靜載試驗反力結構及靜載試驗系統的製作方法

2024-02-28 15:01:15

本發明涉及建築工程領域，具體而言，涉及一種靜載試驗反力結構。本發明還涉及一種具備該靜載試驗反力結構的靜載試驗系統。

背景技術：

基樁工程質量的好壞主要取決於兩個因素，即承載能力與樁身質量。樁承載力的準確測試對於各類建築物基礎設計乃至上部結構的設計都起著舉足輕重的作用。

靜載試驗是測試建築工程樁的承載能力的試驗。樁的靜載試驗就是以一固定時間段的沉降量作為穩定標準，通過施加不同大小的荷載，然後通過架設於樁頂的位移表測得樁身的沉降量，從而得出荷載與沉降量的關係曲線，通過試驗數據的判讀來確定樁的承載能力。

現有的靜載試驗分為錨樁法和堆載法。堆載法的反力結構(提供作用於試驗狀的荷載的結構)的設置方式為：在樁頂使用鋼梁設置的承重平臺和平臺上堆重物，依靠放在樁頭上的千斤頂將平臺逐步頂起，從而將力施加到樁身；錨樁法的反力結構的設置方式為：將測試樁周圍對稱的幾根錨樁用錨筋與反力架連接起來，依靠樁頂的千斤頂將反力架頂起，由被連接的錨樁提供反力。

隨著地基基礎工藝發展，樁基承載力越來越大，設計樁間距大或樁不成規則布置，不能採用錨樁法；而堆載反力平臺需要重物配重搭建，重物的運輸、吊裝等等花費的成本過高，持續時間過長，吊裝、安裝過程安全性差。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種靜載試驗反力結構，以解決現有技術中的靜載試驗反力結構不適用於或安裝過程安全性差的問題。

本發明的另一目的在於提供一種具備上述靜載試驗反力結構的靜載試驗系統。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種靜載試驗反力結構，其包括千斤頂，支撐於千斤頂上端的主梁，若干分別壓合於主梁上端面的兩端的次梁，以及多個分別沿各個次梁長度方向分布且位於主梁兩側的錨杆連接結構。其中，錨杆連接結構上端連接於次梁，下端固定設置，用於限制次梁向上的位移。千斤頂支撐於主梁下端面的兩端之間的支撐位置，且兩側的次梁分別位於支撐位置的兩側。測試時，千斤頂、主梁和待測的試驗樁的中心保持在同一直線上。

本實施例中的靜載試驗系統使用時，驅動千斤頂向上頂升，由於主梁、次梁的重力以及錨杆連接結構的抗拉拔力疊加的反力的阻礙，千斤頂向下壓試驗樁。通過分析試驗樁的荷載沉降曲線，即可得到試驗樁的承載能力。

本實施例中的靜載試驗反力結構為一種多錨杆-反力梁反力結構，其利用錨杆的抗拔性能為試驗裝置提供反力，針對不同的樁基承載力可以提供多變的布置方式，更靈活多變，適應性強，不受樁基設計形式和承載力大小等因素制約，並且安裝過程安全性高可以大量節省時間、人力物力財力。相比於現有的靜載試驗中適用受限較大的錨樁法和操作安全差的堆載法，具有實用性和推廣應用的價值。

