CN109235511B - 一种可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置及成套设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置及成套设备，其中管桩连接装置，包括抱设在管桩上的两个可分离的半圆形锚固夹具，半圆形锚固夹具均包括与管桩相适配的半圆环板，半圆环板的两侧均向外延伸固设有安装耳板，两个半圆环板在对应安装耳板处通过紧固件固定连接；两个半圆环板的外周一侧相对固设有沿横向向外凸出的夹具底板，夹具底板上对应设有锚接缺口。本发明利用半圆形锚固夹具内侧与管桩的摩擦力实现来自精轧螺纹钢的拉力传递，具有安装快捷，可多次重复使用等优点。

Description

一种可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置及成套设备

技术领域

本发明涉及土木工程建筑、桥梁及市政施工中使用的桩基础静载试验装备技术领域，尤其涉及一种可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置及成套设备。

背景技术

在桩基静载试验过程中，特别是大吨位单桩竖向静载试验，采用管桩横梁反力装置越来越多，传统试验过程中管桩与次梁连接方式采用在锚筒上焊接钢筋，该种连接结构存在以下缺陷：1、锚固钢筋借助于锚筒焊接，费时费力，工效较低；2、由于锚筒上焊接的钢筋越来越多，有的焊接在钢筋上，焊接质量不易控制，造成锚固钢筋受力不均，在试验过程中容易出现断裂，影响正常加载，严重时可出现安全事故； 3、焊接工作量大，材料用量大，成本高；4、若为试桩工程，共用管桩时，组装时需把管桩的钢筋与锚筒焊接，拆卸时将锚筒与管桩的钢筋切断，不能共用。

公告号CN103485374B的发明专利公开了一种静载试验管桩连接结构，包括与管桩顶端的锚固钢筋固定连接的锚固装置和与锚固装置借助于精轧螺纹钢连接的顶部抗拉装置，精轧螺纹钢与锚固装置和顶部抗拉装置均螺纹连接，其优点在于：将次梁与管桩顶端的锚固钢筋之间借助于连接盘采用螺纹连接，只需要使用锚固套筒将连接盘固定在锚固钢筋上，然后借助于小横梁和抗拉小横梁以及精轧螺纹钢与次梁连接，螺纹连接的工作效率大大高于焊接，而且连接盘和小横梁以及抗拉小横梁可以重复利用，降低工程成本，同时公用管桩在试桩试验过程中无需进行二次连接，连接结构可重复利用，提高试验效率。

该技术方案中精轧螺纹钢与管桩的连接借助于连接盘采用螺纹连接连接，其实现的前提条件是将管桩上端部处的混凝土破除，使管桩顶端的锚固钢筋露出，之后才能将连接盘安装在锚固钢筋上。而管桩为预制高强混凝土构件，在浇注完成后，混凝土的破除作业仍需要花费大量人力物力，工作量大；并且锚固钢筋与连接盘的连接必须保证锚固钢筋位置状态与连接盘上的通孔完全一一对应，而实际现场施工作业时根本难以实现，操作性较差。

公告号108643174A的发明专利公开了一种快速管桩接头及管桩连接结构，快速管桩接头包括公头本体、抗拔环以及两个半环形锁板；公头本体包括沿轴向依次连接的公头部、轴环部、轴颈部；公头部设置为能够可拆卸地插接连接于管桩的插接孔；轴颈部的直径小于轴环部；轴颈部的轴向中间位置内凹形成环形槽；抗拔环套于轴颈部外周并限位于台阶面；两个半环形锁板分别沿径向配合卡入环形槽中且配合成一个圆形环；抗拔环被限制于圆形环和轴环部之间；抗拔环开设有沿其周向分布的多个用于连接抗拉锁具的连接部。本发明的有益效果是能够方便地快速拆装，结构简单使用方便。

该技术方案中快速管桩接头与管桩的连接主要依靠机械咬合力传力，管桩为保证与快速管桩接头的连接，必须在管桩上设置插接孔及卡槽。而对已经浇注成型的管桩再次进行加工难度较大，需要花费大量人力物力，很难满足实际现场施工作业的要求，操作性较差。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置及成套设备。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置，包括抱设在管桩上的两个可分离的半圆形锚固夹具，半圆形锚固夹具均包括与管桩相适配的半圆环板，半圆环板的两侧均向外延伸设有安装耳板，两个半圆环板在对应安装耳板处通过紧固件固定连接；两个半圆环板的外周一侧相对固设有沿横向向外凸出的夹具底板，夹具底板上对应设有下锚接缺口；工作时精轧螺纹钢下端穿过对应半圆形锚固夹具上的下锚接缺口，且精轧螺纹钢穿出夹具底板的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒。

