CN117030487B - 适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法及装置,方法包括:同步获取至少三个连续时间段的桩头直径位移变化、千斤顶行程位移变化、主梁与地面相对位移变化及静载荷试验的实测压力变化;根据获取的位移变化及压力变化,对至少所述三个连续时间段之间的桩头直径位移变化趋势、千斤顶行程位移变化趋势、主梁与地面相对位移变化趋势及实测压力变化趋势进行综合判断,并根据判断结果发出桩头破碎预警、支墩沉降不均预警、反力不足预警、千斤顶行程不够预警、油泵无液压油预警或千斤顶卡住预警。本发明解决了现有静载荷试验中针对压重反力平台各安全隐患的测试方式相互独立,缺少关联,缺乏整体控制的问题。

Description

适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法及装置
技术领域
本发明属于仪器仪表技术领域,涉及基桩及地基平板静载荷试验现场的安全防护,具体为一种适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法及装置。
背景技术
在地基工程检测中,静载试验作为确定基桩承载力、地基承载力的直接检测方法,现场检测极为常见,也是工程检测中重要的检测手段。压重反力平台作为单桩竖向抗压静载试验以及地基静载荷试验中提供反力的主要装置,也是静载荷现场试验的重要组成部分;同样,静载荷试验现场事故,绝大部分是与压重反力平台相关。
压重反力平台由支墩、主梁、次梁以及配重块搭建而成,不同的试验吨位压力反力平台的规格大小也不一样。而静载荷试验具备试验时间较长、试验吨位大、现场场地条件较恶劣等特点,在试验过程中由于天气变化、桩头破坏、钢梁老化等原因导致压重反力平台出现倾斜、侧翻安全事故的频次较高;给工程检测单位、施工单位造成人员财产损失的同时,也影响了静载试验进度。压重反力平台由于其体积规格较大,往往产生的破坏性也较大,导致产生的事故影响也较大。
在静载荷现场试验中,导致压重反力平台倾斜、侧翻主要原因是如下几种:
a.现场若支墩沉降不均,如试验过程中桩周附近不当开挖、支墩下地基处理不一致、下雨浸泡原因等导致两边支墩沉降不均匀,进而导致现场视验平台侧翻、垮塌的情况出现;
b.桩头破坏,可能因为桩头未进行处理或者处理后桩头强度不够等原因,导致静载荷试验过程中出现桩头破坏,进而导致试验平台垮塌,或者主、次梁损坏,千斤顶损坏等情况;
c.反力不足,主要原因为反力平台配重不够或严重偏心,反力平台压力不足时,油泵持续加压,从而出现千斤顶损坏、反力平台侧翻的情况;
d.多千斤顶并联使用时,若出现某个千斤顶卡住顶头无法上升,可能导致反力平台侧翻;
e.千斤顶行程不够时,不仅无法完成试验检测,同样会导致千斤顶继续加压后顶头损坏等情况发生。
针对上述可能导致压重反力平台倾斜、垮塌情况,进而出现现场检测事故或影响静载荷试验的器件损坏的因素,国内有部分学者做过单项或者多项的研究,情况如下:
a.针对桩头在试验过程中出现爆裂破坏的情况,往往是静载现场试验中试验桩头部位往往承受较高的竖向荷载(或水平荷载)和偏心荷载。按照规范要求,在静载荷试验之前,无论是灌注桩还是预制桩,需要对桩头进行处理,对于预制桩一般是采用箍头,或着混凝土填芯的方式对桩头进行处理;而灌注桩一般是浇筑桩头的方式进行处理,在凿除原桩身松散破碎层混凝土的基础上重新浇筑混凝土桩帽,待桩帽强度达到后再进行试验。针对桩头的处理,国内有相应的研究人员申请了相应的专利,如公开号CN206800481U的中国专利于2017年12月26日公开的静载桩头保护状装置及静载荷试验系统;公开号CN201473977U的中国专利于2010年5月19日公开的可拆装式灌注桩抗压静载桩头保护装置等。
b.针对支墩沉降不均、反力不足等情况,目前国内暂未有相应的检测方法和检测设备进行控制,现场试验时往往是通过现场进行支墩地基处理以及统计配重数量的方法进行处理。
c.针对千斤顶行程以及多千斤顶使用的情况,目前国内学者在张拉千斤顶上面有增加相应的位移测试,对千斤顶的行程达到控制的方式,如公开号CN110243319A的中国专利于2019年9月17日公开的一种推移千斤顶行程测量方法。
