CN111119259A - 一种预制桩瞬态时域分析法激振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，包括空心长方体外壳，其内设有定位基台、滑移装置、振锤、驱动电杆、限位装置，所述定位基台位于外壳顶部内壁上，所述滑移装置顶部通过弹簧A与定位基台底部上下弹性伸缩连接，底部通过连接杆固定有振锤；所述驱动电杆位于外壳外侧，且通过其顶杆推动滑移装置，使得滑移装置竖直上下滑动；所述限位装置位于驱动电杆上方的外壳上。由本发明结构可知，改变传统人工手持锤或棒激振方式，通过驱动电杆配合滑移装置，实现自动锤击预制桩的目的，其锤击的轻重、落锤的垂直度、落距均可轻易把控，极大的提高数据采集分析的准确性，同时降低了传统锤击人员的工作强度。

Description

一种预制桩瞬态时域分析法激振装置

技术领域

本发明涉及基桩检测领域，尤其是涉及一种预制桩瞬态时域分析法激振装置。

背景技术

预制桩结构坚固耐久，能制成不同尺寸截面和长度，承受较大的竖向荷载和施工锤击应力，且不受地下水和潮湿变化的影响，施工质量较其他桩型易于控制，在建筑基础工程中应用广泛。预制桩施工后质量检验主控项目为承载力和桩身完整性两项，其中桩身完整性检查以低应变法应用最为广泛。低应变法是指采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。目前国内外检测机构几乎都采用瞬态激振的方式检测桩身完整性。

激振是低应变检测工作重要环节之一，要求多次锤击的波形应具有较好重复性、一致性，每个检测点不宜少于3个有效信号。传统的人工手持力棒或手锤激振方法存在以下问题：1.检测数量较多，敲击人员工作强度大；2.选择合适重量的力棒或手锤，以获得不同桩长的桩底反射信号，3.人工敲击轻重、落锤的垂直度、落距、锤击位置等不易掌握，影响采集信号的重复性和一致性，进而影响后期分析的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，克服现有技术的缺陷，解决传统人工锤击劳动强度大、锤击的轻重、落锤的垂直度、落距均不易把控，极大的降低了数据采集分析的准确性的问题。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，包括空心长方体外壳，所述外壳内设有定位基台、滑移装置、振锤、驱动电杆、限位装置，所述定位基台位于外壳顶部内壁上，所述滑移装置顶部通过弹簧A与定位基台底部上下弹性伸缩连接，底部通过连接杆固定有振锤；

所述驱动电杆位于外壳外侧，且通过其顶杆推动滑移装置，使得滑移装置竖直上下滑动；

所述限位装置位于驱动电杆上方的外壳上。

本发明的进一步改进方案是，所述滑移装置包括滑块、弹簧B、顶块、滑杆、限位螺母及导轨，所述滑块前后侧面上均设有竖直的滑槽，位于外壳前后内壁上均设有竖直导轨，所述滑块通过滑槽在导轨上滑动；

所述滑块顶部通过弹簧A与定位基台底部连接，所述定位基台底部设有竖直的定位杆，弹簧A套设于定位杆上；

所述滑块右侧面上开设有一凹槽，凹槽从右往左延伸，未贯穿滑块左侧面，所述凹槽槽底贯穿有横向滑孔，所述滑杆一端焊接于顶块左侧面上，另一端穿过横向滑孔，且在滑杆另一端螺纹连接有限位螺母；

位于所述顶块与凹槽槽底之间的滑杆上套设有弹簧B。

本发明的进一步改进方案是，当弹簧B处于松弛状态时，所述顶块一半位于凹槽中，另一半位于滑块外侧且位于外侧的滑块顶部设有向右下方倾斜的滑坡。

本发明的进一步改进方案是，所述外壳右侧壁中部横向贯穿有竖直的条形槽，所述顶块右端上下滑动于条形槽内且未贯穿外壳右侧壁，所述顶块右端伸入条形槽的长度小于限位螺母与外壳左侧内壁之间的距离。

本发明的进一步改进方案是，所述条形槽顶部设有限位装置，所述限位装置包括调节螺母、限位杆、限位块及锁紧螺母，所述限位杆右端螺纹连接有调节螺母，左端依次穿过条形槽、限位块，最后左端通过锁紧螺母固定。

