CN116752589B - 预应力鱼腹式反力架、桩基承载力检测装置及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种预应力鱼腹式反力架、桩基承载力检测装置及应用。预应力鱼腹式反力架包括:核心节点;反力梁,包括多个梁单元,多个梁单元以核心节点为中心对称布置于核心节点四周,每个梁单元具有第一端和第二端,第一端连接固定于核心节点,第二端在桩基承载力检测时连接固定于锚桩的桩顶;预应力组件,包括多根预应力筋,多根预应力筋中的每一根预应力筋穿过核心节点的上端,一端连接固定于其中一个梁单元的第二端,另一端连接固定于对称的另一个梁单元的第二端。本发明将预应力鱼腹梁应用于锚桩法检测桩基承载力工程中,能够提供足够的反力,同时可保证预应力鱼腹式反力架在锚桩法检测中承载力与连接稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及地下工程试验技术领域,尤其是桩基检测,具体为预应力鱼腹式反力架、桩基承载力检测装置及应用。
背景技术
桩基承载力是指单桩在荷载作用下,地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证,变形也在容许范围内,以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载。桩基静载试验是运用在工程上对桩基承载力检测的一项技术,常见的方法有锚桩法和堆载法。
锚桩法是将反力架与锚桩连接在一起提供反力,俗称锚桩反力梁装置,锚桩反力梁装置就是将被测桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来,依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起,由被连接的锚桩提供反力。提供反力的大小由锚桩数量、反力架强度和被连接锚桩的抗拔力决定,锚桩反力架横梁一般为箱型截面钢梁。锚桩法试验装置的反力架一般由主梁和次梁组成,通过千斤顶把力施加到试验桩桩顶,同时将反力传给反力架,反力架传递过来的力再由锚桩受拉构件传给锚桩。
堆载法反力是由配重平台来提供,主要是由主梁、横梁支承平台和堆载材料组成。
工程中,锚桩反力法受桩的布置形式以及桩间距的影响较大,实腹式钢梁的跨度有限,当桩间距较大时,实腹式钢梁无法与锚桩进行锚固,限制了锚桩法的应用,单桩承担拔力较大,会对工程桩造成损伤,且锚桩横梁反力法要求试验桩周围至少存在4根桩与反力架进行锚固,当现场所有的桩无法与反力架锚固时,需要在试验桩周围另设锚桩与反力架锚固,工程应用具有一定的局限性。
当锚桩法不适用时,一般采用堆载法进行单桩承载力检测,该方法周期长,所需堆载块体积大、重量大,运输、导运成本远高于锚桩横梁反力法,堆载量较大时运输、倒运费用为直接检测费用的2~3倍。当基坑较深时,堆载块的运输、导运难度和成本将大大的增加,基坑边缘设置大型吊车危险性高,堆载块在运输和倒运过程中消耗能源较多,碳排放量较高,极不利于节能环保。
因此,有必要对现有的桩基承载力检测技术进行针对性改进,以满足各种工程实际需求。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明针对现有技术的不足,首先提出一种预应力鱼腹式反力架,将预应力鱼腹梁应用于锚桩法检测桩基承载力工程中,能够提供足够的反力,同时可保证预应力鱼腹式反力架在锚桩法检测中承载力与连接稳定性,如此能够有效解决锚桩法中桩间距过大而钢梁跨度不足以及堆载法中基坑较深堆载块堆放难度大和堆载块运输、倒运成本高的问题,结构简单、操作简便、低碳环保。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