虽然国内外很多专家学者针对平台倾斜、侧翻可能影响问题提出如上的解决方案,但是在现场试验中采用上述解决方案同样存在如下问题:
a.桩头处理虽然在规范中明确处理,且存有相应的装置进行保护处理,如箍头等;但往往在现场检测过程中,由于工程的复杂性,以及施工的急迫性,分项开完,导致检测试桩并无时间和条件进行浇筑桩头处理,预制桩箍头现场安装需开挖出相应的桩头、截桩等操作处理,同样会影响试验工期增加成本,且箍头损坏概率较高;所以很多时候现场试验桩并未对桩头进行处理,或者进行了处理但是桩头的质量达不到要求,同样在静载荷试验过程中会出现爆桩头的情况,进而引发事故。针对此问题,有厂家通过算法的方式进行控制,但是这种间接方法对于桩头破坏体现还是存在可能错误以及时效性不足的问题和缺点。
b.支墩反力不均、反力不足,虽然现场地基处理以及统计配重数量的方法进行处理,但是往往现场通过砖渣或压实土进行处理处理支墩下地基,没有经过检验;且静载试验周期长,经常会受到地下水和雨水天气影响导致出现支墩沉降不均的情况出现,同样存在较大的安全隐患;而试验前对配重进行统计确认的方式,仅能确定配重块的数量,但是配重块在使用过程中同样存在破损、缺失等情况同样会导致配重不足的情况出现。目前国内外暂时无相应的检测装置和方法涉及;针对此类出现较多的危险情况,目前只能通过人工进行观察解决,劳神费力的同时危险性极高;
c.关于千斤顶行程的控制,静载荷试验中采用的千斤顶一般为带有角度校正正的千斤顶,且试验吨位较大,而上文中提到的千斤顶一般通过千斤顶侧边增加伸缩杆式位移传感器进行位移测试,一端固定在千斤顶身上,另一端固定在千斤顶的顶头上;而静载试验中多千斤顶并联使用时,要求千斤顶顶部和底部平整,且侧边式增加位移吊装容易损坏,而且现场需保证油嘴朝向外测可操作区域,增加位移现场较难安装千斤顶。
虽然针对静载荷试验过程中针对反力平台以及加载设备常见可能出现的问题存有一个或者多个测试方式,但是整体来说,保护大部分是靠人工进行干预,控制手段较落后,与现阶段使用的静载荷测试仪并无联系,效率较低。
发明内容
为克服上述现有技术的不足,本发明提供一种适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法及装置,用以解决现有静载荷试验中针对压重反力平台各安全隐患的测试方式相互独立,缺少关联,缺乏整体控制的问题。
根据本发明说明书的一方面,提供一种适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法,所述方法包括:
同步获取至少三个连续时间段的桩头直径位移变化、千斤顶行程位移变化、主梁与地面相对位移变化及静载荷试验的实测压力变化;
根据获取的位移变化及压力变化,对至少所述三个连续时间段之间的桩头直径位移变化趋势、千斤顶行程位移变化趋势、主梁与地面相对位移变化趋势及实测压力变化趋势进行综合判断,并根据判断结果发出桩头破碎预警、支墩沉降不均预警、反力不足预警、千斤顶行程不够预警、油泵无液压油预警或千斤顶卡住预警。
上述技术方案将针对压重反力平台各个安全测试项的数据与静载荷测试仪的测试数据相关联,同步获取压重反力平台的桩头直径位移变化、千斤顶行程位移变化、主梁与地面相对位移变化及静载荷试验的实测压力变化,并对各检测数据在连续多个时间段的变化趋势进行判断,确定是否存在压重反力平台安全风险及风险类型,进而发出对应的安全风险预警,实现对静载荷试验的严重反力平台安全风险的整体控制,保障静载荷试验现场的安全。
进一步地,所述连续时间段中,前一个时间段的终点与后一个时间段的起点相邻,且相邻两个时间段的时间点不重合。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
在桩头下方预设区域内布设若干第一传感器,用于获取桩头直径的位移变化;在主梁与地面之间布设若干第二传感器,用于获取主梁与地面的相对位移变化;以及在千斤顶上方承压板与底部承压板之间布设若干第三传感器,用于获取千斤顶行程的位移变化。
进一步地,若干所述第一传感器沿桩身均匀布设,且布设区域为自桩头顶部向下达桩径长度的区域内。若干所述第一传感器采用拉绳式位移传感器,环绕式安装在桩头顶部。