進一步地：

錨杆連接結構包括扁擔梁、連接杆以及錨具；

連接杆有兩組，兩組連接杆的上端分別連接扁擔梁的兩端，形成開口向下的U形結構；U形結構向下套於次梁的上端面，使扁擔梁向下壓合次梁和兩組連接杆分別位於次梁的兩側；

錨具的下端固定設置，上端固定連接U形結構的下端。

進一步地：

錨杆連接結構還包括兩個轉換梁；

兩組連接杆均包括兩個連接鋼筋；

扁擔梁包括並排設置的兩個子梁；屬於同一組的兩個連接鋼筋的上端分別連接兩個子梁位於次梁同一側的一端，下端同時連接於同一個轉換梁；

錨具共有兩個，兩個錨具的上端分別連接兩個轉換梁。

進一步地：

兩個子梁的兩端分別設有貫穿其上下端面的通孔，兩個轉換梁的兩端分別設有貫穿其上下端面的通孔；

設置於子梁的通孔和設置於轉換梁的通孔一一上下對應，形成沿豎向的通道；

各個連接鋼筋分別穿過通道；連接鋼筋的下端連接有支撐於轉換梁下端面的螺母；連接鋼筋的上端連接有壓合於子梁的上端面的螺母。

進一步地：

轉換梁包括兩個間隔設置的分載梁以及連接於兩個分載梁之間的兩個連接部；轉換梁的通孔設置於連接部；

錨具包括錨杆和墊部；

墊部搭設於兩個分載梁的上端面，且位於兩個連接部之間；

墊部開設有若干通孔；

錨杆穿過墊部上的通孔，且其下端固定設置，上端向下壓合於墊部的上端。

進一步地：

分載梁由第二槽鋼構成，兩個第二槽鋼的底壁相對，槽口相背；

連接部由兩個第三槽鋼構成，兩個第三槽鋼的底壁間隔相對、槽口相背，且各個第三槽鋼的兩側壁分別固定連接兩個第二槽鋼的底壁，構成具有矩形筒形結構的轉換梁。

進一步地：

子梁包括兩個相互間隔設置的第一槽鋼和兩個墊板，兩個墊板均跨搭於兩個第一槽鋼的上端面，且兩個墊板分別位於子梁的兩端；

墊板設有通孔，墊板的通孔與兩個第一槽鋼之間的間隙共同構成子梁的通孔。

進一步地：

支撐位置位於主梁底面的中心位置；

位於支撐位置兩側的次梁關於支撐位置對稱設置。

進一步地：

主梁的下端面的兩端分別支撐有支墩。

一種靜載試驗系統，其包括試驗樁和前述的靜載試驗反力結構。千斤頂設置於試驗樁的上端，並沿豎向支撐於主梁的支撐位置。

綜上所述，本實施例中的靜載試驗反力結構具有布置靈活，能夠適應不同樁基設計形式及提供不同的反力，並且安裝過程方便且安全性好的有益效果；

本實施例中的靜載試驗系統由於具備上述靜載試驗反力結構，同樣具備上述有益效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發明實施例中的靜載試驗系統的結構示意圖；

圖2是圖1的A向視圖；

圖3是本圖1中的錨杆連接結構的立體示圖；

圖4是圖3中的子梁的結構示意圖；

圖5是圖3中的轉換梁的結構示意圖；

圖6是圖3中的錨具的結構示意圖。

圖標：001-靜載試驗系統；010-靜載試驗反力結構；013-U形結構；100-錨杆連接結構；d1-第一端；d2-第二端；d3-壓合部；110-扁擔梁；111-子梁；111a-第一槽鋼；111b-墊板；120-轉換梁；121-分載梁；121a-第二槽鋼；122-連接部；122a-第三槽鋼；123-墊塊；130-連接杆；131-連接鋼筋；140-錨具；141-錨杆；142-墊部；150-螺母；200-次梁；300-主梁；d4-支撐位置；400-千斤頂；500-試驗樁；600-支墩。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發明的描述中，需要說明的是，若出現術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，本發明的描述中若出現術語「第一」、「第二」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，本發明的描述中若出現術語「水平」、「豎直」等術語並不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如「水平」僅僅是指其方向相對「豎直」而言更加水平，並不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，若出現術語「設置」、「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例

圖1是本發明實施例中的靜載試驗系統001的結構示意圖；圖2是圖1的A向視圖。請配合參見圖1、圖2，本實施例中的靜載試驗系統001包括試驗樁500和用於給試驗樁500提供反力的靜載試驗反力結構010。

其中，靜載試驗反力結構010包括千斤頂400，支撐於千斤頂400上端的主梁300，若干分別壓合於主梁300上端面的兩端的次梁200，以及多個分別沿各個次梁200長度方向分布且位於主梁300兩側的錨杆連接結構100。

