，能够准确评估上下层预制构件竖向连接的整体质量。
技术研发人员：张继文;卞小龙;顾盛;汤劲松
受保护的技术使用者：东南大学;麦田建设工程(上海)有限公司;昆山市建设工程质量检测中心
技术研发日：.11.08
技术公布日：.02.21