进一步地,若干所述第二传感器均匀布设在主梁与地面之间。若干所述第二传感器采用拉绳式位移传感器。在试验开始前分别记录各第二传感器的初始位移值,试验过程中记录各第二传感器的实时位移值,根据所述初始位移值及实时位移值得到相对位移变化。
进一步地,若干所述第三传感器采用拉绳式位移传感器。
当静载荷试验需要一个或者两个千斤顶时,安装两个拉绳式位移传感器。传感器安装靠近千斤顶,且两支传感器对称安装。
当静载荷试验需要大于两个千斤顶试验时,安装四个拉绳式位移传感器。传感器沿承压板四角位置安装,且尽可能靠近千斤顶安装。
作为进一步的技术方案,每个所述的第一传感器、第二传感器及第三传感器检测到的数据均单独进行判断。
进一步地,将每个传感器在一个时间段内检测到的数据的平均值记录为该传感器在当前时间段内的测试值。在进行连续多个时间段的数据比较时,利用每一传感器在各时间段内的数据平均值进行比较。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
若至少三分之二的第一传感器均检测到桩头直径的位移变化呈递增趋势,至少四分之一的第三传感器均检测到千斤顶行程的位移变化呈递减趋势,且静载荷试验的实测压力变化呈递减趋势,则发出桩头破碎预警。
进一步地,所述递增趋势是指对连续的多个时间段而言,后一个时间段的数据大于前一个时间段的数据,例如第N+1个时间段的数据大于第N个时间段的数据,第N个时间段的数据大于第N-1个时间段的数据。所述递减趋势是指对连续的多个时间段而言,后一个时间段的数据小于或等于前一个时间段的数据,例如第N+1个时间段的数据小于或等于第N个时间段的数据,第N个时间段的数据小于或等于第N-1个时间段的数据。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
若至少四分之一的第三传感器均检测到千斤顶行程的位移变化呈递增趋势,至少三分之一的第二传感器均检测到主梁与地面的相对位移变化呈递减趋势,则发出支墩沉降不均预警。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
若至少四分之三的第三传感器均检测到千斤顶行程的位移变化呈递增趋势,至少三分之二的第二传感器均检测到主梁与地面的相对位移变化呈递增趋势,且静载荷试验的实测压力变化符合第一压力递减规律,则发出反力不足预警。
进一步地,所述第一压力递减规律是指后一时间段的压力小于或等于预设比例的中间时间段的压力,且预设比例的中间时间段的压力小于或等于同样预设比例的前一时间段的压力。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
若任一第三传感器检测到千斤顶行程的位移变化在最近一个时间段内的值大于等于初始时间段内的值与预设值之和,则发出千斤顶行程不够预警。
进一步地,所述预设值是指开始试验时千斤顶预留初始值减去预设数值后的值。这里的预设数值根据实际情况设定。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
若任一第二传感器检测到主梁与地面的相对位移变化符合第一相对位移递减规律,且静载荷试验的实测压力变化符合第二压力递减规律,则发出油泵无液压油预警。
进一步地,所述第一相对位移递减规律是指后一时间段的相对位移小于或等于预设比例的中间时间段的相对位移,且预设比例的中间时间段的相对位移小于或等于同样预设比例的前一时间段的相对位移。这里的预设比例的取值范围为0.95-1.05。
进一步地,所述第二压力递减规律是指后一时间段的压力小于或等于预设比例的中间时间段的压力,且预设比例的中间时间段的压力小于或等于同样预设比例的前一时间段的压力。所述第二压力递减规律与第一压力递减规律的区别在于预设比例不同。
作为进一步的技术方案,所述方法还包括:
在多千斤顶使用的情况下,若至少一个第三传感器检测到千斤顶行程的位移变化呈递增趋势,至少一个第三传感器检测到千斤顶行程的位移变化呈递减趋势,且至少一个第二传感器检测到主梁与地面的相对位移变化呈递增趋势,至少一个第二传感器检测到主梁与地面的相对位移变化呈递减趋势,则发出千斤顶卡住预警。
根据本发明说明书的一方面,提供一种适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警装置,包括同步工作的位移采集模块和静载荷测试仪,其中,
