液压顶升高应变锤击试验装置的制作方法

本发明涉及应变测试技术领域，具体而言，涉及一种液压顶升高应变锤击试验装置。

背景技术：

在桩基施工完成后，一般要对桩基进行应变测试。目前常用的测试方法是基桩高应变法，基桩高应变法是在桩顶沿轴向施加一个冲击力，使桩产生足够的贯入度，实测由此产生的桩身质点应力和加速度的响应，并通过波动理论分析，判定单桩竖向抗压承载力及桩身完整性。该测试方法需要在桩顶沿桩身施加一定的冲击力，目前通常使用重锤和导向架的方式，该方式需要用吊车将重锤提升到一定高度，利用脱钩装置将重锤瞬间释放，重锤沿着导向架滑动，撞击试验桩体，同时测试系统对桩体完成动力测试。该种方式由于导向架体积庞大，重量较大，增加了运输与测试的难度；而且需要使用吊车提升，也增大了测试的安全隐患。另外，由于试验场地条件较差，所以测试中当桩体承担重锤的重量时，地面易发生不均匀沉降，导致置于地面上的导向架发生倾斜，不仅不能起到对重锤的导向作用，还容易造成重锤对桩体的锤击偏心，使重锤与导向架发生碰撞造成对桩体的二次冲击，影响采集信号质量，导致测试结果的准确度。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种液压顶升高应变锤击试验装置，旨在解决现有测试装置操作不便及测试结果误差较大的问题。

一个方面，本发明提出了一种液压顶升高应变锤击试验装置，该装置包括重锤、液压千斤顶和连接机构。其中，重锤设置有贯穿所述重锤的穿设孔，液压千斤顶的油缸穿设于重锤的穿设孔；液压千斤顶的底座用于置于待测桩体顶部；重锤和液压千斤顶的活塞的伸出端通过连接机构可拆卸连接。

进一步地，上述液压顶升高应变锤击试验装置中，连接机构包括第一连接件、第二连接件和锁紧件。其中，第一连接件的第一端和第二连接件的第一端均与重锤可转动地相连接；第一连接件的第二端和第二连接件的第二端通过锁紧件可拆卸连接；第一连接件和第二连接件围设一空间，活塞的伸出端夹设于空间内。

进一步地，上述液压顶升高应变锤击试验装置中，第一连接件为弯折件，并且，第一连接件的第一弯折部与重锤可转动地相连接；第二连接件为弯折件，并且，第二连接件的第三弯折部与所述重锤可转动地相连接；第一连接件的第二弯折部和第二连接件的第四弯折部通过锁紧件可拆卸地相连接；第一弯折部和第三弯折部围设成一锥形空间，活塞的伸出端设置有一锥状体；锥状体夹设于锥形空间内。

进一步地，上述液压顶升高应变锤击试验装置中，锁紧件包括连杆和卡接体；其中，连杆的一端与第二连接件的第四弯折部可转动地相连接，连杆的另一端为自由端；卡接体为弯折体，并且，卡接体的第五弯折部与连杆相连接；第一连接件的第二弯折部凸设有一档杆，卡接体的第六弯折部卡挡于档杆。

进一步地，上述液压顶升高应变锤击试验装置中，档杆为固定轴承。

进一步地，上述液压顶升高应变锤击试验装置中，第六弯折部与档杆相卡挡的面为弧形面。

进一步地，上述液压顶升高应变锤击试验装置中，重锤的顶面并列设置有第一连接耳和第二连接耳；第一连接件的第一端夹设于第一连接耳和第二连接耳之间，且通过转轴与第一连接耳和第二连接耳转动连接。

进一步地，上述液压顶升高应变锤击试验装置中，重锤的顶面并列设置有第三连接耳和第四连接耳；第二连接件的第一端夹设于第三连接耳和第四连接耳之间，且通过转轴与第三连接耳和第四连接耳转动连接。