两个半圆形锚固夹具的半圆环板和夹具底板之间固定连接有肋板，肋板沿半圆环板的外周方向布置多个，且每个肋板均沿纵向设置。

两个半圆形锚固夹具的夹具底板上的下锚接缺口对称布置，并分别间隔排列设置多个。

两个半圆环板贴合在管桩上时，两个半圆环板的对应安装耳板之间保留有间隙。

所述紧固件为横向穿过对应安装耳板的螺栓，螺栓在对应安装耳板的纵向方向上排布设置多个。

所述下锚接缺口为长圆形缺口。

所述安装耳板与半圆环板为一体式结构。

本发明还公开了一种可拆卸式管桩静载试验用成套设备，所述成套设备包括管桩连接装置、以及顶部抗拉装置和精轧螺纹钢；

精轧螺纹钢上端与顶部抗拉装置连接，精轧螺纹钢下端穿过管桩连接装置中对应的下锚接缺口，且精轧螺纹钢穿出夹具底板的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒，该锚固套筒与夹具底板的下侧面抵接配合。

所述顶部抗拉装置包括抗拉锚箱，抗拉锚箱为由锚箱底板、锚箱顶板及设于锚箱底板和锚箱顶板之间的多块肋板固定连接组成的箱体结构，且锚箱底板与夹具底板对应处向两侧凸出于锚箱顶板，锚箱底板上与夹具底板上下锚接缺口对应处分别设有上锚接缺口；

精轧螺纹钢上端穿过抗拉锚箱中对应的上锚接缺口，且精轧螺纹钢穿出锚箱底板的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒，该锚固套筒与锚箱底板的上侧面抵接配合。

所述顶部抗拉装置包括抗拉锚梁，抗拉锚梁为由锚梁底板、锚梁顶板及设于锚梁底板和锚梁顶板之间的肋板固定连接组成的锚梁结构，肋板在锚梁底板和锚梁顶板之间呈工字形布置，抗拉锚梁两端部的锚梁底板及锚梁顶板处均对应设有上锚接缺口；

抗拉锚梁的数量与管桩连接装置中的下锚接缺口对应布置，使下锚接缺口的上方均对应设有上锚接缺口；

精轧螺纹钢上端穿过抗拉锚梁中对应的上锚接缺口，且精轧螺纹钢穿出锚梁顶板的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒，该锚固套筒与锚梁顶板的上侧面抵接配合。

本发明的有益效果：

本发明中管桩连接装置采用两个半圆环形锚固夹具对扣安装在管桩的连接部位，并通过紧固件锁紧后抱合在管桩上，其利用半圆环形锚固夹具内侧与管桩的摩擦力实现拉力的传递，具有安装快捷，可多次重复使用等优点。

本发明无需破坏成型管桩的结构，操作简便快捷，省时省力，能够满足实际现场施工作业的要求，操作性好。

附图说明

图1是本发明实施例一的立体示意图；

图2是图1中半圆形锚固夹具的局部放大图；

图3是图1的俯视图

图4是本发明实施例二的立体示意图；

图5是图4中抗拉锚箱的局部放大图；

图6是图5的俯视图；

图7是本发明实施例三的立体示意图；

图8是图7中抗拉锚梁的局部放大图；

图9是图8的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构和工作过程作进一步的说明。

实施例一：

如图1至图3所示，本实施例公开了一种可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置，包括抱设在管桩1上的两个可分离的半圆形锚固夹具2，半圆形锚固夹具2均包括与管桩1相适配的半圆环板21，半圆环板21的两侧均向外延伸设有安装耳板22，安装耳板22与半圆环板21为一体式结构，两个半圆环板21在对应安装耳板处通过6个高强度螺栓连接，紧密套箍在管桩桩头处。

两个半圆环板21的外周一侧相对固设有沿横向向外凸出的夹具底板23，夹具底板23上各设有三个长圆形缺口作为下锚接缺口24，并且两个圆形锚固夹具2的夹具底板23上的下锚接缺口24对称布置。

两个半圆形锚固夹具2的半圆环板21和夹具底板23之间固定连接有肋板25，肋板25沿半圆环板的外周方向布置多个，且每个肋板25均沿纵向设置。

本实施例中，圆环形锚固夹具材料均为Q345B，其组成构件半圆环板21（厚度20mm）、底板23（厚度20mm）、肋板25（厚度16mm）之间采用焊接连接，焊缝质量等级三级，焊条E50。

管桩连接装置安装时，两个半圆形锚固夹具2的半圆环板21与管桩1外壁贴紧后，两侧耳板23采用6个10.9级M27高强度螺栓连接，螺栓紧固可采用转角法或扭矩法，务必确保紧固至达到GB50017《钢结构设计标准》规定的螺栓预拉力值P=290kN。