所述位移采集模块,用于采集桩头直径的位移变化、主梁与地面的相对位移变化及千斤顶行程的位移变化;
所述静载荷测试仪,用于获取静载荷试验的实测压力变化,并根据所述实测压力变化及接收的位移变化,对至少三个连续时间段之间的桩头直径位移变化趋势、千斤顶行程位移变化趋势、主梁与地面相对位移变化趋势及实测压力变化趋势进行综合判断,并根据判断结果发出桩头破碎预警、支墩沉降不均预警、反力不足预警、千斤顶行程不够预警、油泵无液压油预警或千斤顶卡住预警。
进一步地,所述位移采集模块包括:若干第一传感器,布设在桩头下方预设区域内,用于获取桩头直径的位移变化;若干第二传感器,布设在主梁与地面之间,用于获取主梁与地面的相对位移变化;若干第三传感器,布设在千斤顶上方承压板与底部承压板之间,用于获取千斤顶行程的位移变化。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明将针对压重反力平台各个安全测试项的数据与静载荷测试仪的测试数据相关联,同步获取压重反力平台的桩头直径位移变化、千斤顶行程位移变化、主梁与地面相对位移变化及静载荷试验的实测压力变化,并对各检测数据在连续多个时间段的变化趋势进行判断,确定是否存在压重反力平台安全风险及风险类型,进而发出对应的安全风险预警,且预警同时控制静载试验不继续进行,从而实现对静载荷试验的严重反力平台安全风险的整体控制,保障静载荷试验现场的安全。
本发明通过对试桩桩头的变形测试,对预制桩以及灌注桩的桩头直径变化进行实时监测,有效的通过桩头直径变化测试出桩头破坏前期的情况,并结合千斤顶行程位移变化趋势及静载荷试验的实测压力变化趋势,进行桩头破碎预警,同时避免了现场千斤顶损坏,也避免了影响反力平台稳定性的情况出现。
本发明通过主梁与地面的相对位移变化趋势,结合千斤顶行程位移变化趋势和静载荷试验的实测压力变化趋势,对现场反力平台是否出现倾斜症状、反力是否充足等情况进行充分的评判,判断方法简单且实用。
本发明通过对千斤顶的行程监测,可实时测试出千斤顶行程,以避免千斤顶行程不够造成的安全风险,同时,多个千斤顶的情况中,不同传感器的数值可以体现不同的试验问题,如多千斤顶并联时存有单个千斤顶无法顶升问题、千斤顶严重偏心的情况等,均可直接判断出来,达到保护试验千斤顶,且对试验反力平台进行保护的目的。
本发明的位移采集模块配合静载荷测试仪使用无线方式进行连接使用,测试简单,静载荷测试仪可设置每个位移通道的测试对象,可对数据进行平均、剃异常值等处理,并形成实时反力平台的架构图,提高现场静载试验检测效率的同时,为现场检测安全提供了极大的便捷性,也是现场检测中的有效手段和方法。
附图说明
图1为根据本发明实施例的适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法的流程示意图。
图2为根据本发明实施例的第一传感器安装示意图。
图3为根据本发明实施例的第二传感器安装示意图。
图4为根据本发明实施例的第三传感器安装示意图。
图5为根据本发明实施例的位移采集模块示意图。
图6为根据本发明实施例的多位移信号电路示意图。
图7为根据本发明实施例的适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警装置示意图。
实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,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所述特征。在本发明的描述中,“若干”的含义是一个或多个,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;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。
本发明提供一种适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法,通过对测试桩头、主梁与地面的距离变化、千斤顶行程进行检测,利用静载荷测试仪对检测信号进行分项获取,并结合静载荷试验的实测压力进行综合判断和整体控制,保障静载荷试验现场的安全。进一步地,结合前述方法,提供一种测试装置,与静载荷试验同步检测,对本方法提供可实施化的手段。