本发明的进一步改进方案是，所述限位杆分为左螺纹杆、中方形杆、右螺纹杆，所述左螺纹杆外径、右螺纹杆外径均与中方块杆纵切面边长相等且中方块杆位于条形槽中；

所述限位块中间贯穿有横向方形孔，方形孔与中方形杆相匹配，所述限位块下部左侧面呈右下倾斜状，与滑坡相匹配。

本发明的进一步改进方案是，所述外壳底部左右两侧设有对称的两磁吸耳板，所述磁吸耳板呈“内八字”弧形，位于右侧的磁吸耳板上设有顶杆竖直朝上的驱动电杆。

本发明的进一步改进方案是，所述驱动电杆顶杆顶端设有水平弯曲部，所述弯曲部伸入条形槽中且非工作状态时，弯曲部位于滑坡的正下方。

本发明的进一步改进方案是，所述连接杆顶端螺纹连接于滑块底部，底端螺纹连接有振锤。

本发明的进一步改进方案是，位于所述外壳下方左侧壁上横向贯穿有限位螺钉，所述螺钉的螺杆右端最长延伸至滑块左侧底部正下方。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，滑块前后侧面上均设有竖直的滑槽，位于外壳前后内壁上均设有竖直导轨，滑块通过滑槽在导轨上滑动，这样可以限定滑块的位置，不会发生前后左右偏移，同时实现滑块自由上下滑动的目的。

二、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，定位基台底部设有竖直的定位杆，弹簧A套设于定位杆上，给予弹簧A竖直导向的作用，这样防止滑块上下滑动时，弹簧A因受到挤压力而发生左右偏移，弹力不集中向下的问题发生。

三、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，滑杆一端焊接于顶块左侧面上，另一端穿过横向滑孔，且在滑杆另一端螺纹连接有限位螺母，位于所述顶块与凹槽槽底之间的滑杆上套设有弹簧B，这样当顶块回缩时，弹簧B迅速压缩，滑杆向左移动，当驱动电杆顶杆顶起完毕后，滑块自动滑落，实现锤击的目的，下落过程中，弹簧B迅速复位，滑杆向右移动，限位螺母限定顶块右移的幅度，与此同时，驱动电杆顶杆回拉，压缩顶块，顶块再复位，驱动电杆顶杆位于滑坡的正下方，准备接下来的二次锤击，实现全程自动化连续锤击的目的。

四、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，外壳右侧壁中部横向贯穿有竖直的条形槽，当弹簧B处于松弛状态时，顶块右端上下滑动于条形槽内且未贯穿外壳右侧壁，这样有利于顶块迅速回缩且保证驱动电杆顶杆顶端能够将顶块顶起，实现接下来的自动锤击目的。

五、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，顶块右端伸入条形槽的长度小于限位螺母与外壳左侧内壁之间的距离，这样当顶块回缩时，滑块左侧有足够的空间便于限位螺母横向移动，实现顶块的回缩或释放。

六、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，限位杆右端螺纹连接有调节螺母，左端依次穿过条形槽、限位块，最后左端通过锁紧螺母固定，通过拧松调节螺母，可使得整个限位装置沿着条形槽上下滑动，以实时调节锤击的落距。

七、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，左螺纹杆外径、右螺纹杆外径均与中方块杆纵切面边长相等，这样便于限位杆套进限位块的方形孔中。

八、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，限位块中间贯穿有横向方形孔，方形孔与中方形杆相匹配，且中方块杆位于条形槽中，这样当限位块穿在中方形杆上或调节螺母调节锤距时，不会发生周向旋转，始终保持竖直状态，即保持限位块与滑坡相匹配。

九、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，限位块下部左侧面呈右下倾斜状，与滑坡相匹配，这样当驱动电杆顶杆向上顶起顶块，顶块滑动至限位块下部倾斜坡时，顶块因受到底部的挤压力而沿着斜坡向外壳内回缩，便于接下来释放振锤做准备。

十、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，外壳底部左右两侧设有对称的两磁吸耳板，便于将整个装置固定于预制桩的端板上，同时磁吸耳板呈“内八字”弧形，便于与圆环形桩端板匹配，有利于磁吸固定。

十一、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，驱动电杆顶杆顶端设有水平弯曲部，且弯曲部伸入条形槽中，在非工作状态时，弯曲部位于滑坡的正下方，这样便于工作时驱动电杆顶杆向上顶起顶块，使得滑块带动振锤向上运动，实现接下来锤击的目的。

十二、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，位于外壳下方左侧壁上横向贯穿有限位螺钉，螺钉的螺杆右端最长延伸至滑块左侧底部正下方，这样当振锤落下时，不会从外壳底部掉落，同时限制滑块下滑的位置。

十三、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，改变传统人工手持锤或棒激振方式，通过驱动电杆配合滑移装置，实现自动锤击预制桩的目的，其锤击的轻重、落锤的垂直度、落距均可轻易把控，信号重复性与一致性较易实现，极大的提高数据采集分析的准确性，同时降低了传统锤击人员的工作强度。