进一步地，上述液压顶升高应变锤击试验装置中，底座用于与待测桩体顶部相接触的面为平面。

进一步地，上述液压顶升高应变锤击试验装置中，重锤为柱状体，穿设孔沿所述柱状体的轴线开设。

本实施例中提供的装置，由于设置有液压千斤顶通过控制油压将重锤顶起，简化了测试过程，提高了测试的效率；而且液压千斤顶的油缸缸体置于重锤的穿设孔为重锤提供中央导向作用，中央导向稳定不易倾斜，减少了实验装置对测试数据的影响，提高了试验结果的可靠性；而且液压千斤顶运输轻便使用安全，提高了试验运输和测试难度，同时提高了测试过程中的安全性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例液压顶升高应变锤击试验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例液压顶升高应变锤击试验装置释放状态的结构示意图；

图3为本发明实施例液压顶升高应变锤击试验装置工作提升状态的结构示意图；

图4为本发明实施例中液压千斤顶的结构示意图；

图5为本发明实施例中连接机构的结构示意图；

图6为本发明实施例中重锤的主视剖面结构示意图；

图7为本发明实施例中重锤的侧视结构示意图；

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1和图4，图中示出了本发明实施例提供的液压顶升高应变锤击试验装置的优选结构。如图所示，该装置包括：重锤1、液压千斤顶2和连接机构3。

其中，重锤1设置有贯穿重锤1的穿设孔，液压千斤顶2的油缸22穿设于重锤1的穿设孔，液压千斤顶2的底座21用于置于待测桩体顶部。具体实施时，重锤1可以为柱状体，穿设孔可以沿柱状体的轴线方向开设。本领域技术人员应当理解，液压千斤顶2的底座21上设置有进出油阀，油缸22中设置有与进出油阀相连接的管路，以为活塞23的伸缩提供动力。

重锤1和液压千斤顶2的活塞23的伸出端通过连接机构3可拆卸连接。需要说明的是，重锤1的重量和大小可以根据待测试桩体所需的冲击力来确定，本实施例对其不做任何限定。

本实施例的工作过程为：首先通过调整连接机构3使重锤1与活塞23连接为一体，然后将液压千斤顶2的底座放置在待测桩体上。再通过液压泵加压使液压千斤顶2的活塞23的伸出端(图1所示的上端)伸出，活塞23的伸出端通过连接机构3带动重锤1向上运动，将重锤1顶起；将重锤1提升到预定高度后，通过操作连接机构3使重锤1和活塞23的伸出端分离开，此时，重锤1会在自身重力的作用下沿着油缸22的外壁滑落至底座21上，对底座21施加冲击力，该冲击力又通过底座21传递到待测桩体上。

与现有技术相比，本实施例中提供的装置，由于设置有液压千斤顶通过控制油压将重锤顶起，简化了测试过程，提高了测试的效率；而且液压千斤顶的油缸缸体置于重锤的穿设孔为重锤提供中央导向作用，由于液压千斤顶置于待测桩体上，所以液压千斤顶提供的中央导向稳定不易倾斜，减少了实验装置对测试数据的影响，提高了试验结果的可靠性；而且液压千斤顶运输轻便使用安全，提高了试验运输和测试难度，同时提高了测试过程中的安全性。

上述实施例中，参见图1，底座21的底面与待测桩体顶部的接触面优选为平面，以使底座与待测桩体充分接触，可将重锤的冲击力充分均匀地传递给待测桩体。进一步地，底座21的底面和待测桩体的顶部之间可以垫设有橡胶垫，以减小冲击力对待测桩体的形变。

参见图5，图中示出了连接机构3的优选结构。如图所示，连接机构3可以包括：第一连接件31、第二连接件32和锁紧件33。其中，第一连接件31的第一端(图5所示的上端)和第二连接件32的第一端(图5所示的上端)均与重锤1可转动地相连接，例如销轴连接等；第一连接件31的第二端(图5所示的下端)和第二连接件32的第二端(图5所示的下端)通过锁紧件3可拆卸连接。