所述适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法,如图1所示,包括如下步骤:
步骤1,同步获取至少三个连续时间段的桩头直径位移变化、千斤顶行程位移变化、主梁与地面相对位移变化及静载荷试验的实测压力变化。
需要说明的是,连续时间段指的是连续的多个时间段,如第i-1个10秒、第i个10秒、第i+1个10秒等。其中,第i-1个10秒的终点时刻与第i个10秒的起点时刻相邻,第i个10秒的终点时刻与第i+1个10秒的起点相邻。举例而言,在连续的3个10秒时间段内,第2个10秒的起点时刻可以从第11秒开始,也可以从第11秒以后的任一时刻开始;同理,第3个10秒的起点时刻可以从第21秒开始,也可以从第21秒以后的任一时刻开始,只要第1个10秒与第2个10秒之间的间隔时间、第2个10秒与第3个10秒之间的间隔时间相同即可。
具体地,桩头直径位移变化、千斤顶行程位移变化、主梁与地面相对位移变化均由传感器检测得到,而静载荷试验的实测压力变化则由静载荷测试仪获得。
需要说明的是,针对处理过或者未处理的桩头,在试验过程中出现爆桩头的情况产生并不是一瞬间产生的,往往是在试验过程中桩头部分承受较大的集中荷载,桩头及保护装置强度不够产生破坏,由于桩头加固过程中含有钢筋,爆桩头时破坏形式为劈裂劈坏;而且往往是从一个破环点发散延伸至多点个点破坏,最后导致桩头整体破坏垮掉。
发明人通过对桩头破坏过程的研究,发现桩头部分区域的桩径随着破坏的进行会表现出逐步增大的情况;针对此情况,本发明在桩头下一定区域内设置若干位移传感器,来测试桩径变化过程。
在一种实施方式中,为获取桩头直径位移变化,在桩头下方预设区域内布设三个第一传感器,如图2所示。其中,三个所述第一传感器均采用拉伸式位移传感器。每个拉绳式位移传感器均环绕式安装至桩头顶部,来测试桩头顶部直径变化。
可选地,三个拉伸式位移传感器沿桩身轴向均匀布设,且布设区域为自桩头顶部向下达桩径长度的区域内。仅以示例说明,若桩径为D,则布设区域为自桩顶沿桩身向下D距离的区域。
需要说明的是,在静载荷试验现场,平台反力不足,或者反力勉强足够但反力平台与千斤顶存在偏心情况,或者支墩垮塌、主梁梁体出现承载能力不足等情况,均可能导致平台侧翻,发明人通过对平台侧翻的原因进行分析发现,平台侧翻不是一个短时间爆发的情况,而是一个渐进变化的过程。其中,在平台侧翻的过程中,主梁的形态位置发生变化是一个关键点,可对其变化过程进行监测,并将监测结果作为判断条件之一,用于压重反力平台的整体安全预警判断。
在一种实施方式中,为获取主梁与地面相对位移变化,在地面和主梁之前增加三个第二传感器,这些传感器与静载荷试验测试同步检测,如图3所示。第二传感器采用拉绳式位移传感器实现。
具体测量过程进一步包括:在试验开始前分别记录三只位移传感器的位移值为、/>、/>;试验过程中记录三只位移传感器的位移实时值为/>、/>、/>;记录相对位移变化值如下:/>
其中,1i代表的是1#传感器的实时读数值;2i代表的是2#传感器的实时读数值;3i代表的是3#传感器的实时读数值。
记录的这些相对位移变化值作为判断条件之一用于整体的安全风险预警判断。
需要说明的是,目前在桥梁张拉中,可以使用带有记录千斤顶行程的千斤顶,其通过在传感器周边以及顶头位置安装伸缩杆式位移的方式实现。而在地基和桩基试验中,需要千斤顶头部或者底部平整,且多台千斤顶并联使用时,千斤顶的空间有限,使用前述千斤顶存在安装困难的问题。发明人针对此问题进行现场分析以及研究发现,千斤顶的伸出量,可以通过千斤顶底部承压板与千斤顶顶头部位承压板距离变化来测量。
在一种实施方式中,为获取千斤顶行程位移变化,在千斤顶底部承压板与千斤顶顶头部位承压板之间设置第三传感器距离变化来测量,如图4所示。其中,传感器线头一端接在千斤顶底部承压板(无承压板则为试验对象顶部,千斤顶底部),一端接在千斤顶上方承压板上(无承压板则为直接接触主梁)。
可选地,当静载荷试验需要一个或者两个千斤顶时,安装两个拉绳式位移传感器。传感器安装应靠近千斤顶,且两支传感器对称安装,靠近千斤顶是尽可能避免承压板变形导致的影响。
