CN103953078B - 管桩抗拔单杆传力试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管桩抗拔单杆传力试验装置，包括底座、上板、传力杆、穿心式千斤顶和主梁；所述主梁通过支墩设置于地面上，所述底座位于所述主梁下方且用于连接管桩试样顶部，所述上板位于所述主梁上方，所述穿心式千斤顶置于所述主梁上且顶住所述上板底部，所述传力杆下端连接所述底座，所述传力杆上端穿过所述穿心式千斤顶与所述上板连接。本发明所述的管桩抗拔单杆传力试验装置，不仅具有现有技术中管桩抗拔试验装置一次制作后可多次循环使用的优点，而且克服了多根传力杆所提供的拔拉力难以实现一致的问题，有利于提高试验结果的准确性；而且避免了多根传力杆的拔拉力检测、对比和调整工作，从而提高了试验效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种管桩抗拔单杆传力试验装置，属于预应力混凝土管桩性能测试技术领域。
背景技术
在传统的管桩抗拔试验中，桩与试验梁连接的常用方法是将一定数量的钢筋插入管桩内，然后浇灌微膨胀填芯混凝土，待浇灌混凝土强度达到设计要求，方可进行抗拔试验；传统方法工期长、施工工艺复杂、试验操作困难的不足已为本领域人员所公知。为此，申请公布号为CN102926412A的中国发明专利申请文献中公开了一种管桩抗拔试验装置，包括上拉梁、下拉梁、主梁以及千斤顶，所述的上拉梁与下拉梁通过对称于主梁的至少两根拉杆连接，上拉梁与下拉梁位于主梁的两侧，上拉梁与主梁之间设置有千斤顶，主梁通过支墩与地面连接。上述结构不仅克服了传统方法工期长、施工工艺复杂、试验操作困难的不足，而且装置一次制作后可多次循环使用。
但是，不论是传统的管桩抗拔试验技术方案，还是现有的管桩抗拔试验装置，都采用了多根传力杆的结构，由于多根传力杆结构而导致的不足一直未能解决：
首先，经过改进的传力杆（即文献CN102926412A中所述的拉杆）结构虽然能够在一定程度上降低上拉梁和下拉梁连接偏心、各传力杆受力不均的问题，但是由于多根传力杆的连接长度难免存在细微的差异，而传力杆作为刚性连接件，细微的连接长度差异仍有可能导致上拉梁和下拉梁连接偏心、各传力杆受力不均的情况发生，且上述问题在实际试验过程中难以发现，上拉梁和下拉梁连接偏心、各传力杆受力不均将导致管桩试样所受到的拔拉力在垂直于管桩试样的方向上产生分解力，所述的分解力不仅造成了管桩试样实际受到的拔拉力小于千斤顶显示的液压力，影响了试验结果的准确性，且所述的分解力还增加了管桩试验与地基的摩擦力，从而进一步增加了试验结果的误差；所述分解力的上述两种不利影响均导致试验合格的产品实际上存在不合格的风险。
其次，多根传力杆的结构存在安装耗时长的不足，且如果考虑到上述上拉梁和下拉梁连接偏心、各传力杆受力不均的问题，需要一一检测各传力杆的实际受力程度，并加以对比和调整，因此多根传力杆结构的管桩抗拔试验装置在实际安装使用时并不简便。
发明内容
本发明正是针对现有技术中的管桩抗拔试验装置存在的不足，提供一种管桩抗拔单杆传力试验装置，能够克服多根传力杆结构的管桩抗拔试验装置容易发生上拉梁和下拉梁连接偏心、各传力杆受力不均的问题，并且在试验安装时无需对多根传力杆的实际受力程度进行检测、对比和调整，真正实现管桩抗拔试验装置简便、快捷的安装效果。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种管桩抗拔单杆传力试验装置，包括：底座、上板、传力杆、穿心式千斤顶和主梁；所述主梁通过支墩设置于地面上，所述底座位于所述主梁下方且用于连接管桩试样顶部，所述上板位于所述主梁上方，所述穿心式千斤顶置于所述主梁上且顶住所述上板底部，所述传力杆下端连接所述底座，所述传力杆上端穿过所述穿心式千斤顶与所述上板连接。