半圆环板21与管桩贴紧后，两侧耳板间约留有10mm的间隙，间隙实际尺寸同管桩实际尺寸与设计尺寸的公差有关。此间隙尺寸值务必保证大于2mm，以确保半圆环板同管桩外壁紧密贴合，并预留因M27高强度螺栓紧固后两侧耳板23产生的变形量。如间隙尺寸较大，可在耳板之间的螺栓杆内增设1~2片M27钢垫圈。

管桩连接装置安装完毕之后，精轧螺纹钢下端穿过对应半圆形锚固夹具2上的下锚接缺口24，且精轧螺纹钢穿出夹具底板23的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒。锚固套筒选用螺母，下同。

实施例二：

如图1至图6所示，本实施例公开了一种可拆卸式管桩静载试验用成套设备，所述成套设备包括管桩连接装置以及顶部抗拉装置和精轧螺纹钢4，精轧螺纹钢4上端与顶部抗拉装置连接，精轧螺纹钢4下端与管桩连接装置连接。

管桩连接装置包括抱设在管桩1上的两个可分离的半圆形锚固夹具2，半圆形锚固夹具2均包括与管桩1相适配的半圆环板21，半圆环板21的两侧均向外延伸设有安装耳板22，安装耳板22与半圆环板21为一体式结构，两个半圆环板21在对应安装耳板处通过6个高强度螺栓连接，紧密套箍在管桩桩头处。

两个半圆环板21的外周一侧相对固设有沿横向向外凸出的夹具底板23，夹具底板23上各设有三个长圆形缺口作为下锚接缺口24，并且两个圆形锚固夹具2的夹具底板23上的下锚接缺口24对称布置。

两个半圆形锚固夹具2的半圆环板21和夹具底板23之间固定连接有肋板25，肋板25沿半圆环板的外周方向布置多个，且每个肋板25均沿纵向设置。

本实施例中，半圆形锚固夹具材料均为Q345B，其组成构件半圆环板21（厚度20mm）、底板23（厚度20mm）、肋板25（厚度16mm）之间采用焊接连接，焊缝质量等级三级，焊条E50。

顶部抗拉装置包括抗拉锚箱3，抗拉锚箱3为由锚箱底板31、锚箱顶板32及设于锚箱底板31和锚箱顶板32之间的多块肋板固定连接组成的箱体结构，且锚箱底板31与夹具底板23对应处向两侧凸出于锚箱顶板32，锚箱底板31上与夹具底板23上下锚接缺口24对应处分别设有长圆形缺口作为上锚接缺口33。

本实施例中，抗拉锚箱材料均为Q345B，其组成构件底板（厚度20mm）、顶板（厚度16mm）、肋板（厚度16mm）采用焊接连接，焊缝质量等级三级，焊条E50。

管桩连接装置安装时，两个半圆形锚固夹具2的半圆环板21与管桩1外壁贴紧后，两侧耳板23采用6个10.9级M27高强度螺栓连接，螺栓紧固可采用转角法或扭矩法，务必确保紧固至达到GB50017《钢结构设计标准》规定的螺栓预拉力值P=290kN。

半圆环板21与管桩贴紧后，两侧耳板间约留有10mm的间隙，间隙实际尺寸同管桩实际尺寸与设计尺寸的公差有关。此间隙尺寸值务必保证大于2mm，以确保半圆环板同管桩外壁紧密贴合，并预留因M27高强度螺栓紧固后两侧耳板23产生的变形量。如间隙尺寸较大，可在耳板之间的螺栓杆内增设1~2片M27钢垫圈。

顶部抗拉装置设于分配梁处（分配梁在附图中未显示），顶部抗拉装置在分配梁处的安装为现有技术，不再详述。

之后，精轧螺纹钢4上端穿过抗拉锚箱3中对应的上锚接缺口33，且精轧螺纹钢4穿出锚箱底板31的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒，该锚固套筒与锚箱底板31的上侧面抵接配合，完成对精轧螺纹钢4上端的锚固拧紧；

精轧螺纹钢4下端穿过对应半圆形锚固夹具2上的下锚接缺口24，且精轧螺纹钢4穿出夹具底板23的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒，该锚固套筒与夹具底板23的下侧面抵接配合，完成对精轧螺纹钢4下端的锚固拧紧。

然后，便可进行管桩静载测试试验。

实施例三：

如如图1至图3及图7至图9所示，本实施例与实施二的不同之处在于：所述顶部抗拉装置采用抗拉锚梁5，抗拉锚梁5为由锚梁底板51、锚梁顶板52及设于锚梁底板51和锚梁顶板52之间的肋板固定连接组成的锚梁结构，肋板在锚梁底板51和锚梁顶板52之间呈工字形布置，抗拉锚梁两端部的锚梁底板51及锚梁顶板52处均对应设有长圆形缺口作为上锚接缺口53。