本发明首先提出一种预应力鱼腹式反力架,包括:核心节点,所述核心节点在桩基承载力检测时经由加载装置支撑于试验桩的桩顶;反力梁,包括多个梁单元,所述多个梁单元以所述核心节点为中心对称布置于所述核心节点四周,每个所述梁单元具有第一端和第二端,所述第一端连接固定于所述核心节点,所述第二端在桩基承载力检测时连接固定于锚桩的桩顶;预应力组件,包括多根预应力筋,所述多根预应力筋中的每一根预应力筋穿过所述核心节点的上端,一端连接固定于其中一个梁单元的所述第二端,另一端连接固定于对称的另一个梁单元的所述第二端,并且所述预应力筋的一端和另一端至少其一作为张拉端。
本发明还提出一种桩基承载力检测装置,该装置采用预应力鱼腹式反力架,还包括加载装置和拉杆装置,其中所述加载装置在桩基承载力检测时设置于试验桩的桩顶,并与所述核心节点相抵接;所述拉杆装置一端连接固定于所述反力梁的梁单元,另一端连接锚桩的桩顶。
本发明又提出一种基于桩基承载力检测装置在锚桩法检测桩基承载力试验中的应用,包括:S10,根据不同试验荷载以及桩间距选择不同跨度和高度的预应力鱼腹式反力架;S20,现场拼装反力架,将反力梁与核心节点通过螺栓连接;S30,将千斤顶置于试验桩桩顶正中心,将初步拼装的反力架进行临时支撑,并将反力梁远端与工程桩桩头钢筋锚固,核心节点与千斤顶间隔一定距离;S40,将反力架两个方向的钢绞线穿过反力梁腹杆顶端的通孔以及核心节点预应力筋孔道,在锚固端将钢绞线进行锚固,两个方向的张拉端同时张拉预应力钢绞线;S50,预应力张拉完成后进行加载试验,千斤顶油缸顶出与核心节点底面接触,根据加载要求逐级加载。
(三)有益效果
本发明提供的预应力鱼腹式反力架、桩基承载力检测装置及应用,结构简单、操作简便、低碳环保,与锚桩法相比,能有效解决锚桩法中桩间距过大而钢梁跨度不足的问题,在提供足够和稳定的反力的同时能够根据需要获得任意的跨度,满足现场使用需求,与堆载法相比,能有效解决堆载法中基坑较深堆载块堆放难度大和堆载块运输、倒运成本高的问题,且运输成本将大大降低,在节能环保方面具有极大的优势。应当理解,本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到本发明所述有益效果的多个或全部。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。
图1为本发明实施例的预应力鱼腹式反力架整体结构示意图;
图2为本发明实施例的核心节点连接构造示意图;
图3为本发明实施例的核心节点整体结构示意图;
图4为本发明实施例的核心节点分解示意图;
图5为本发明实施例的支撑基座分解示意图;
图6为本发明实施例的内嵌钢板框架分解示意图;
图7为本发明实施例的内嵌钢板框架示意图;
图8为本发明实施例的预应力筋基座分解示意图;
图9为本发明实施例的预应力筋基座示意图;
图10为本发明实施例的工字钢梁拼接示意图;
图11为本发明实施例的梁单元连接节点示意图;
图12为本发明实施例的梁单元核心节点连接示意图;
图13为本发明实施例的桩基承载力检测装置使用状态示意图。
在各个附图中,相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明实施例作进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
应当理解,术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素,而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素,并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
还需要理解,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作,不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
为解决现有工程中桩基承载力检测锚桩法和堆载法的不足,将预应力鱼腹梁应用于锚桩法检测桩基承载力工程中,设置一种双向交叉的预应力鱼腹梁反力架,以有效解决锚桩法中桩间距过大而钢梁跨度不足以及堆载法中基坑较深堆载块堆放难度大和堆载块运输、倒运成本高的问题。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图1所示,一种预应力鱼腹式反力架,主要包括核心节点1,反力梁2,以及预应力组件3。