在现有技术的管桩抗拔试验中，传力杆为多根且均匀分布于底座上，为的是使多根传力杆提供的拔拉力合力与管桩试样轴心尽可能重合，从而尽可能降低合力偏心造成的试验误差，而本发明通过使用穿心式千斤顶打破了传统思维的禁锢，直接采用单根传力杆的结构，可以使单根传力杆通过底座直接连接到管桩试样端部的中心处，使管桩试样受到的拔拉力与轴心的重合度得到提高。但是必须认识到，任何技术方案都不可能做到绝对不存在拔拉力偏心的问题，本发明相对于现有技术的进步性体现在：现有技术造成拔拉力偏心的主要因素有两个，一是多根传力杆的连接位置不可能绝对对称于管桩试样端部的中心处，因此即使多根传力杆所提供的拔拉力是一致的，也不能保证拔拉力的合力与管桩试样的轴心完全重合；二是，实际上多根传力杆所提供的拔拉力也不可能做到绝对一致。而本发明克服的是上述第二个因素，由于采用单杆传力，因此上述第二个因素迎刃而解。
作为上述技术方案的改进，所述底座设置有供所述传力杆穿过的第一中心圆孔和用于连接管桩试样的主筋锚孔，所述主筋锚孔为多个且围绕所述第一中心圆孔均匀排布成圆形；所述传力杆下端设置有销帽，所述传力杆的销帽直径大于所述第一中心圆孔的直径。上述结构中的所述销帽与文献CN102926412A中所述拉杆的镦头具有类似的优点，即使传力杆与底座的连接安装更加方便、快捷，且具有便于拆卸、可重复使用的优点。
作为上述技术方案的改进，所述上板设置有供所述传力杆穿过的第二中心圆孔；所述传力杆上端设置有螺纹和配合所述螺纹的螺母，所述螺母的外径大于所述第二中心圆孔的直径。所述结构使传力杆与上板的连接安装更加方便、快捷，且设置螺母有利于根据不同需求调节上板和底座之间的连接长度，以适应不同规格的穿心式千斤顶和不同高度的主梁，从而无需严格要求主梁的架设高度，因此提高了试验装置的安装效率。
作为上述技术方案的改进，所述主梁为两根条状钢材，两根所述主梁的两端分别架设于两个支墩上，所述传力杆从两根所述主梁的间隙处竖直穿过。所述结构的主梁具有安装方便、快捷的优点。
作为上述技术方案的改进，还包括垫板，所述垫板设置有供所述传力杆穿过的第三中心圆孔，且所述穿心式千斤顶通过所述垫板置于所述主梁上。通过增设所述垫板，能够增大穿心式千斤顶底部与所述主梁的接触面积，从而提高穿心式千斤顶的平稳性。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述的管桩抗拔单杆传力试验装置，不仅具有现有技术中管桩抗拔试验装置一次制作后可多次循环使用的优点，而且克服了多根传力杆所提供的拔拉力难以实现一致的问题，从而减少了导致试验拔拉力偏心的主要不利因素，有利于提高试验结果的准确性；而且避免了多根传力杆的拔拉力检测、对比和调整工作，从而提高了试验效率。并且通过后续的改进，进一步提高了管桩抗拔单杆传力试验装置的安装便捷性。
附图说明
图1为本发明所述的管桩抗拔单杆传力试验装置结构示意图；
图2为本发明所述的管桩抗拔单杆传力试验装置剖面示意图；
图3为本发明所述的底座结构示意图；
图4为本发明所述的主梁结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
如图1至图3所示，为本发明所述的管桩抗拔单杆传力试验装置结构示意图。本发明所述管桩抗拔单杆传力试验装置，包括：底座5、销帽71、上板10、传力杆7、穿心式千斤顶9和主梁4；所述主梁4通过支墩3设置于地面上，所述底座5位于所述主梁4下方且用于连接管桩试样2顶部，所述上板10位于所述主梁4上方，所述穿心式千斤顶9置于所述主梁4上且顶住所述上板10底部，所述传力杆7下端连接所述底座5，所述传力杆7上端穿过所述穿心式千斤顶9与所述上板10连接。