需要说明的是，具体实施时，第一连接件31和第二连接件32的第一端与重锤1之间可以为可拆卸连接，第一连接件31和第二连接件32的第二端可以为焊接、铆接等本领域技术人员所熟知的连接方式，只要实现重锤1和活塞23的可拆卸连接即可，本实施例对具体连接方式不做任何限定。

第一连接件31和第二连接件32围设一空间，活塞23的伸出端夹设于空间内。具体实施时，活塞23伸出端的形状与第一连接件31和第二连接件32围设的空间形状相适配，以使活塞23向上伸出时，伸出端可以夹持在该空间内，带动第一连接件31和第二连接件32向上运动，进而带动重锤1沿着油缸21的外壁向缸顶端滑动。

本实施例中，连接机构3结构简单，连接方式多样，易于实现。

进一步地，上述各实施例中，第一连接件31可以为弯折件，并且，第一连接件31的第一弯折部311与重锤1可转动地相连接。第二连接件32也可以为弯折件，并且，第二连接件32的第三弯折部321与重锤1可转动地相连接。具体实施时，本实施例中的第一连接件31和第二连接件32的折弯件可以是两直杆焊接而成或一体成型，具体连接方式可以根据实际需要来确定，本实施例对其不做任何限定；另外，第一折弯件31和第二折弯件32之间的弯折角度可以根据实际情况来确定，本实施例对其不做任何限定。第一连接件31的第二弯折部312和第二连接件32的第四弯折部322通过锁紧件33可拆卸地相连接；第一弯折部311和第三弯折部321围设成一锥形空间，活塞23的伸出端设置有一锥状体；锥状体夹设于锥形空间内。

继续参见图2和图3，当活塞23的伸出端顶升连接机构3时，锁紧件33处于锁紧工作状态，此时，第一弯折部311和第二弯折部321接触卡紧，第二折弯部312和第四折弯部322分别与活塞23伸出端的锥状体接触连接，锥状体将液压控制活塞23移动的力传递给连接机构3进而带动重锤1提升；当第一连接件31和第二连接件32拆开时，第一弯折部311和第二弯折部321分离开，同时液压千斤顶2与重锤1分离开，活塞通过液压的减小在油缸中向下滑动。

本实施例中，采用折弯杆和锥桩体减少了两部件的材料，降低了装置的成本，同时提高了锁紧机构3和活塞23伸出端锥状体的接触面积，使两者充分接触，提高了两者的使用寿命。

更进一步地，上述实施例中，锁紧件33可以包括连杆331和卡接体332。其中，连杆331的一端(图5所示的下端)与第二连接件32的第四弯折部322可转动地相连接，连杆331的另一端(图5所示的上端)为自由端。具体实施时，连杆331和第二连接杆32的第四折弯部322之间的可转动连接可以为螺栓连接，当然，也可以为本领域技术人员所熟知的其他连接方式，例如销轴连接等，实施例对其不做任何限定。

卡接体332为弯折体，并且，卡接体332的第五弯折部(图5所示的右端)与连杆331相连接。第一连接件31的第二弯折部312凸设有一档杆3121，卡接体332的第六弯折部(图5所示的左下端)卡挡于档杆3121。具体实施时，连杆331和卡接体332可以一体成型或焊接。优选地，档杆3121可以为固定轴承，以减小档杆3121和卡接体332相卡接时的摩擦力。进一步优选地，第六弯折部与档杆3121相卡挡的面为弧形面。

本实施例中，锁紧件33结构简单，易于实现，方便操作。另外，固定轴承和弧形面的设置减少了摩擦增大了卡接件332和档杆3121的使用寿命。

参见图6和图7，上述各实施例中，重锤1的顶面并列设置有第一连接耳11和第二连接耳13(图7未示出)、以及第三连接耳12和第四连接耳14(图7未示出)。其中，第一连接件31的第一端夹设于第一连接耳11和第二连接耳13之间，且通过转轴与第一连接耳11和第二连接耳13转动连接。第二连接件32的第一端夹设于第二连接耳12和第四连接耳14之间，且通过转轴与第二连接耳12和第四连接耳14转动连接。

