CN105544624A - 一种非对称配重的静载测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非对称配重的静载测试装置，包括主机架、反力放大装置和辅助装置，反力放大装置采用支柱作为前、后杠杆支点的支撑，千斤顶传递的压重平台反力F由压力输入板传递到压力输出板时，已放大到nF，实现非对称配重加载。本发明原理清晰、结构合理、大幅减小了静载测试配重，为完成大吨位或超大吨位静载测试提供有力保障，同时节约了工程成本和时间，增加了安全性，具有广阔的应用市场及开拓前景。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程基桩与地基承载力检测技术领域，特别是一种非对称配重的静载测试装置。
背景技术
国内现有关于静载测试装置与方法的研究在提高试验效率及安全性方面获得了一定的进展，尤其是大吨位和超大吨位装置取得如下成果：
（1）中国专利申请号201510385480.2，介绍了一种桩基静载试验装置，通过设计压桩配重块的形状使得压桩配重块之间的落放位置固定，使得整个压桩结构重心在千斤顶处，解决了堆载法大量堆载的平衡点问题，令压重平台的稳定性和安全性有所提高。该装置配重块为异形结构，需要特殊定制，成本增加，影响其推广应用。
（2）中国专利申请号201310395741.X，介绍了一种超大吨们静载试验装置，可完成30000kN～50000kN级别的超大吨位静载试验。该装置包括压重平台组件、用于支撑该压重平台组件的支撑组件以及设于压重平台组件下方的桩帽和载荷施加及测量组件，其结构复杂，技术要求高，实施难度大、工期长。
（3）中国专利申请号200610012888.6，介绍了一种复合堆载试验方法，采用堆载重块做压重平台支座，并与压重平台机械地连成一个整体。支座的堆载重块也成为静载试验的荷重，减少了压重平台上的荷重并降低了整体荷重的重心高度，提高了压重平台的整体性和安全性。该方法总配重并未减少，压重平台支座与压重平台的机械连接会增加试验时间和成本。
岩土工程基桩与地基承载力静载测试由于其配重大（数十吨到数千吨，且有越来越大的趋势），测试时间及成本主要由堆载配重控制。而传统静载测试装置主要存在以下几个问题：
1、现有配重方式均为对称配重，即设计荷载与配重荷载相等（理想状态无荷载耗损），测试难度及成本随设计荷载增加而提高；
2、配重吨位较大的静载测试易受各种限制（如压重平台主梁承载力、场地条件、安全性等方面限制），现场无法实施或实施难度极大，技术要求高；
3、压重平台支架对地基承载力要求较高，若地基承载力不足，压重平台容易倾斜甚至倒塌，轻则测试失败，重则造成设备损坏和人员伤亡；
4、堆载重心高，装置整体稳定性差，可靠度低；
5、配重较大时堆载时间长，人力成本高，测试进度慢。
发明内容
本发明的目的是要提供一种非对称配重的静载测试装置，该装置以配重荷载远小于设计荷载的非对称原理为核心，可在满足测试需求的前提下大幅减小静载配重、降低成本、加快进度、增加工程安全性，尤其针对现有技术条件下不易实施的大吨位或超大吨位静载测试，得以高效、安全完成。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种非对称配重的静载测试装置，包括主机架及安装在主机架上的反力放大装置和辅助装置，
所述主机架包括构成矩形框架的四根冠梁，冠梁下端面设有四根支撑立柱；所述冠梁构成的矩形框架中心设有千斤顶限位环，千斤顶限位环通过千斤顶限位环连接杆连接在两根较长的冠梁之间；
所述反力放大装置包括压力输入板、前拉杆、前杠杆、后拉杆、后杠杆、压杆、压力输出板及支柱，所述支柱设置为四根且两两对称设置在两根较短的冠梁下端面，两根较短的冠梁下部由上至下分别设有前杠杆和后杠杆，支柱上部与前杠杆的支点铰接，支柱下部与后杠杆的支点铰接，前杠杆长臂端与前拉杆铰接，前杠杆短臂端与后拉杆铰接，后杠杆长臂端与后拉杆铰接，后杠杆短臂端与压杆铰接，压力输入板的两端分别与前拉杆连接，压力输出板两端分别与压杆连接，反力放大装置采用支柱作为前、后杠杆支点的支撑；
所述辅助装置包括千斤顶、测力计、传力敦、桩帽或承压板、基准梁和位移计，其中，桩帽用于基桩静载试验，承压板用于地基静载试验，所述千斤顶底部放置在压力输入板上端面，千斤顶由千斤顶限位环套住，千斤顶顶部与冠梁顶部齐平，传力敦设置在承压板或桩帽上端面，测力计安放上压力输出板和传力敦之间，基准梁安放于地面，位移计的基座架设于基准梁上，位移计的指针安放于承压板或桩帽上端面。
本发明的工作过程和原理是：
安放桩帽（基桩静载试验）或承压板（地基静载试验），在其中心位置放置传力敦及测力计；
进一步，安装基准梁和位移计；
进一步，安放主机架及反力放大装置，并将压力输出板中心与传力敦中心对齐；
进一步，将千斤顶放入千斤顶限位环，并将千斤顶底部中心与压力输入板中心对齐；
进一步，安装基准梁和位移计；
进一步，安放压重平台次梁及垫板并堆载构成实际配重，其实际配重量等于设计配重量除以反力放大系统总放大倍数n；
进一步，堆载完成后进入正式测试，千斤顶传递的压重平台反力F由压力输入板传递到压力输出板时，已放大到nF，实现非对称配重加载。
与现有技术相比，本发明有以下优点：
一、本发明反力放大系统的总放大倍数n可根据工程需求、场地条件等确定，大幅较小静载测试配重；