十四、本发明提供的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，其自身造价低，使用操作简单、方便，较易携带，可实现现场实时检测的目的，实用性较强。

附图说明

图1为本发明的整体结构半剖主视图。

图2为本发明的整体结构半剖侧视图。

图3为本发明的滑移装置结构放大图。

图4为本发明的A-A结构示剖视图。

图5为本发明的外壳右侧结构示意图。

图6为本发明的限位杆结构主视图。

图7为本发明的限位杆结构侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1：如图1至图7所示的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，包括空心长方体外壳1，所述外壳1内设有定位基台2、滑移装置3、振锤4、驱动电杆5、限位装置6，所述定位基台2位于外壳1顶部内壁上，所述滑移装置3顶部通过弹簧A7与定位基台2底部上下弹性伸缩连接，底部通过连接杆8固定有振锤4；所述驱动电杆5位于外壳1外侧，且通过其顶杆51推动滑移装置3，使得滑移装置3竖直上下滑动；所述限位装置6位于驱动电杆5上方的外壳1上。

所述滑移装置3包括滑块31、弹簧B32、顶块33、滑杆34、限位螺母35及导轨36，所述滑块31前后侧面上均设有竖直的滑槽311，位于外壳1前后内壁上均设有竖直导轨36，所述滑块31通过滑槽311在导轨36上滑动；所述滑块31顶部通过弹簧A7与定位基台2底部连接，所述定位基台2底部设有竖直的定位杆21，弹簧A7套设于定位杆21上；所述滑块31右侧面上开设有一凹槽312，凹槽312从右往左延伸，未贯穿滑块31左侧面，所述凹槽312槽底贯穿有横向滑孔313，所述滑杆34一端焊接于顶块33左侧面上，另一端穿过横向滑孔313，且在滑杆34另一端螺纹连接有限位螺母35；位于所述顶块33与凹槽312槽底之间的滑杆34上套设有弹簧B32；当弹簧B32处于松弛状态时，所述顶块33一半位于凹槽312中，另一半位于滑块31外侧且位于外侧的滑块31顶部设有向右下方倾斜的滑坡（314）。

所述外壳1右侧壁中部横向贯穿有竖直的条形槽11，所述顶块33右端上下滑动于条形槽11内且未贯穿外壳1右侧壁，所述顶块33右端伸入条形槽11的长度小于限位螺母35与外壳1左侧内壁之间的距离；所述条形槽11顶部设有限位装置6，所述限位装置6包括调节螺母61、限位杆62、限位块63及锁紧螺母64，所述限位杆62右端螺纹连接有调节螺母61，左端依次穿过条形槽11、限位块63，最后左端通过锁紧螺母64固定；所述限位杆62分为左螺纹杆621、中方形杆622、右螺纹杆623，所述左螺纹杆621外径、右螺纹杆623外径均与中方块杆622纵切面边长相等且中方块杆622位于条形槽11中；所述限位块63中间贯穿有横向方形孔631，方形孔631与中方形杆622相匹配，所述限位块63下部左侧面呈右下倾斜状，与滑坡314相匹配。

所述外壳1底部左右两侧设有对称的两磁吸耳板9，所述磁吸耳板9呈“内八字”弧形，位于右侧的磁吸耳板9上设有顶杆竖直朝上的驱动电杆5；所述驱动电杆5顶杆顶端设有水平弯曲部51，所述弯曲部51伸入条形槽11中且非工作状态时，弯曲部51位于滑坡314的正下方。

所述连接杆8顶端螺纹连接于滑块31底部，底端螺纹连接有振锤4；位于所述外壳1下方左侧壁上横向贯穿有限位螺钉10，所述螺钉10的螺杆右端最长延伸至滑块31左侧底部正下方。

本发明中使用的驱动电杆5为型号XTL400的马达伸缩杆升降器，为现有技术。

本发明的工作方式如下：

第一步：根据预制桩检测点，将装置整体通过磁吸耳板8固定于预制桩端板上；

第二步：通过调节螺母61控制限位装置竖直高度，来调整振锤4下落的距离，即调节锤击能量大小；

第三步：启动驱动电杆5，使得驱动电杆5顶杆向上顶起顶块33，当顶块33向上滑动至限位块63斜坡处时，随着顶杆继续上升，顶块33逐渐压缩弹簧B32向凹槽312内回缩；当顶杆向上滑过限位块63底部时，滑块31在自身重力及弹簧A7的弹力作用下，向下滑动，带动振锤4向下锤击预制桩端板上的检测点，与此同时，驱动电杆5顶杆弯曲部51回拉至顶块33正下方，等待接下来的再一次锤击检测。