錨杆連接結構100上端連接於次梁200，下端固定設置，用於限制次梁200向上的位移。千斤頂400支撐於主梁300下端面的兩端之間的支撐位置d4，且兩側的次梁200分別位於支撐位置d4的兩側。千斤頂400設置於試驗樁500的上端，並沿豎向支撐於主梁300的支撐位置d4。優選地，支撐位置d4位於主梁300底面的中心位置，位於支撐位置d4兩側的次梁200關於支撐位置d4對稱設置，以增強靜載試驗系統001的平衡性能和穩定性。進一步地，為避免主梁300向其一端傾倒，主梁300的下端面的兩端分別支撐有支墩600。支墩600可設置成下大上小的臺階狀，以確保其自生的穩定性，確保其能穩定支撐主梁300。

本實施例中的主梁300由三個並排的梁構成，設置於主梁300兩端的次梁200分別為兩個，連接各個次梁200兩端的錨杆連接結構100分別為四個。且各個次梁200均垂直於主梁300。

本實施例中的靜載試驗系統001安裝時，可先在試驗樁500的兩側分別設置支墩600，然後吊裝主梁300跨搭於兩個支墩600上；再依次吊裝次梁200垂直放置於主梁300的上端面，以及設置錨杆連接結構100。錨杆連接結構100的設置方式為下端固定於錨具140基礎(如地面或混凝土基礎)，上端連接次梁200。

本實施例中的靜載試驗系統001使用時，驅動千斤頂400向上頂升，由於主梁300、次梁200的重力以及錨杆連接結構100的抗拉拔力疊加的反力的阻礙，千斤頂400向下壓試驗樁500。通過測量試驗樁500的沉降曲線，即可得到試驗樁500的承載能力。

本實施例中的靜載試驗反力結構010為一種多錨杆141-反力梁反力結構，其利用錨杆141的抗拔性能為試驗裝置提供反力，針對不同的樁基承載力可以提供多變的布置方式，更靈活多變，適應性強，不受樁基設計形式和承載力大小等因素制約，並且安裝過程安全性高可以大量節省時間、人力物力財力。相比於現有的靜載試驗中適用受限較大的錨樁法和操作安全差的堆載法，具有實用性和推廣應用的價值。

圖3是本圖1中的錨杆連接結構100的立體示圖。為清楚表達錨杆連接結構100與次梁200的位置關係，圖2中額外用虛線示出了次梁200。請參見圖3，本實施例中的錨杆連接結構100包括由並排設置的兩個子梁111構成的扁擔梁110、兩個轉換梁120、兩組連接杆130以及兩個錨具140。兩組連接杆130均包括兩個連接鋼筋131。

兩組連接杆130的上端分別連接扁擔梁110的兩端，形成開口向下的U形結構013；U形結構013向下套於次梁200的上端面，使扁擔梁110向下壓合次梁200和兩組連接杆130分別位於次梁200的兩側。錨具140的下端固定設置，上端固定連接U形結構013的下端。可選地，錨杆連接結構100的扁擔梁110壓合於次梁200的上表面，且錨杆連接結構100的兩組連接杆130分別位於次梁200的兩側。兩個錨具140下端分別固定設置於錨固基礎，上端分別通過兩個轉換梁120連接於兩組連接杆130的下端。

圖4是圖3中的子梁111的結構示意圖。請參見圖4，本實施例中的子梁111包括兩個相互間隔設置的第一槽鋼111a和兩個墊板111b。兩個第一槽鋼111a底壁相對、槽口相背。兩個墊板111b均跨搭於兩個第一槽鋼111a的上端面，且兩個墊板111b分別位於子梁111的兩端。墊板111b設有通孔，墊板111b的通孔與兩個第一槽鋼111a之間的間隙連通，用於容納連接杆130穿過。

