樁基模型試驗用橫豎向加載裝置製造方法
2023-06-01 21:46:46 3
樁基模型試驗用橫豎向加載裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，包括模型箱，所述的模型箱內裝有與樁基施工現場土質相同的砂土，所述的模型箱的頂端設置有定位裝置，定位裝置調整模型樁在模型箱內的壓樁位置，豎向加載裝置對模型樁施加豎向載荷，所述的橫向加載裝置對模型樁施加橫向載荷。本實用新型包括橫向加載裝置及豎向加載裝置，能夠同時對模型樁進行橫向加載試驗和豎向加載試驗，儘可能的模擬樁基的真實受力情況，同時採用電動缸對模型樁施加載荷，保證加載精度，可精確控制加載速度和加載荷載的大小，滿足不同的試驗要求。
【專利說明】粧基模型試驗用橫豎向加載裝置
[0001]【技術領域】:
[0002]本實用新型屬於建築樁基試驗用設備【技術領域】，具體涉及一種樁基模型試驗用橫豎向加載裝置。
[0003]【背景技術】:
[0004]隨著我國城市化進程的不斷推進，城市面積不斷擴大，這就導致大量的土層較鬆軟的土地也被用作建設用地，而隨著城市建築在不斷的增高，鬆軟土層已經不能作為建築地基來使用，為此，建築行業出現樁基礎，即將預應力混凝土樁打入土層深處作為建築地基來使用，這種樁基礎，能夠滿足建築地基所需的承載力及變形要求，解決在土層鬆軟土地上建設高層建築的問題。
[0005]但是，建築樁基所承受的荷載不僅僅是靜載，還承受地震荷載、風暴荷載、機械荷載、風荷載等水平荷載作用。因此，在對一些重大建築物的樁基進行承載力設計時，必須考慮有關靜力荷載要求和水平荷載要求。通過樁基試驗，研究樁打入土層後的樁一土共同作用機理，能夠有效的反應樁基的受力情況，在保證樁基質量的情況下，儘可能的減少樁的用量，能夠有效的降低建築成本。因此，樁基試驗對建築樁基設計起著至關重要的作用。
[0006]由於樁基的現場原位試驗需要耗費大量人力、物力、財力，另外試驗場地條件等複雜因素對試驗的影響很大，常常導致試驗結果可靠性太低。故現階段，樁基模型試驗作為科研人員研究樁基作用機理的一個有效方法越來越受到專家學者的重視。而樁基模型試驗用的加載裝置是實現樁基研究目的的一個重要前提。現有的樁基模型試驗用的加載裝置存在的不足之處在於:(I)現有加載裝置只有豎向加載裝置，缺少橫向加載裝置，不能充分對模型樁的受力進行研究；(2)現有的加載裝置是通過砝碼或電機等給樁基施加載荷，加載不均，精度較低，穩定性不足。
[0007]實用新型內容:
[0008]綜上所述，為了克服現有技術問題的不足，本實用新型提供了一種樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，它包括橫向加載裝置及豎向加載裝置，能夠同時對模型樁進行橫向加載試驗和豎向加載試驗，儘可能的模擬樁基的真實受力情況，同時採用電動缸對模型樁施加載荷，保證加載精度，可精確控制加載速度和加載荷載的大小，滿足不同的試驗要求。
[0009]為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案為:
[0010]一種樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其中:包括模型箱、橫向加載裝置、定位裝置、豎向加載裝置及模型樁，所述的模型箱內裝有與樁基施工現場土質相同的砂土，所述的模型箱的頂端設置有定位裝置，所述的定位裝置調整模型樁在模型箱內的壓樁位置，所述的豎向加載裝置對模型樁施加豎向載荷，所述的橫向加載裝置對模型樁施加橫向載荷。