第四步：重复锤击检测，并通过调节螺母61控制限位装置不同的竖直高度，即调整振锤锤击的不同能量，便于数据的采集分析。

Claims (10)

1.一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，包括空心长方体外壳（1），其特征在于：所述外壳（1）内设有定位基台（2）、滑移装置（3）、振锤（4）、驱动电杆（5）、限位装置（6），所述定位基台（2）位于外壳（1）顶部内壁上，所述滑移装置（3）顶部通过弹簧A（7）与定位基台（2）底部上下弹性伸缩连接，底部通过连接杆（8）固定有振锤（4）；

所述驱动电杆（5）位于外壳（1）外侧，且通过其顶杆（51）推动滑移装置（3），使得滑移装置（3）竖直上下滑动；

所述限位装置（6）位于驱动电杆（5）上方的外壳（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，其特征在于：所述滑移装置（3）包括滑块（31）、弹簧B（32）、顶块（33）、滑杆（34）、限位螺母（35）及导轨（36），所述滑块（31）前后侧面上均设有竖直的滑槽（311），位于外壳（1）前后内壁上均设有竖直导轨（36），所述滑块（31）通过滑槽（311）在导轨（36）上滑动；

所述滑块（31）顶部通过弹簧A（7）与定位基台（2）底部连接，所述定位基台（2）底部设有竖直的定位杆（21），弹簧A（7）套设于定位杆（21）上；

所述滑块（31）右侧面上开设有一凹槽（312），凹槽（312）从右往左延伸，未贯穿滑块（31）左侧面，所述凹槽（312）槽底贯穿有横向滑孔（313），所述滑杆（34）一端焊接于顶块（33）左侧面上，另一端穿过横向滑孔（313），且在滑杆（34）另一端螺纹连接有限位螺母（35）；

位于所述顶块（33）与凹槽（312）槽底之间的滑杆（34）上套设有弹簧B（32）。

3.根据权利要求2所述的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，其特征在于：当弹簧B（32）处于松弛状态时，所述顶块（33）一半位于凹槽（312）中，另一半位于滑块（31）外侧且位于外侧的滑块（31）顶部设有向右下方倾斜的滑坡（314）。

4.根据权利要求3所述的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，其特征在于：所述外壳（1）右侧壁中部横向贯穿有竖直的条形槽（11），所述顶块（33）右端上下滑动于条形槽（11）内且未贯穿外壳（1）右侧壁，所述顶块（33）右端伸入条形槽（11）的长度小于限位螺母（35）与外壳（1）左侧内壁之间的距离。

5.根据权利要求4所述的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，其特征在于：所述条形槽（11）顶部设有限位装置（6），所述限位装置（6）包括调节螺母（61）、限位杆（62）、限位块（63）及锁紧螺母（64），所述限位杆（62）右端螺纹连接有调节螺母（61），左端依次穿过条形槽（11）、限位块（63），最后左端通过锁紧螺母（64）固定。

6.根据权利要求5所述的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，其特征在于：所述限位杆（62）分为左螺纹杆（621）、中方形杆（622）、右螺纹杆（623），所述左螺纹杆（621）外径、右螺纹杆（623）外径均与中方块杆（622）纵切面边长相等且中方块杆（622）位于条形槽（11）中；

所述限位块（63）中间贯穿有横向方形孔（631），方形孔（631）与中方形杆（622）相匹配，所述限位块（63）下部左侧面呈右下倾斜状，与滑坡（314）相匹配。

7.根据权利要求4所述的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，其特征在于：所述外壳（1）底部左右两侧设有对称的两磁吸耳板（9），所述磁吸耳板（9）呈“内八字”弧形，位于右侧的磁吸耳板（9）上设有顶杆竖直朝上的驱动电杆（5）。

8.根据权利要求7所述的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，其特征在于：所述驱动电杆（5）顶杆顶端设有水平弯曲部（51），所述弯曲部（51）伸入条形槽（11）中且非工作状态时，弯曲部（51）位于滑坡（314）的正下方。

9.根据权利要求1所述的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，其特征在于：所述连接杆（8）顶端螺纹连接于滑块（31）底部，底端螺纹连接有振锤（4）。

10.根据权利要求1所述的一种预制桩瞬态时域分析法激振装置，其特征在于：位于所述外壳（1）下方左侧壁上横向贯穿有限位螺钉（10），所述螺钉（10）的螺杆右端最长延伸至滑块（31）左侧底部正下方。

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