可选地,当静载荷试验需要大于两个千斤顶试验时,安装四个拉绳式位移传感器。传感器沿承压板四角位置安装,且尽可能靠近千斤顶安装。
在静载荷试验开始前,可记录位移传感器的初始数值,并通过直尺量测千斤顶的顶头伸出值,以通过静载荷测试仪控制千斤顶的剩余行程。
在本发明实施方式中,静载荷试验的实测压力变化由静载荷测试仪实时获取。
步骤2,根据获取的位移变化及压力变化,对至少所述三个连续时间段之间的桩头直径位移变化趋势、千斤顶行程位移变化趋势、主梁与地面相对位移变化趋势及实测压力变化趋势进行综合判断,并根据判断结果发出桩头破碎预警、支墩沉降不均预警、反力不足预警、千斤顶行程不够预警、油泵无液压油预警或千斤顶卡住预警。
作为一种实施方式,根据桩头直径位移A1、A2、A3,千斤顶行程位移B1、B2、B3、B4,主梁与地面的相对位移C1、C2、C3,以及静载试验的实时测试压力Q,对三个连续时间段之间的桩头直径位移变化趋势、千斤顶行程位移变化趋势、主梁与地面相对位移变化趋势及实测压力变化趋势进行综合判断,具体过程包括:
定义第一个10s内的桩头直径位移计录平均数值为A1-1、A2-1、A3-1;千斤顶行程位移平均数值为B1-1、B2-1、B3-1、B4-1;主梁与地面相对位移平均数值为C1-1、C2-1、C3-1;静载荷测试仪实测压力平均值Q1。
定义第二个10s内的桩头直径位移计录平均数值为A1-2、A2-2、A3-2;千斤顶行程位移平均数值为B1-2、B2-2、B3-2、B4-2;主梁与地面相对位移平均数值为C1-2、C2-2、C3-2;静载荷测试仪实测压力平均值Q2。
定义第三个10s内的桩头直径位移计录平均数值为A1-3、A2-3、A3-3;千斤顶行程位移平均数值为B1-3、B2-3、B3-3、B4-3;主梁与地面相对位移平均数值为C1-3、C2-3、C3-3;静载荷测试仪实测压力平均值Q3。
根据上述出现的数据记录,定义AX-1、AX-2、AX-3分别代表第1个、第2个、第3个10s的桩头直径位移记录数据,X分别代表1、2、3号位移传感器。BY-1、BY-2、BY-3、BY-4分别代表第1个、第2个、第3个10s的千斤顶行程位移记录数据,Y分别代表1、2、3、4号位移传感器,BY-0为数值初值。CZ-1、CZ-2、CZ-3分别代表第1个、第2个、第3个10s的主梁与地面位移记录数据,Z分别代表1、2、3号位移传感器。Q1、Q2、Q3分别代表第1个、第2个、第3个10s内静载荷测试仪的压力测试平均值。
判断试验异常及数据正常情况如表1所示:
表1 试验异常及数据正常情况判断逻辑表
结合上述安全预警方法,配套的位移采集模块主要对上述传感器信息进行收集,并且将信号按照固定的方式传递至静载荷测试仪中,如图7所示。
位移采集模块的构成如图5所示。所述位移采集模块采用无线方式与静载仪前端机进行连接。
所述位移采集模块主要由可充电池、充电管理电路、单片机、无线模块、天线以及多位移信号电路(32路)组成。如图6所示,各传感器的位移信号通过多位信号电路进行采集,单片机进行按次序获取,并传送给无线模块,发送道指定的静载仪前端机上。
单片机按次序获取,是指单片机按照位移接口顺序进行实时采集,如1、2、3、4位移接口连接,则依次获取1、2、3、4位移接口的信号;若1、2、6、8接口连接位移,则依次获取1、2、6、8接口位移。
所述位移采集模块的电量信息同样由单片机获取充电电池的电量,同步发送至静载仪前端机。
静载荷测试仪和压重反力平台的位移采集模块进行联动控制,实现静载试验全过程中对压重反力平台的控制测试。
通过上述压重反力平台安全的预警方法以及配套的传感器和设备,可最大可能性降低地基和桩基静载试验中因反力平台倾斜、倾覆导致现场检测的工程质量事故的出现,以及保护现场试验机械和设备安全。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (8)

1.适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法,其特征在于,所述方法包括:
同步获取至少三个连续时间段的桩头直径位移变化、千斤顶行程位移变化、主梁与地面相对位移变化及静载荷试验的实测压力变化;其中,在桩头下方预设区域内布设若干第一传感器,用于获取桩头直径的位移变化;在主梁与地面之间布设若干第二传感器,用于获取主梁与地面的相对位移变化;以及在千斤顶上方承压板与底部承压板之间布设若干第三传感器,用于获取千斤顶行程的位移变化;