抗拉锚梁5的数量与管桩连接装置中的下锚接缺口24对应布置，使下锚接缺口24的上方均对应设有上锚接缺口53。本实施例中，分配梁上部抗拉锚梁5需并排布置3个，沿长边相互贴紧。

本实施例中，抗拉锚梁5材料均为Q345B，其组成构件底板（厚度16mm）、顶板（厚度16mm），腹板A、腹板B（厚度12mm）采用焊接连接，焊缝质量等级三级，焊条E50。

连接时，精轧螺纹钢4上端穿过抗拉锚梁中5对应的上锚接缺口53，且精轧螺纹钢53穿出锚梁顶板52的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒，该锚固套筒与锚梁顶板52的上侧面抵接配合，完成对精轧螺纹钢4上端的锚固拧紧。

上述实施例中，管桩连接装置采用两个半圆环形锚固夹具对扣安装在管桩的连接部位，并通过紧固件锁紧后抱合在管桩上，其利用半圆环形锚固夹具内侧与管桩的摩擦力实现来自精轧螺纹钢的拉力传递，具有安装快捷，可多次重复使用等优点。

本发明无需破坏成型管桩的结构，操作简便快捷，省时省力，能够满足实际现场施工作业的要求，操作性好。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (7)

1.一种可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置，其特征在于：包括抱设在管桩上的两个可分离的半圆形锚固夹具，半圆形锚固夹具均包括与管桩相适配的半圆环板，半圆环板的两侧均向外延伸设有安装耳板，两个半圆环板在对应安装耳板处通过紧固件固定连接；两个半圆环板的外周一侧相对固设有沿横向向外凸出的夹具底板，夹具底板上对应设有下锚接缺口；工作时精轧螺纹钢下端穿过对应半圆形锚固夹具上的下锚接缺口，且精轧螺纹钢穿出夹具底板的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒；

两个半圆形锚固夹具的半圆环板和夹具底板之间固定连接有肋板，肋板沿半圆环板的外周方向布置多个，且每个肋板均沿纵向设置；

两个半圆形锚固夹具的夹具底板上的下锚接缺口对称布置，并分别间隔排列设置多个；

两个半圆环板贴合在管桩上时，两个半圆环板的对应安装耳板之间保留有间隙。

2.根据权利要求1所述的可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置，其特征在于：所述紧固件为横向穿过对应安装耳板的螺栓，螺栓在对应安装耳板的纵向方向上排布设置多个。

3.根据权利要求1所述的可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置，其特征在于：所述下锚接缺口为长圆形缺口。

4.根据权利要求1所述的可拆卸式管桩静载试验用管桩连接装置，其特征在于：所述安装耳板与半圆环板为一体式结构。

5.一种可拆卸式管桩静载试验用成套设备，其特征在于：所述成套设备包括权利要求1-4任一项所述的管桩连接装置、以及顶部抗拉装置和精轧螺纹钢；

精轧螺纹钢上端与顶部抗拉装置连接，精轧螺纹钢下端穿过管桩连接装置中对应的下锚接缺口，且精轧螺纹钢穿出夹具底板的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒，该锚固套筒与夹具底板的下侧面抵接配合。

6.根据权利要求5所述的可拆卸式管桩静载试验用成套设备，其特征在于：所述顶部抗拉装置包括抗拉锚箱，抗拉锚箱为由锚箱底板、锚箱顶板及设于锚箱底板和锚箱顶板之间的多块肋板固定连接组成的箱体结构，且锚箱底板与夹具底板对应处向两侧凸出于锚箱顶板，锚箱底板上与夹具底板上下锚接缺口对应处分别设有上锚接缺口；

精轧螺纹钢上端穿过抗拉锚箱中对应的上锚接缺口，且精轧螺纹钢穿出锚箱底板的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒，该锚固套筒与锚箱底板的上侧面抵接配合。

7.根据权利要求5所述的可拆卸式管桩静载试验用成套设备，其特征在于：所述顶部抗拉装置包括抗拉锚梁，抗拉锚梁为由锚梁底板、锚梁顶板及设于锚梁底板和锚梁顶板之间的肋板固定连接组成的锚梁结构，肋板在锚梁底板和锚梁顶板之间呈工字形布置，抗拉锚梁两端部的锚梁底板及锚梁顶板处均对应设有上锚接缺口；

抗拉锚梁的数量与管桩连接装置中的下锚接缺口对应布置，使下锚接缺口的上方均对应设有上锚接缺口；

精轧螺纹钢上端穿过抗拉锚梁中对应的上锚接缺口，且精轧螺纹钢穿出锚梁顶板的部分套设有与其螺纹配合的锚固套筒，该锚固套筒与锚梁顶板的上侧面抵接配合。