[0011]進一步，所述的定位裝置包括底託、豎嚮導軌、上縱嚮導軌、上水平導軌、上豎向滑塊、上水平滑塊及上縱向滑塊，底託設置在模型箱頂端四角，豎嚮導軌的下端固定在底託上，上豎向滑塊為可鎖緊滑塊，上豎向滑塊沿豎嚮導軌上下移動，且能夠與豎嚮導軌鎖緊，上縱嚮導軌的兩端與上豎向滑塊連接，上縱向滑塊沿上縱嚮導軌移動，且能夠與上縱嚮導軌鎖緊，上水平導軌的兩端與上縱向滑塊連接，上水平滑塊沿上水平導軌移動。
[0012]進一步，所述的豎向加載裝置包括豎向電動缸，豎向電動缸與調平板連接，調平板設置在上水平滑塊上，豎向電動缸的活塞杆與加載平臺板通過球鉸鉸接，加載平臺板設置在下縱向滑塊的底端，下縱向滑塊沿下縱嚮導軌移動，下縱嚮導軌的兩端與下水平滑塊連接，下水平滑塊沿下水平導軌移動，下水平導軌的兩端與下豎向滑塊連接，下豎向滑塊沿豎嚮導軌移動，所述的加載平臺板下端與模型樁的上端通過半球鉸鉸接。
[0013]進一步，所述的加載平臺板的下端固定有豎向力傳感器。
[0014]進一步，所述的調平板上設置有調整頂絲。
[0015]進一步，所述的加載平臺板上設置有鎖緊頂絲。
[0016]進一步，所述的橫向加載裝置包括加載小車，加載小車沿加載軌道移動，加載軌道固定在實驗室牆體上，橫向電動缸設置在加載小車上，橫向電動缸的活塞杆的端部通過鋼絞線與模型樁連接。
[0017]進一步，所述的橫向電動缸的伸縮杆上設置有橫向力傳感器。
[0018]進一步，所述的加載軌道包括垂直軌道、水平軌道及加載滑塊，所述的垂直軌道固定在實驗室牆體上，加載滑塊沿垂直軌道移動，垂直軌道固定在加載滑塊上，加載小車沿垂直軌道移動。
[0019]進一步，所述的加載滑塊上設置有固定裝置。
[0020]本實用新型的有益效果為:
[0021 ] 1、本實用新型包括橫向加載裝置及豎向加載裝置，能夠同時對模型樁進行橫向加載試驗和豎向加載試驗，儘可能的模擬樁基的真實受力情況，同時採用電動缸對模型樁施加載荷，保證加載精度，可精確控制加載速度和加載荷載的大小，滿足不同的試驗要求。
[0022]2、本實用新型設置有定位裝置，定位裝置能夠調整模型樁在模型箱內的壓入位置，可實現在模型箱中不同位置對模型樁進行加載試驗，具有很好的靈活性。
[0023]3、本實用新型的豎向電動缸設置在調平板上，調平板與上水平滑塊通過螺栓連接，且調平板上設置調整頂絲，通過調整頂絲可調整調平板的水平度，從而調整豎向電動缸及其活塞杆的垂直度，達到向模型樁施加豎向不同角度的力，能夠調整模型樁的壓入角度。
[0024]4、本實用新型的加載平臺板的下端固定有豎向力傳感器，橫向電動缸的伸縮杆上設置有橫向力傳感器，從而能夠精確控制向模型樁加載的豎向力及橫向力的大小，提高加載精度。
[0025]5、本實用新型通過豎向電動缸及橫向電動缸向模型樁施加豎向力及橫向力，電動缸易於控制，能夠精確控制加載速度，加載穩定，能夠有效的保證加載精度及加載力的大小，保證模型樁加載的穩定性。
[0026]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0027]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0028]圖2為本實用新型的圖1的左視示意圖；
[0029]圖3為本實用新型的調平板的結構示意圖。
[0030]【具體實施方式】:
[0031]下面結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0032]如圖1、2、3所示，一種樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，包括模型箱1、橫向加載裝置、定位裝置、豎向加載裝置及模型樁2，所述的模型箱I內裝有與樁基施工現場土質相同的砂土 3，所述的模型箱I的頂端設置有定位裝置，所述的定位裝置調整模型樁2在模型箱I內的壓樁位置，所述的定位裝置包括底託4、豎嚮導軌5、上縱嚮導軌6、上水平導軌7、上豎向滑塊8、上水平滑塊9及上縱向滑塊10，底託4設置在模型箱I頂端四角，豎嚮導軌5的下端固定在底託4上，上豎向滑塊8為可鎖緊滑塊，上豎向滑塊8沿豎嚮導軌5上下移動，且能夠與豎嚮導軌5鎖緊，上縱嚮導軌6的兩端與上豎向滑塊8連接，上縱向滑塊10沿上縱嚮導軌6移動，且能夠與上縱嚮導軌6鎖緊，上水平導軌7的兩端與上縱向滑塊10連接，上水平滑塊9沿上水平導軌7移動。