所谓鱼腹式、鱼腹梁,即一种为了增大抗弯强度、节约材料的梁,中间截面大,逐步向梁的两端减小,形状类似鱼腹式,其目的是增大抗弯强度、节约材料。
核心节点1位于反力架的中心处,在桩基承载力检测时经由加载装置支撑于试验桩的桩顶,作为整个反力架的核心连接构造,提供节点处的连接和支撑,既要保证节点处的连接强度,又要确保在加载装置施加顶推力时能够稳定地提供足够的反力。核心节点1的具体结构在此不做限定,满足使用需求即可。
反力梁2属于梁结构,包括多个梁单元21,多个梁单元21以核心节点1为中心对称布置于核心节点1四周,例如以辐射状布置,每个梁单元21具有第一端和第二端,第一端连接固定于核心节点1,第二端在桩基承载力检测时连接固定于锚桩的桩顶。所谓第一端可理解为内端,或者相互靠近的一端,第二端可理解为外端,或者相互远离的一端。在桩基承载力检测时,通过梁单元21的第二端连接固定于锚桩的桩顶,将整个反力梁2牢牢固定住,以对加载装置及试验桩产生一个反力。需要理解,所谓第二端在桩基承载力检测时连接固定于锚桩的桩顶,并不限制于梁单元21的第二端的端部,根据梁单元21的长度、锚桩的间距等实际因素,第二端可以是端部,也可以是距离端部向内(即向核心节点1方向)一定距离的位置处,必要时由受力设计确定。
预应力组件3对反力架施加预应力,以增强整个反力架的承载力。预应力组件3包括多个预应力筋31,预应力筋31较佳的采用预应力钢绞线。预应力筋31沿核心节点1两侧形成通长的梁单元21布置,每一根预应力筋31穿过核心节点1的上端,一端连接固定于其中一个梁单元21的第二端,另一端连接固定于对称的另一个梁单元21的第二端,并且预应力筋31的一端和另一端至少其一作为张拉端。如图1中所示,在梁单元21的外端设置三脚架形式的锚固件,预应力筋31的两端均连接于锚固件,图中其中一端作为锚固端,另一端作为张拉端,对预应力筋31进行单侧张拉。当然也可以两端都作为张拉端,进行双侧张拉。
借助本发明的预应力鱼腹式反力架结构,通过合理设置梁单元的长度,有效解决锚桩法中桩间距过大而钢梁跨度不足的问题,施加预应力后能够提供足够的反力,有效解决大加载情况下堆载法的堆载块堆放难度大和运输、倒运成本高的问题。
在一些实施例中,本发明提供一种应用于预应力鱼腹式反力架的核心节点构造,参见图2-3,核心节点1由支撑基座11和预应力筋基座12构成,支撑基座11在桩基承载力检测时支撑于加载装置上,多个梁单元21的第一端连接固定于支撑基座11侧面,本实施例是在支撑基座11的四周侧面均连接有梁单元21,形成十字形反力架;预应力筋基座12设置于支撑基座11顶部,并且其上开设有预应力筋孔道123(参见图3-4),用于穿设多根预应力筋31。将核心节点1设计为分体式结构,便于加工制作、搬运和安装,也为后续进行调节预应力筋31的安装高度提供了便利。预应力筋孔道123较佳的设计为横向的槽型结构,允许预应力筋31在其内做横向上位置的微调,以尽量居中对应布置在梁单元21的中心位置。
在一些实施例中,本发明提供一种支撑基座构造,参见图4-7,支撑基座11为多腔体内嵌混凝土支撑基座,由顶钢板111、底钢板112、外侧钢板113和内嵌钢板框架114构成,顶钢板111、底钢板112、外侧钢板113从顶部、底部和四周焊接形成箱型结构,内嵌钢板框架114焊接固定在箱型结构内部,以提供具有足够强度和刚度的核心节点。
内嵌钢板框架114由多块内嵌钢板纵横交错焊接组成,相邻内嵌钢板之间形成内部腔体115,至少部分内部腔体115中内嵌实心灌注混凝土116。通过在部分内部腔体115中内嵌实心灌注混凝土116,同时借助外围钢板形成的箱型结构,形成类似内嵌型钢的钢管混凝土柱结构,如此能够获得充分的抗压强度和刚度,确保在加载装置施加顶推力时核心节点1不会被挤压破坏。