需要说明的是，连接耳与重锤1可以通过铆接或焊接，而且锁紧机构3与连接耳的转轴可以为螺栓，具体实施时可以根据实际情况来确定，本实施例对其不做任何限定。

本实施例中，连接耳并列对称设置可以使液压千斤顶2通过连接机构3顶升重锤1的作用力均匀地传递给重锤1，可以防止顶升过程中重锤1发生倾斜与液压千斤顶2的油缸22发生碰撞。

具体实施时，重锤1上的穿设孔可以与柱状体同轴设置，以便重锤1稳定下落，使其冲击力均匀分布在重锤1底面。

下面对本发明实施例提供的液压顶升高应变锤击试验装置进行更为详细的说明。

如图1至7所示，该装置包括重锤1、液压千斤顶2和连接机构3，各个零部件均为钢构件。液压千斤顶2包括底座21、油缸22和活塞23，其中底座21为直径1200mm厚度100mm的圆柱体，油缸22为外径295mm壁厚30mm的中空圆柱体，活塞23直径为200mm并且活塞的伸出端为楔形块。重锤1为高度为1100mm的中空圆柱体，其外径内径分别为915mm、300mm，另外，该重锤1经铸造而成后，内壁需要处理光滑，而且该重锤1的顶面并列焊接有第一连接耳11、第二连接耳13、第三连接耳12和第四连接耳14，四种连接耳结构相同。液压千斤顶2的底座21与待测桩体接触连接，液压千斤顶2的油缸22穿设于重锤的中空孔位沿高度方向滑动。连接机构3包括第一连接件31、第二连接件32和锁紧件33。第一连接机构31和第二连接机构32结构相同对称设置，其宽度和厚度均为100mm，两折弯部之间夹角为135°，第一连接件31的第一折弯部311和第二连接件32的第三折弯部321的长度为400mm，第一连接件31的第二折弯部312和第二连接件32的第四折弯部322的长度为400mm。第一连接件的第二折弯部312和第二连接件32的第四折弯部322接触连接，第一连接件的第一折弯部311和第二连接件32的第三折弯部321呈90°围设一空间，活塞23的伸出端楔形块穿设于该空间内。锁紧件33包括连杆331和卡接部332，连杆331和卡接部332为厚度30mm的钢构件一体成型而成，其中，连杆331的长度为500mm。固定螺栓与第二连接件32的第四弯折部焊接，连杆331的一端(图5所示的下端)与固定螺栓实现可转动地相连接，连杆331的另一端(图5所示的上端)为自由端；固定螺栓为外径30mm长度50mm的钢构件。固定轴承通过螺栓与第一连接件31的第二折弯部312焊接，卡接部332的弧形面与固定轴承滑动，以便实现锁紧件的锁紧与释放；其中固定轴承为轴承外径为33mm的钢构件。第一连接件31的第一端夹设在第一连接耳11和第二连接耳13之间，并通过连接螺栓实现转动连接；第二连接件32的第一端夹设在第三连接耳12和第四连接耳14之间，并通过连接螺栓实现转动连接，所述的连接螺栓均为直径30mm长度200mm的钢构件。

综上所述，本实施例中提供的装置，由于设置有液压千斤顶通过控制油压将重锤顶起，简化了测试过程，提高了测试的效率；而且液压千斤顶的油缸缸体置于重锤的穿设孔为重锤提供中央导向作用，中央导向稳定不易倾斜，减少了实验装置对测试数据的影响，提高了试验结果的可靠性；而且液压千斤顶运输轻便使用安全，提高了试验运输和测试难度，同时提高了测试过程中的安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。