[0033]所述的豎向加載位置對模型樁2施加豎向載荷，所述的豎向加載裝置包括豎向電動缸11，豎向電動缸11與調平板12連接，調平板12設置在上水平滑塊9上，調平板12上設置有調整頂絲22，豎向電動缸11的活塞杆與加載平臺板13通過球鉸14鉸接，加載平臺板13上設置有鎖緊頂絲23，加載平臺板13設置在下縱向滑塊15的底端，加載平臺板13的下端固定有豎向力傳感器21，下縱向滑塊15沿下縱嚮導軌16移動，下縱嚮導軌16的兩端與下水平滑塊17連接，下水平滑塊17沿下水平導軌18移動，下水平導軌18的兩端與下豎向滑塊19連接，下豎向滑塊19沿豎嚮導軌5移動，所述的加載平臺板13下端與模型樁2的上端通過半球鉸20鉸接。
[0034]所述的橫向加載裝置對模型樁2施加橫向載荷,橫向加載裝置包括加載小車24,加載小車24沿加載軌道移動,所述的加載軌道包括垂直軌道29、水平軌道30及加載滑塊31,所述的垂直軌道29固定在實驗室牆體25上,加載滑塊31沿垂直軌道29移動，垂直軌道29固定在加載滑塊31上，加載小車24沿垂直軌道29移動，橫向電動缸26設置在加載小車24上，橫向電動缸26的活塞杆的端部通過鋼絞線27與模型樁2連接，橫向電動缸26的伸縮杆上設置有橫向力傳感器28，所述的加載滑塊31上設置有固定裝置32。
[0035]使用時，通過調整上水平滑塊9的位置及上縱向滑塊10的位置，來達到調整模型樁2在模型箱I內的壓樁位置，調整好壓樁位置後，鎖緊上水平滑塊9及上縱向滑塊10，然後根據模型樁2的長度，調整上豎向滑塊8的位置，調整完畢後鎖緊上豎向滑塊8，將模型樁2通過半球鉸20與加載平臺的下端連接，啟動豎向電動缸11，豎向電動缸11將模型樁2恆速壓入模型箱I內，壓入設定深度後保持該位置，實現恆定豎向荷載的靜載試驗。
[0036]模型樁2壓入到指定位置後，根據其在模型箱I中位置調整好橫向加載裝置的加載小車24的位置，然後通過鋼絞線27將橫向電動缸26的伸縮杆與模型樁2連接，啟動橫向電動缸26,橫向電動缸26的伸縮杆拉動模型樁2,對模型樁2進行橫向加載試驗。
[0037]本實用新型的縱向電動缸固定在調平板12上，調平板12與上水平滑塊9通過螺栓連接，且調平板12上設置調整頂絲22，通過調整頂絲22可調整調平板12的水平度，調整頂絲22與球鉸14相互配合，從而調整豎向電動缸11及其活塞杆的垂直度，達到向模型樁2施加豎向不同角度的加載力，能夠調整模型樁2的壓入角度，調整頂絲22調整完畢後，通過鎖緊頂絲23鎖緊加載平臺板13，從而鎖定施加豎向力的施加角度。
[0038]要說明的是，上述實施例是對本實用新型技術方案的說明而非限制，所屬【技術領域】普通技術人員的等同替換或者根據現有技術而做的其它修改，只要沒超出本實用新型技術方案的思路和範圍，均應包含在本實用新型所要求的權利範圍之內。
【權利要求】
1.一種樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其特徵在於:包括模型箱(I)、橫向加載裝置、定位裝置、豎向加載裝置及模型樁(2)，所述的模型箱(I)內裝有與樁基施工現場土質相同的砂土(3)，所述的模型箱(I)的頂端設置有定位裝置，所述的定位裝置調整模型樁(2)在模型箱(I)內的壓樁位置，所述的豎向加載裝置對模型樁(2)施加豎向載荷，所述的橫向加載裝置對模型樁(2)施加橫向載荷。