具体优选地，所述底座5设置有供所述传力杆7穿过的第一中心圆孔52和用于连接管桩试样2的主筋锚孔51，所述主筋锚孔51为多个且围绕所述第一中心圆孔52均匀排布成圆形；所述传力杆7下端设置有销帽71，所述传力杆7的销帽71直径大于所述第一中心圆孔52的直径。所述上板10设置有供所述传力杆7穿过的第二中心圆孔；所述传力杆7上端设置有螺纹和配合所述螺纹的螺母11，所述螺母11的外径大于所述第二中心圆孔的直径。
具体地，上述底座5可以采用厚度为100mm的钢板，直径与管桩试样2相同（目前主要有400mm，500mm，600mm三种），中间为空心（即所述第一中心圆孔52），空心圆直径为180mm；在钢板上钻与管桩端板锚孔对应的孔（即所述主筋锚孔51），钢板与管桩端板依靠螺栓6连接。传力杆7可以采用直径为100mm的钢柱，下端刚性连接厚度为100mm、直径为300mm的圆钢板（即所述销帽71），上端加工成螺纹，并有与之对应的螺母11。垫板8可以采用30mm厚的环形钢板，外径为400mm、内径为150mm。上板10可以采用厚度为100mm的环形钢板，外径为300mm、内径为150mm。
进一步优选地，如图4所示，所述主梁4为两根条状钢材，两根所述主梁4的两端分别架设于两个支墩3上，所述传力杆7从两根所述主梁4的间隙处竖直穿过。且所述的管桩抗拔单杆传力试验装置还包括垫板8，所述垫板8设置有供所述传力杆7穿过的第三中心圆孔，且所述穿心式千斤顶9通过所述垫板8置于所述主梁4上。
试验时，将管桩试样2埋入地基1中，将底座5与管桩试样2的端板固定连接起来，其余各组件按照图1和图2所示结构安装好后，启动穿心式千斤顶9，由于主梁4通过支墩3设置于地面上，因此置于主梁4上的穿心式千斤顶9地面高度始终保持不变，随着穿心式千斤顶9提供的液压力推动上板10缓慢上移，上板10推动螺母11上移，螺母11带动传力杆7上移，传力杆7带动底座5与管桩试样2一起上移，在规定时间中提供规定液压力后测量管桩试样2的上移高度即可判断管桩试样2的抗拔能力是否合格。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。
Claims (4)
1.一种管桩抗拔单杆传力试验装置，其特征是，包括：底座（5）、上板（10）、传力杆（7）、穿心式千斤顶（9）和主梁（4）；所述主梁（4）通过支墩（3）设置于地面上，所述底座（5）位于所述主梁（4）下方且用于连接管桩试样（2）顶部，所述上板（10）位于所述主梁（4）上方，所述穿心式千斤顶（9）置于所述主梁（4）上且顶住所述上板（10）底部，所述传力杆（7）下端连接所述底座（5），所述传力杆（7）上端穿过所述穿心式千斤顶（9）与所述上板（10）连接；
所述底座（5）设置有供所述传力杆（7）穿过的第一中心圆孔（52）和用于连接管桩试样（2）的主筋锚孔（51），所述主筋锚孔（51）为多个且围绕所述第一中心圆孔（52）均匀排布成圆形；所述传力杆（7）下端设置有销帽（71），所述传力杆（7）的销帽（71）直径大于所述第一中心圆孔（52）的直径；
所述主筋锚孔（51）与管桩端板锚孔通过螺栓（6）连接。
2.如权利要求1所述的管桩抗拔单杆传力试验装置，其特征是，所述上板（10）设置有供所述传力杆（7）穿过的第二中心圆孔；所述传力杆（7）上端设置有螺纹和配合所述螺纹的螺母（11），所述螺母（11）的外径大于所述第二中心圆孔的直径。
3.如权利要求1至2任一所述的管桩抗拔单杆传力试验装置，其特征是，所述主梁（4）为两根条状钢材，两根所述主梁（4）的两端分别架设于两个支墩（3）上，所述传力杆（7）从两根所述主梁（4）的间隙处竖直穿过。
4.如权利要求3所述的管桩抗拔单杆传力试验装置，其特征是，还包括垫板（8），所述垫板（8）设置有供所述传力杆（7）穿过的第三中心圆孔，且所述穿心式千斤顶（9）通过所述垫板（8）置于所述主梁（4）上。
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