根据获取的位移变化及压力变化,对至少所述三个连续时间段之间的桩头直径位移变化趋势、千斤顶行程位移变化趋势、主梁与地面相对位移变化趋势及实测压力变化趋势进行综合判断,并根据判断结果发出桩头破碎预警、支墩沉降不均预警、反力不足预警、千斤顶行程不够预警、油泵无液压油预警或千斤顶卡住预警;其中,若至少三分之二的第一传感器均检测到桩头直径的位移变化呈递增趋势,至少四分之一的第三传感器均检测到千斤顶行程的位移变化呈递减趋势,且静载荷试验的实测压力变化呈递减趋势,则发出桩头破碎预警。
2.根据权利要求1所述适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法,其特征在于,每个所述的第一传感器、第二传感器及第三传感器检测到的数据均单独进行判断。
3.根据权利要求1所述适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法,其特征在于,所述方法还包括:
若至少四分之一的第三传感器均检测到千斤顶行程的位移变化呈递增趋势,至少三分之一的第二传感器均检测到主梁与地面的相对位移变化呈递减趋势,则发出支墩沉降不均预警。
4.根据权利要求1所述适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法,其特征在于,所述方法还包括:
若至少四分之三的第三传感器均检测到千斤顶行程的位移变化呈递增趋势,至少三分之二的第二传感器均检测到主梁与地面的相对位移变化呈递增趋势,且静载荷试验的实测压力变化符合第一压力递减规律,则发出反力不足预警。
5.根据权利要求1所述适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法,其特征在于,所述方法还包括:
若任一第三传感器检测到千斤顶行程的位移变化在最近一个时间段内的值大于等于初始时间段内的值与预设值之和,则发出千斤顶行程不够预警。
6.根据权利要求1所述适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法,其特征在于,所述方法还包括:
若任一第二传感器检测到主梁与地面的相对位移变化符合第一相对位移递减规律,且静载荷试验的实测压力变化符合第二压力递减规律,则发出油泵无液压油预警。
7.根据权利要求1所述适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警方法,其特征在于,所述方法还包括:
在多千斤顶使用的情况下,若至少一个第三传感器检测到千斤顶行程的位移变化呈递增趋势,至少一个第三传感器检测到千斤顶行程的位移变化呈递减趋势,且至少一个第二传感器检测到主梁与地面的相对位移变化呈递增趋势,至少一个第二传感器检测到主梁与地面的相对位移变化呈递减趋势,则发出千斤顶卡住预警。
8.适用于静载荷试验的压重反力平台安全预警装置,其特征在于,包括同步工作的位移采集模块和静载荷测试仪,其中,
所述位移采集模块,用于采集桩头直径的位移变化、主梁与地面的相对位移变化及千斤顶行程的位移变化;其中,在桩头下方预设区域内布设若干第一传感器,用于获取桩头直径的位移变化;在主梁与地面之间布设若干第二传感器,用于获取主梁与地面的相对位移变化;以及在千斤顶上方承压板与底部承压板之间布设若干第三传感器,用于获取千斤顶行程的位移变化;
所述静载荷测试仪,用于获取静载荷试验的实测压力变化,并根据所述实测压力变化及接收的位移变化,对至少三个连续时间段之间的桩头直径位移变化趋势、千斤顶行程位移变化趋势、主梁与地面相对位移变化趋势及实测压力变化趋势进行综合判断,并根据判断结果发出桩头破碎预警、支墩沉降不均预警、反力不足预警、千斤顶行程不够预警、油泵无液压油预警或千斤顶卡住预警;其中,若至少三分之二的第一传感器均检测到桩头直径的位移变化呈递增趋势,至少四分之一的第三传感器均检测到千斤顶行程的位移变化呈递减趋势,且静载荷试验的实测压力变化呈递减趋势,则发出桩头破碎预警。
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