2.根據權利要求1所述的樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其特徵在於:所述的定位裝置包括底託(4)、豎嚮導軌(5)、上縱嚮導軌(6)、上水平導軌(7)、上豎向滑塊(8)、上水平滑塊(9)及上縱向滑塊(10)，底託(4)設置在模型箱(I)頂端四角，豎嚮導軌(5)的下端固定在底託(4)上，上豎向滑塊(8)為可鎖緊滑塊，上豎向滑塊(8)沿豎嚮導軌(5)上下移動，且能夠與豎嚮導軌(5)鎖緊，上縱嚮導軌(6)的兩端與上豎向滑塊(8)連接，上縱向滑塊(10)沿上縱嚮導軌(6)移動，且能夠與上縱嚮導軌(6)鎖緊，上水平導軌(7)的兩端與上縱向滑塊(10 )連接，上水平滑塊(9 )沿上水平導軌(7 )移動。
3.根據權利要求2所述的樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其特徵在於:所述的豎向加載裝置包括豎向電動缸(11)，豎向電動缸(11)與調平板(12)連接，調平板(12)設置在上水平滑塊(9)上，豎向電動缸(11)的活塞杆與加載平臺板(13)通過球鉸(14)鉸接，加載平臺板(13)設置在下縱向滑塊(15)的底端，下縱向滑塊(15)沿下縱嚮導軌(16)移動，下縱嚮導軌(16)的兩端與下水平滑塊(17)連接，下水平滑塊(17)沿下水平導軌(18)移動，下水平導軌(18)的兩端與下豎向滑塊(19)連接，下豎向滑塊(19)沿豎嚮導軌(5)移動，所述的加載平臺板(13 )下端與模型樁(2)的上端通過半球鉸(20)鉸接。
4.根據權利要求3所述的樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其特徵在於:所述的加載平臺板(13)的下端固定有豎向力傳感器(21)。
5.根據權利要求3所述的樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其特徵在於:所述的調平板(12 )上設置有調整頂絲(22 )。
6.根據權利要求3所述的樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其特徵在於:所述的加載平臺板(13)上設置有鎖緊頂絲(23)。
7.根據權利要求1所述的樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其特徵在於:所述的橫向加載裝置包括加載小車(24)，加載小車(24)沿加載軌道移動，加載軌道固定在實驗室牆體(25)上,橫向電動缸(26)設置在加載小車(24)上,橫向電動缸(26)的活塞杆的端部通過鋼絞線(27)與模型樁(2)連接。
8.根據權利要求7所述的樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其特徵在於:所述的橫向電動缸(26)的伸縮杆上設置有橫向力傳感器(28)。
9.根據權利要求7所述的樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其特徵在於:所述的加載軌道包括垂直軌道(29)、水平軌道(30)及加載滑塊(31)，所述的垂直軌道(29)固定在實驗室牆體(25 )上，加載滑塊(31)沿垂直軌道(29 )移動，垂直軌道(29 )固定在加載滑塊(31)上，加載小車(24)沿垂直軌道(29)移動。
10.根據權利要求9所述的樁基模型試驗用橫豎向加載裝置，其特徵在於:所述的加載滑塊(31)上設置有固定裝置(32)。
【文檔編號】E02D33/00GK204185888SQ201420380933
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】鄭華茂, 蔣敏敏, 鄭雲鵬, 萬擁軍, 朱亮亮, 吳江龍 申請人:鄭州大學