在一些实施例中,内嵌钢板框架114为纵向、横向和竖向上均由两块内嵌钢板交错焊接形成的三层结构的内嵌钢板框架,分别为顶层、中间层、底层,实心灌注混凝土116内嵌并充满中心的内部腔体115,并可在中心的内部腔体115内设置栓钉,以及内嵌并充满底层中部的内部腔体115,如图6-7所示。实心灌注混凝土116并非完全充满所有内部腔体115,否则将导致整个核心节点1自重过大,不利于搬运、组装和连接。但本实例的实心灌注混凝土116也并非随意放置,通过选择性内嵌在内嵌钢板框架114中心的内部腔体115,如图7,该实心灌注混凝土116在中心的内部腔体115内通长设置,由顶部贯穿至底部,如此,能够在核心节点1的中心有效地增强其抗压承载力,确保加载装置在中心位置施加顶推力时结构的安全性。同时,通过选择性内嵌在内嵌钢板框架114底层中部的内部腔体115,此处对应的外侧钢板113需要与梁单元21螺栓连接,借助内嵌的实心灌注混凝土116在该节点位置处提供充分的强度,确保此处不会发生受拉和受剪破坏。
具体制作时先焊接内嵌钢板框架114,焊接完成后在内部腔体115中灌注混凝土,混凝土凝固拆模后进行后,焊接顶钢板111、底钢板112。
如图4-5,外侧钢板113较佳的采用整块平钢板,在其四周边缘与顶钢板111、底钢板112焊接固定,并且在内部与内嵌钢板框架114裸露的接触位置焊接固定,如此在便于加工制作的同时能够获得牢固的核心节点1。
继续参见图4-5,本发明中,外侧钢板113上预设有螺栓孔117,用于通过螺栓连接梁单元21,并且对应螺栓孔117在外侧钢板113的内侧焊接有螺母118,螺母118中心与螺栓孔117中心对齐,螺母118预埋于内嵌钢板框架114底层中部的实心灌注混凝土116内。螺母118预留一定长度,使螺母埋入混凝土内长度足够。安装梁单元21时,梁单元21端部预设有对应的螺栓孔,与螺栓孔117对接,通过螺栓穿过螺栓孔117与内侧的螺母118连接固定,螺母118预埋于实心灌注混凝土116内,为梁单元21与核心节点1之间提供牢固的连接强度。
为了方便整个核心节点1装配,在外侧钢板113上部中央位置焊接有吊装环119,可在每侧均焊接一个。
另外,再参见图3-4,底钢板112在与梁单元21对应的位置同样预设有螺栓孔117,梁单元21除端面与外侧钢板113螺栓连接外,底面同时也与底钢板112螺栓连接,进一步增强梁单元21与核心节点1之间的连接强度,确保整个反力架在试验过程中的有效性。
在一些实施例中,本发明提供一种预应力筋基座构造,参见图8-9,预应力筋基座12为可调节预应力筋基座,包括外筒121和内筒122,其中外筒121侧壁在高度上预设有多排螺栓孔117;内筒122侧壁在高度上对应预设有至少一排螺栓孔117,本实施例设置两排螺栓孔117,以获得稳定的连接,内筒122通过螺栓124插接固定在对应的螺栓孔117中以获得预定的高度,预应力筋孔道123开设在内筒122侧壁的上部,如此通过调节内筒122与外筒121之间的相对安装高度,从而方便地调节预应力筋31中心位置处的高度,桩基检验荷载以及桩间距不同时,预应力鱼腹梁的跨度与高度会不同,导致核心节点中部钢绞线高度不同,本发明可通过调节内筒122与外筒121的螺栓紧固位置来调节孔道高度,以保证不同试验工况下核心节点的高度均能满足装配要求。
在一些实施例中,本发明提供一种反力梁构造,再参见图1,反力梁2的多个梁单元21均包括下弦杆211、腹杆212和斜杆213,下弦杆211、腹杆212和斜杆213构成框架梁结构,为加载时获得有效的反力提供保障。根据下弦杆211的布置长度和预应力要求,腹杆212较佳的设置多根,多根腹杆212支撑于下弦杆211上,多根腹杆212自核心节点1向梁单元21的第二端(即外端)高度递减,并且腹杆212顶端设置有通孔,用于穿设预应力筋31,如此形成中部高两头低的鱼腹式结构,预应力筋31的预应力施加于中部的核心节点1。
斜杆213从腹杆212的两侧支撑在腹杆212和下弦杆211之间,确保腹杆212顶端在受到预应力张拉时的稳定。
较佳的,参见图1,下弦杆211、腹杆212和斜杆213均为工字钢梁,下弦杆211具有上、下翼缘和腹板,工字钢梁便于加工和安装,并且能够提供较大的承载力和截面扭矩。