二、本发明广泛适用于岩土工程、市政工程、房建工程等，可有效降低成本、缩短工期、提高效率；
三、本发明减小堆载高度，降低堆载重心，增加压重平台整体稳定性，从而增加测试可靠性；
四、本发明大幅减少堆载物配重，降低运输总量，保护施工环境；
五、本发明降低压重平台支架对地基承载力的要求，增加测试安全性；
六、本发明使现有技术难以实施的大吨位或超大吨位静载测试得以完成，降低了装置结构的技术难度，解决了工程非对称配重的核心问题，本发明原理清晰、结构合理、大幅减小静载测试配重，为完成各种吨位的静载测试提供有力保障，同时节约了工程成本和时间，增加了安全性。
附图说明
图1是本发明实施例正面示意图；
图2是本发明实施例侧面示意图；
图3是本发明实施例俯视示意图；
图4是本发明实施例原理示意图；
图中：1.支撑立柱；2.冠梁；3.千斤顶；4.压力输入板；5.前拉杆；6.前杠杆；7.后拉杆；8.后杠杆；9.压杆；10.压力输出板；11.测力计；12.传力敦；13.承压板；14.基准梁；15.位移计；16.支柱；17.千斤顶限位环；18.千斤顶限位环连接杆。
具体实施方式
下面结合附图及其具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1-3所示，本实施例的一种非对称配重的静载测试装置，用于地基静载试验，包括主机架及安装在主机架上的反力放大装置和辅助装置，
其中，主机架包括构成矩形框架的四根冠梁2，冠梁2下端面设有四根支撑立柱1；所述冠梁构成的矩形框架中心设有千斤顶限位环17，千斤顶限位环17通过千斤顶限位环连接杆18连接在两根较长的冠梁2之间；
所述反力放大装置包括压力输入板4、前拉杆5、前杠杆6、后拉杆7、后杠杆8、压杆9、压力输出板10及支柱16，所述支柱16设置为四根且两两对称设置在两根较短的冠梁2下端面，两根较短的冠梁2下部由上至下分别设有前杠杆6和后杠杆8，支柱16上部与前杠杆6的支点铰接，支柱16下部与后杠杆8的支点铰接，前杠杆6长臂端与前拉杆5铰接，前杠杆6短臂端与后拉杆7铰接，后杠杆8长臂端与后拉杆7铰接，后杠杆8短臂端与压杆9铰接，压力输入板4的两端分别与前拉杆5连接，压力输出板10两端分别与压杆9连接；
所述辅助装置包括千斤顶3、测力计11、传力敦12、承压板13、基准梁14和位移计15，所述千斤顶3底部放置在压力输入板4上端面，千斤顶3由千斤顶限位环17套住，千斤顶3顶部与冠梁2顶部齐平，传力敦12设置在承压板13上端面，测力计11安放上压力输出板10和传力敦12之间，基准梁14安放于地面，位移计15的基座架设于基准梁14上，位移计15的指针安放于承压板13上端面。
如图4所示，进行地基静载试验时，首先安放承压板13，在其中心位置放置传力敦12及测力计11；
进一步，安装基准梁14和位移计15；
进一步，安放主机架及反力放大装置，并将压力输出板10中心与传力敦12中心对齐；
进一步，将千斤顶3放入千斤顶限位环17，并将千斤顶3底部中心与压力输入板10中心对齐；
进一步，安装基准梁14和位移计15；
进一步，安放压重平台次梁及垫板并堆载构成实际配重，其实际配重量等于设计配重量除以反力放大系统总放大倍数n；
进一步，堆载完成后进入正式测试，千斤顶传递的压重平台反力F由压力输入板传递到压力输出板时，已放大到nF，实现非对称配重加载。
以上仅给出了地基静载试验装置的具体实施例，基桩静载试验实施例也同上，不再赘述。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种非对称配重的静载测试装置，包括主机架及安装在主机架上的反力放大装置和辅助装置，其特征在于：
所述主机架包括构成矩形框架的四根冠梁，冠梁下端面设有四根支撑立柱；所述冠梁构成的矩形框架中心设有千斤顶限位环，千斤顶限位环通过千斤顶限位环连接杆连接在两根较长的冠梁之间；
所述反力放大装置包括压力输入板、前拉杆、前杠杆、后拉杆、后杠杆、压杆、压力输出板及支柱，所述支柱设置为四根且两两对称设置在两根较短的冠梁下端面，两根较短的冠梁下部由上至下分别设有前杠杆和后杠杆，支柱上部与前杠杆的支点铰接，支柱下部与后杠杆的支点铰接，前杠杆长臂端与前拉杆铰接，前杠杆短臂端与后拉杆铰接，后杠杆长臂端与后拉杆铰接，后杠杆短臂端与压杆铰接，压力输入板的两端分别与前拉杆连接，压力输出板两端分别与压杆连接；
所述辅助装置包括千斤顶、测力计、传力敦、桩帽或承压板、基准梁和位移计，所述千斤顶底部放置在压力输入板上端面，千斤顶由千斤顶限位环套住，千斤顶顶部与冠梁顶部齐平，传力敦设置在承压板或桩帽上端面，测力计安放上压力输出板和传力敦之间，基准梁安放于地面，位移计的基座架设于基准梁上，位移计的指针安放于承压板或桩帽上端面。
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| CN116335105A (zh) * | 2023-05-11 | 2023-06-27 | 烟台市交通运输服务中心(烟台市城市轨道交通建设服务中心、烟台市铁路建设服务中心) | 公路路基定点压迫压力测量装置 |
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