CN106223373B - 钢管斜桩载荷箱测试结构及测试方法 - Google Patents

Abstract

钢管斜桩载荷箱测试结构及测试方法。钢管斜桩自平衡法测试结构，包括钢管斜桩，设在钢管斜桩内荷载箱，其特征在于：所述钢管斜桩内安装有上挡板和下挡板，所述下挡板上开设有滑槽；导程钢丝穿过荷载箱延伸到滑槽下方并在其底端连接有挡块，所述钢管斜桩顶端设有导程环，导程钢丝延伸到钢管斜桩的顶部并系扣在导程环上面；与现有的技术相比，本发明的优点是：本装置施工简单，同时特别针对钢管斜桩的倾斜角度可调节基准梁的角度，使两者快速对应；在施工完成后，荷载箱可被拉出重复利用，适合推广使用。

Description

钢管斜桩载荷箱测试结构及测试方法

本申请是申请日2015年08月12日,申请号为:201510493055.5；发明名称为：钢管斜桩载荷箱测试结构及测试方法的分案申请。

技术领域

本发明属于桥梁检测技术领域，具体涉及一种钢管斜桩载荷箱测试结构及测试方法。

背景技术

荷载箱是建筑行业桩基承载能力自平衡法试验用的一种专用加载装置，是一组(一个或多个)千斤顶(压力单元)的结构总成。通常的荷载箱，一般分为滑动密封的普通油缸(活塞式或柱塞式)为工作单元和以腔式密封的压力单元为工作单元两种类型。基于腔式密封技术的优势，在桩基检测领域的应用中，腔式压力单元已经大批量代替传统的滑动密封的千斤顶。

专利申请公布号CN103147465A公开了一种用于沉井自平衡法测试的荷载箱，包括载荷箱体、液压油缸、与液压油缸顺次相连的液压油管和液压加载装置；所述载荷箱体包括上环形钢板、下环形钢板、外环形挡板、内环形挡板，其中，上环形钢板和下环形钢板上下相对设置，内环形挡板和外环形挡板分别设在上环形钢板和下环形钢板的内侧和外围，且与上环形钢板和下环形钢板构成密闭的箱体,当液压油缸预加载时，上环形钢板和下环形钢板可各自上下移动；所述液压油缸设在载荷箱体内，液压油缸的底部固连在下环形钢板上，液压油缸的活塞与上环形钢板接触；所述用于沉井自平衡法测试的荷载箱还包括用来测试上环形钢板和下环形钢板位移的位移传递装置。

采用自平衡测桩最主要的装置是一种通过精心设计可用于加载的载荷箱，该装置主要由连接上下两段桩头处的定位承重钢板及内部的油压千斤顶构成。将载荷箱固定在钢桩事先计算好的平衡点处，通过内置的油压千斤顶施压，推动上定位板及下段桩，实现上下两节桩分别向上和向下运动，通过连接在载荷箱上的位移传递装置将位移信号传递到地面，根据读数绘制相应的曲线，判断桩承载力、桩基沉降、桩弹性压缩和岩土塑性变形。通过两侧预先埋置在桩体内的钢筋应变计，可经过推理求出各级载荷下各桩界面的桩身轴力、摩阻力随荷载和深度变化的传递规律。

钢管斜桩的特点之一就是桩身与重力线成一定角度，可以起抗拔力和将船舶靠岸时的水平冲击力传递至岩层。高桩码头上应用比较广泛，另外如步行桥，为了增加其稳定性，抵抗江河水流对步行桥基础的水平推力和其他水平力，也采用钢管斜桩，总得来说，其施工技术难度较高。

钢管斜桩多数以开口打入，土会涌入到钢管桩内部，另外会产生较大的打桩冲击力，使载荷箱专用接头处产生变形，导致载荷箱位移发生错动无法进行试验，载荷箱测试完后不能取出重复利用，对于特定的载荷箱，其加工成本和资源相对不环保。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提出了一种钢管斜桩载荷箱测试结构及测试方法，该结构及方法结构简单，操作方便，适合推广使用。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

钢管斜桩载荷箱测试结构，包括钢管斜桩，设在钢管斜桩内荷载箱，其特征在于：所述钢管斜桩内安装有上挡板和下挡板，所述下挡板上开设有滑槽；导程钢丝穿过荷载箱延伸到滑槽下方并在其底端连接有挡块，所述钢管斜桩顶端设有导程环，导程钢丝延伸到钢管斜桩的顶部并穿过导程环；