继续参见图1并结合图10,下弦杆211为多段工字钢梁以螺栓拼接连接,多段工字钢梁在端部焊接端板,端板预设螺栓孔,通过螺栓连接相邻的工字钢梁。预应力鱼腹梁下弦杆、腹杆与斜杆均采用工字钢截面,所有节点均采用螺栓连接,下弦杆采用多段工字钢梁拼接而成,工字钢梁尺寸模数依据桩间距而定,通过多段梁拼接,能够获得任意需要的梁单元21长度,现场可根据锚桩间距灵活布置,不再受限于锚桩法中桩间距过大而钢梁跨度不足的缺陷。
继续参见图1并结合图11,腹杆212底端以螺栓连接固定至下弦杆211,斜杆213两端以螺栓连接固定至下弦杆211和腹杆212。通过螺栓连接,只需事先在杆件端部焊接带孔端板即可,现场以螺栓快速装配,免去焊接操作的麻烦。
图12示出了核心节点1与梁单元21螺栓连接状态,梁单元21端部焊接带孔端板,通过螺栓连接,当然同时也通过下弦杆211的下翼缘与核心单元1的底钢板112螺栓连接,如图2所示。需要说明,图12中核心节点1仅是示意。
预应力鱼腹梁多应用于基坑支护工程,本发明首次将预应力鱼腹梁应用于锚桩法检测桩基承载力工程之中,并设置双向交叉的预应力鱼腹梁反力架。鱼腹式反力架构件可实现模数化生产,根据现场桩基的布置方式与间距拼接不同跨度的鱼腹梁,鱼腹式反力架可现场通过螺栓拼接,安装简便,鱼腹梁为格构式,构件截面尺寸小,重量轻,现场吊装成本低;可充分利用现场已有工程桩,无需另设锚桩,可对工程进行随机抽取试验桩进行承载力试验;鱼腹梁施加预应力,刚度较大,加载过程中只会产生微小变形,所有构件可重复利用,能够充分节约资源。
继续参见图13,本发明在上述预应力鱼腹式反力架的基础上提供一种桩基承载力检测装置,该装置采用上述的预应力鱼腹式反力架,还包括加载装置和拉杆装置,加载装置在桩基承载力检测时设置于试验桩的桩顶,并与核心节点相抵接;拉杆装置一端连接固定于反力梁的梁单元,另一端连接锚桩的桩顶。
加载装置例如可采用千斤顶,千斤顶下端抵接于试验桩的桩顶,可在试验桩的桩顶增设桩垫,以免加载时破坏桩头,千斤顶的上端抵接于核心节点。
结合图1,拉杆装置例如可包括枕头51和拉杆52,枕头51横跨梁单元21,并与两根拉杆52连接固定,两根拉杆52下端连接锚桩,可在锚桩的桩顶设置锚盘与拉杆52连接固定。
本发明的反力梁2优选包括四根梁单元21,四根梁单元21在核心节点1外围形成双向十字交叉型反力梁2,四根梁单元21分别通过拉杆装置连接固定于四根锚桩。双向十字交叉型预应力鱼腹梁通过核心节点连接,不仅能保证反力架能提供足够的反力,同时能保证反力架的稳定性,避免反力架在平面外失稳。
需要说明的是,锚桩可以是与试验桩相同,均为工程桩,也可以是为了检测试验而单独打设的锚桩,若工程桩允许则优先使用工程桩作为锚桩,现场根据实际情况而定。
继续结合图13,将本发明提供的桩基承载力检测装置应用在锚桩法检测桩基承载力试验中,包括:
第一,根据不同试验荷载以及桩间距选择不同跨度以及高度的鱼腹式反力架;
第二,现场拼装反力架,将反力架杆件与核心节点通过螺栓连接;
第三,将千斤顶置于试验桩正中心,使用支墩将拼装好的反力架进行临时支撑,将反力架四端与工程桩桩头钢筋锚固,此时核心节点与千斤顶油缸顶面间隔一定距离;
第四,将反力架两个方向的钢绞线穿过腹杆上的通孔以及核心节点预应力筋孔道,锚固端将钢绞线进行锚固,两个方向的张拉端同时张拉预应力钢绞线;
最后,预应力张拉完成后可进行加载试验,千斤顶油缸顶出与核心节点底面接触,根据加载设计要求逐级加载。
综上可见,本发明提供的预应力鱼腹式反力架结构简单、操作简便、低碳环保,与锚桩法相比,能有效解决锚桩法中桩间距过大而钢梁跨度不足的问题,在提供足够和稳定的反力的同时能够根据需要获得任意的跨度,满足现场使用需求,与堆载法相比,能有效解决堆载法中基坑较深堆载块堆放难度大和堆载块运输、倒运成本高的问题,且运输成本将大大降低,在节能环保方面具有极大的优势。
虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节,但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地,在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (6)
1.一种预应力鱼腹式反力架,其特征在于,包括:
核心节点(1),所述核心节点在桩基承载力检测时经由加载装置支撑于试验桩的桩顶;
反力梁(2),包括四根梁单元,所述四根梁单元以所述核心节点为中心对称布置于所述核心节点四周,形成双向十字交叉型反力梁,每个所述梁单元具有第一端和第二端,所述第一端连接固定于所述核心节点,所述第二端在桩基承载力检测时连接固定于锚桩的桩顶;
预应力组件(3),包括多根预应力筋,所述多根预应力筋中的每一根预应力筋穿过所述核心节点的上端,一端连接固定于其中一个梁单元的所述第二端,另一端连接固定于对称的另一个梁单元的所述第二端,并且所述预应力筋的一端和另一端至少其一作为张拉端;并且
所述核心节点(1)包括支撑基座和预应力筋基座,所述支撑基座在桩基承载力检测时支撑于加载装置上,所述多个梁单元的所述第一端连接固定于所述支撑基座侧面,所述预应力筋基座设置于所述支撑基座顶部,并且其上开设有预应力筋孔道,用于穿设多根预应力筋;
所述支撑基座为多腔体内嵌混凝土支撑基座,由顶钢板、底钢板、外侧钢板和内嵌钢板框架构成,多块内嵌钢板纵横交错组成内嵌钢板框架,相邻内嵌钢板之间形成内部腔体,顶钢板、底钢板、外侧钢板分别焊接固定于所述内嵌钢板框架外围,并且至少部分所述内部腔体中内嵌实心灌注混凝土;
所述预应力筋基座为可调节预应力筋基座,包括外筒和内筒,其中所述外筒侧壁在高度上预设有多排螺栓孔,所述内筒侧壁在高度上对应预设有至少一排螺栓孔,所述内筒通过螺栓插接固定在对应的螺栓孔中以获得预定的高度,所述预应力筋孔道开设在所述内筒侧壁的上部;
所述内嵌钢板框架为纵向、横向和竖向上均由两块内嵌钢板交错焊接形成的三层结构的内嵌钢板框架,所述实心灌注混凝土内嵌并充满中心的所述内部腔体,以及内嵌并充满底层中部的所述内部腔体。
2.根据权利要求1所述的预应力鱼腹式反力架,其特征在于:
所述外侧钢板上预设有螺栓孔,用于通过螺栓连接所述梁单元,并且对应所述螺栓孔在所述外侧钢板的内侧焊接有螺母,所述螺母预埋于所述实心灌注混凝土内。
3.根据权利要求1所述的预应力鱼腹式反力架,其特征在于:
所述反力梁(2)的多个梁单元均包括下弦杆、腹杆和斜杆,多根所述腹杆支撑于所述下弦杆上,并且多根所述腹杆自所述核心节点(1)向所述梁单元的所述第二端高度递减,所述腹杆顶端设置有通孔,用于穿设所述预应力组件(3),所述斜杆从所述腹杆的两侧支撑在所述腹杆和下弦杆之间。
4.根据权利要求3所述的预应力鱼腹式反力架,其特征在于:
所述下弦杆、腹杆和斜杆均为工字钢梁;
所述下弦杆为多段工字钢梁以螺栓拼接连接;
所述腹杆底端以螺栓连接固定至所述下弦杆;
所述斜杆两端以螺栓连接固定至所述下弦杆和所述腹杆。
5.一种桩基承载力检测装置,其特征在于,该装置采用如权利要求1至4任一项所述的预应力鱼腹式反力架,还包括加载装置和拉杆装置,其中
所述加载装置在桩基承载力检测时设置于试验桩的桩顶,并与所述核心节点相抵接;
所述拉杆装置一端连接固定于所述反力梁(2)的梁单元,另一端连接锚桩的桩顶。
6.一种基于权利要求5所述桩基承载力检测装置在锚桩法检测桩基承载力试验中的应用,包括:
S10,根据不同试验荷载以及桩间距选择不同跨度和高度的预应力鱼腹式反力架;
S20,现场拼装反力架,将反力梁与核心节点通过螺栓连接;
S30,将千斤顶置于试验桩桩顶正中心,将初步拼装的反力架进行临时支撑,并将反力梁远端与工程桩桩头钢筋锚固,核心节点与千斤顶间隔一定距离;
S40,将反力架两个方向的钢绞线穿过反力梁腹杆顶端的通孔以及核心节点预应力筋孔道,在锚固端将钢绞线进行锚固,两个方向的张拉端同时张拉预应力钢绞线;
S50,预应力张拉完成后进行加载试验,千斤顶油缸顶出与核心节点底面接触,根据加载要求逐级加载。
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