圖5是圖3中的轉換梁120的結構示意圖。請參見圖5，本實施例中的轉換梁120包括兩個間隔設置的分載梁121以及連接於兩個分載梁121之間的兩個連接部122。分載梁121由第二槽鋼121a構成，兩個第二槽鋼121a的底壁相對，槽口相背。連接部122由兩個第三槽鋼122a構成，兩個第三槽鋼122a的底壁間隔相對、槽口相背，且各個第三槽鋼122a的兩側壁分別固定連接兩個第二槽鋼121a的底壁，構成具有矩形筒形結構的轉換梁120。構成連接部122的兩個第三槽鋼122a之間構成通道，用於容納連接杆130穿過。

圖6是圖3中的錨具140的結構示意圖。請參見圖6，本實施例中的錨具140包括錨杆141和墊部142。墊部142開設有若干通孔。錨杆141穿過墊部142上的通孔，且其上端向下壓合於墊部142的上端，下端用於固定於錨固基礎。錨杆141與墊部142的配合方式為將墊部142的通孔設置成上大下小的錐形孔，相應的錨杆141具有上大下小的錐形段，這樣通過錐面配合使墊部142向上支撐錨杆141。

請再次參見圖3，扁擔梁110具有相對的第一端d1和第二端d2，且扁擔梁110下表面的第一端d1和第二端d2之間具有壓合部d3，用於壓合次梁200。

兩組連接杆130中的一組連接杆130的上端分別連接扁擔梁110的第一端d1，另一組的上端連接扁擔梁110的第二端d2。兩組連接杆130的下端分別連接兩個轉換梁120，兩個轉換梁120分別連接兩個錨具140，錨具140的另一端用於固定連接於錨固基礎。

屬於同一組連接杆130的兩個連接鋼筋131的上端分別連接兩個子梁111的位於壓合部d3同一側的一端，下端連接於同一個轉換梁120。

兩個子梁111的四個通道和兩個轉換梁120的四個通道一一上下對應，形成沿豎向的通道。四個連接鋼筋131一一對應地穿過四個通道。連接鋼筋131的下端連接有支撐於轉換梁120下端面的螺母150，優選地還墊設有墊塊123。連接鋼筋131的上端連接有壓合於子梁111的上端面的螺母150。

請繼續參見圖3，本實施例中的錨具140的墊部142搭設於兩個分載梁121的上端面，且位於兩個連接部122之間。錨杆141從兩個連接部122及兩個分載梁121之間的空隙向下穿過，並錨固於錨固基礎。

本實施例中的靜載試驗系統001使用時，其力的傳導路徑為千斤頂400向上頂升主梁300、主梁300向上頂次梁200，次梁200向上的頂升力頂升於扁擔梁110的兩個子梁111的兩端之間，頂升力分解至兩個子梁111；連接於兩個子梁111的第一端d1的兩個連接鋼筋131分別將上述頂升力傳遞至同一轉換梁120，最終通過轉換梁120傳遞至錨具140和錨固基礎。該傳遞過程的力經過沿次梁200長度方向分解成兩個力，又結合成兩個分別位於次梁200兩側的力。該方式的力傳導方式下，當次梁200受到不均勻時，各個連接鋼筋131也能保持相同的受力，避免其中的部分連接鋼筋131承受過大的不均勻的拉力而斷裂。同時本實施例中的錨杆連接結構100還具有裝拆方便、抗拉拔力大、可重複使用的優點。

另外，從整體上看，各個次梁200對稱的壓合於主梁300的兩端，連接於各個子梁111兩端的錨杆連接結構100分別沿次梁200的長度方向分布，反力由面分布的抗拉拔力及主梁300、次梁200的重力提供，具有傳力均勻、能提供的總的反力可設置得較大；或者說可以根據需要加設或減少適當數量的錨杆連接結構100即可實現調節所能提供反力的大小，針對不同的樁基承載力可以提供多變的布置方式，更靈活多變，適應性強，不受樁基設計形式和承載力大小等因素制約；並且相對於堆載法，安裝過程安全性高可以大量節省時間、人力物力財力。因此，本實施例中的靜載試驗系統001相比於現有的靜載試驗中使用受限較大的錨樁法和操作安全差的堆載法，具有實用性和推廣應用的價值。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。