所述钢管斜桩上方设有基准梁，所述基准梁一端安装有铰接支座一，铰接支座一下方安装有升降机，所述基准梁另一端安装有铰接支座二；所述基准梁上固定有磁性表座，磁性表座下方设有位移传感器，位移传感器下方连接有位移杆；所述位移杆共4根，其中：两个位移杆连接荷载箱的上底板用于测量向上位移，另外两个位移杆连接荷载箱的下底板用于测量向下位移，所述铰接支座二上还安装有数字角度仪，基准梁上设有通孔，所述吊钩安装在通孔内。

优先地，所述上挡板的内径大于下挡板的内径；所述荷载箱上还安装有支撑结构。

优先地，所述支撑结构包括撑板和连接在上底板上面的固定块，移动槽设在撑板两侧，所述撑板和固定块之间为合页结构，撑板可绕固定块做旋转运动，所述移动槽内设有吊钩块，连接绳连接在吊钩块上面且延伸出钢管斜桩外侧。

基于上述装置，本发明还提出了一种钢管斜桩载荷箱测试结构测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)打设钢管斜桩，并用反循环泥沙分离器将钢管斜桩内的沉渣清除干净；

2)将导程钢丝穿过荷载箱和导程环，使荷载箱顺着导程钢丝的轨道下移到下挡板上，在荷载箱下移过程中，连接绳处于拉紧状态，使撑板向上翘起，便于支撑结构顺利通过上挡板；

3)开始安装基准梁，通过吊运装置钩住吊钩吊装基准梁移动安装到设定位置，通过升降机升降调整使基准梁使位移杆与钢管斜桩相互平行，读取数字角度仪的显示角度确认位移杆和钢管斜桩相互平行，并设定好位移传感器，并连接好数据采集仪；

4)放松连接绳，使撑板和固定块之间呈90度，此时撑板顶住钢管斜桩，荷载箱被固定，测试前准备工作结束；

5)开始通过高压油泵向荷载箱充油加载进行测试，位移传感器不断检测位移数据，直至测试结束；

6)将连接绳拉紧，不断上提，荷载箱顺着通过导程钢丝上移，最后取出。

与现有的技术相比，本发明的优点是：本装置施工简单，同时特别针对钢管斜桩的倾斜角度可调节基准梁的角度，使两者快速对应；在施工完成后，荷载箱可被拉出重复利用，绿色环保，适合推广使用。

附图说明

现在接下来借助于实施例的附图来对本发明进行简短的描述。附图中：

图1示出了本发明钢管斜桩自平衡法测试结构的示意图；

图2示出了本发明支撑结构的结构示意图；

图3示出了本发明基准梁的结构示意图；

图4示出了本发明吊钩安装在基准梁上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

如图所示，钢管斜桩载荷箱测试结构，包括钢管斜桩3，设在钢管斜桩3内荷载箱6，所述钢管斜桩3内安装有上挡板8和下挡板10，上挡板8的内径大于下挡板10的内径；这样荷载箱6可通过上挡板8而穿不过下挡板10，下挡板10上开设有滑槽11；导程钢丝2穿过荷载箱6延伸到滑槽11下方并在其底端连接有挡块12，所述钢管斜桩3顶端设有导程环1，导程钢丝2延伸到钢管斜桩3的顶部并穿过导程环1，由于导程钢丝2对荷载箱6的位移有限定作用，可有效防止荷载箱6与钢管斜桩3发生碰撞，导程钢丝2最顶部用滑轮拉紧。

钢管斜桩3上方设有基准梁17，所述基准梁17一端安装有铰接支座一13，铰接支座一13下方安装有升降机14，所述基准梁17另一端安装有铰接支座二50；所述基准梁17上固定有磁性表座18，磁性表座18下方设有位移传感器15，位移传感器15下方连接有位移杆16；所述位移杆16共4根，其中：两个位移杆连接荷载箱6的上底板4用于测量向上位移，另外两个位移杆连接荷载箱6的下底板7用于测量向下位移，所述铰接支座二50上还安装有数字角度仪51，数字角度仪51通过数据线连接计算机，工作人员通过数据数字角度仪51的显示基准梁17偏移的角度来确定位移杆16是否与钢管斜桩3平行，基准梁17上设有通孔70，所述吊钩71安装在通孔70内，吊钩71的数量为四个，一端两个且对称安装。

荷载箱6上还安装有支撑结构9，支撑结构9包括撑板904和连接在上底板4上面的固定块906，移动槽901设在撑板904两侧，所述撑板904和固定块906之间为合页结构，撑板904可绕固定块906做旋转运动，所述移动槽901内设有吊钩块902，连接绳连接在吊钩块902上面且延伸出钢管斜桩3外侧，连接绳可拉动撑板904做旋转运动，连接绳为尼龙绳或者钢丝绳。

基于上述装置，本发明还提出了一种钢管斜桩载荷箱测试结构测试方法，包括以下步骤：

1)预先计算好荷载箱6放置的位置，焊接好上挡板8和下挡板10，将2根钢管焊接到一块形成钢管斜桩3，打设钢管斜桩3，并用反循环泥沙分离器将钢管斜桩3内的沉渣清除干净；

2)将导程钢丝2穿过荷载箱6和导程环1，使荷载箱6顺着导程钢丝2的轨道下移到下挡板10上，在荷载箱6下移过程中，连接绳处于拉紧状态，使撑板904向上翘起，便于支撑结构9顺利通过上挡板8；

3)开始安装基准梁17，通过吊运装置钩住吊钩71吊装基准梁17移动安装到设定位置，通过升降机14升降调整使基准梁17使位移杆16与钢管斜桩3相互平行，读取数字角度仪51的显示角度确认位移杆16和钢管斜桩3相互平行，并设定好位移传感器15，并连接好数据采集仪；

4)放松连接绳，使撑板904和固定块906之间呈90度，此时撑板904顶住钢管斜桩3，荷载箱6被固定，测试前准备工作结束；

5)开始通过高压油泵向荷载箱6充油加载进行测试，位移传感器15不断检测位移数据，直至测试结束；

6)将连接绳拉紧，不断上提，荷载箱6顺着通过导程钢丝2上移，最后取出。

Claims (1)

1.钢管斜桩载荷箱测试结构测试方法，其特征在于，包括钢管斜桩(3)，设在钢管斜桩(3)内荷载箱(6)，所述钢管斜桩(3)内安装有上挡板(8)和下挡板(10)，所述下挡板(10)上开设有滑槽(11)；导程钢丝(2)穿过荷载箱(6)延伸到滑槽(11)下方，且导程钢丝(2)的底端连接有挡块(12)，所述钢管斜桩(3)顶端设有导程环(1)，导程钢丝(2)的另一端延伸到钢管斜桩(3) 的顶部并穿过导程环(1)；

所述钢管斜桩(3)上方设有基准梁(17)，所述基准梁(17)一端安装有铰接支座一(13)，铰接支座一(13)下方安装有升降机(14)，所述基准梁(17)另一端安装有铰接支座二(50)；所述基准梁(17)上固定有磁性表座(18)，磁性表座(18)下方设有位移传感器 (15)，位移传感器(15)下方连接有位移杆(16)；所述位移杆(16)共4根，其中：两个位移杆连接荷载箱(6)的上底板(4)用于测量向上位移，另外两个位移杆连接荷载箱(6)的下底板(7) 用于测量向下位移；所述铰接支座二(50)上还安装有数字角度仪 (51)，基准梁(17)上设有通孔(70)，吊钩(71)安装在通孔(70)内；

所述上挡板(8)的内径大于下挡板(10)的内径；荷载箱(6)能通过上挡板(8)而穿不过下挡板(10)，所述荷载箱(6)上还安装有支撑结构(9)；所述支撑结构(9)包括撑板(904)和连接在上底板(4)上面的固定块(906)，移动槽 (901)设在撑板(904)两侧，所述撑板(904)和固定块(906)之间为合页结构，撑板(904)可绕固定块(906)做旋转运动，所述移动槽(901)内设有吊钩块(902)，连接绳连接在吊钩块 (902)上面且延伸出钢管斜桩(3)外侧；

测试方法，包括以下步骤：

1）打设钢管斜桩（3），并用反循环泥沙分离器将钢管斜桩（3）内的沉渣清除干净；

2）将导程钢丝（2）穿过荷载箱（6）和导程环（1），使荷载箱（6）顺着导程钢丝（2）的轨道下移到下挡板（10）上，在荷载箱（6）下移过程中，连接绳处于拉紧状态，使撑板（904）向上翘起，便于支撑结构（9）顺利通过上挡板（8）；

3）开始安装基准梁（17），通过吊运装置钩住吊钩（71）吊装基准梁（17）移动安装到设定位置，通过升降机（14）升降调整基准梁（17）使位移杆（16）与钢管斜桩（3）相互平行，读取数字角度仪（51）的显示角度确认位移杆（16）和钢管斜桩（3）相互平行，设定好位移传感器（15），并连接好数据采集仪；

4）放松连接绳，使撑板（904）和固定块（906）之间呈90度，此时撑板（904）顶住钢管斜桩（3），荷载箱（6）被固定，测试前准备工作结束；

5）开始通过高压油泵向荷载箱（6）充油加载进行测试，位移传感器（15）不断检测位移数据，直至测试结束；

6）将连接绳拉紧，不断上提，荷载箱（6）顺着通过导程钢丝（2）上移，最后取出。