土木工程静载试验用智能压重装置的制作方法

本实用新型涉及土木工程竖向抗压静载试验压重反力使用的压重装置，尤其是一种土木工程静载试验用智能压重装置。

背景技术：

目前竖向抗压静载试验压重反力主要来自1、锚拉桩、锚杆；2、人工堆载；3、利用试验桩自身的摩阻力(自平衡荷载箱)。但由于场地条件限制，锚拉桩或锚杆不能施工，自平衡荷载箱也由于桩身摩阻力远远小于端承力等原因，使用也受限制。

堆载体是一个或多个压重体在平台上形成的一个压重体的整体。压重体是形成堆载体的个体，一个或多个压重体构成堆载体。压重体是一个基本的搬运单元，当堆载体只有一个压重体时，压重体就是堆载体。压重体具一定的或弱或强的整体结构。压重物是平台上增加平台重量的物体。其结构大多是人工构成的。

人工堆载基本上不受场地条件和桩身自身摩阻力和端承力比例的影响，在竖向抗压静载试验中广泛采用，下面重点讲述人工堆载竖向抗压静载试验。

人工堆载竖向抗压静载试验能适应多种情况，适应性最广，使用最多。但人工堆载成本高、速度慢、不安全、且堆载量大时人工堆载很难实施。人工堆载竖向抗压静载试验的安全事故基本上都来自人工堆卸载实施过程。

为了降低堆载成本，压重反力装置很少采用运输量庞大的预制金属材料和预制混凝土块，更多采用施工现场的现成材料如泥土，砂、石料、水或现场现有的建筑材料等。但竖向抗压静载试验现场实际实施过程中，预制混凝土块使用最多，其原因是预制混凝土块堆码方便，堆载量计量也方便，预制混凝土块作平台支墩方便和安全。如一块预制混凝土块是1立方米，其重量基本上是2.4吨，检测现场只需数清平台上总的预制混凝土块数或测量出堆载体的体积即可算出堆载体总重。如果采用泥土，砂、石料等计量不准确，特别是泥土重量计算误差很大。用水堆载计量方便但堆不高，堆载总量受限，且一搬采用的水箱造价高，用水堆载使用不普遍。

国外普遍采用金属材料如钢板和预制混凝土块等。

预制混凝土件或金属材料，国内桩基检测基本上都是这两种堆载材料实施的，尤其是预制混凝土件使用更普遍。但金属材料或混凝土预制件也有很大缺点，就是运输量太大，而且是来回运输，运输时基本是大吨位车辆，且满载运输，这对运输车辆造成满负工作，对公路、桥梁造成很大负担，同时吊装工作量也很大。大量的运输、吊装工作量产生的费用也很高。

同时由于运输和吊装工作量巨大，车辆及吊车废气排放量也大，污染空气严重。

吊装时需人工作业，易发生安全事故，目前保险公司都不卖吊装作业工作人员的人身意外险。如果买了人身意外险的工作人员从事吊装作业发生安全事故，保险公司也不赔付。

这些堆载过程压重体都是从平台一边开始堆码，堆满一层，再堆第二层，堆载第二时也是从一边依次堆到另一边，堆满第二层再堆第三层，以此类推直到堆载总重满足检测规范要求。堆载过程中平台受力不均，直到堆满一整层时平台受力才均匀，堆载体的重心才与平台中心重合。

水箱和罐柱堆载可大大减少运输量和吊装工作量。但现场竖向压静载时，试验点要均匀分布，试验点与试验点之间往往较远，一般在15米到30米之间，有时更远100余米也有，每次做完一个点的竖向抗压静载试时，都要重新转移抽水设备和重新安装抽水设备，水电管线也要重新安装。(省去了设备及电线的安装，只有管道的安装)

人工堆载的堆载体是由砂袋、石袋、土袋、水袋、砂箱、石箱、土箱、水箱，金属材料，混凝土预制件，条石、块石及本发明人发明的罐柱等压重体构成，这些堆载体的压重体均是由人工或吊车运到静载平台上堆放，或者在地面安装水泵把水抽进入竖向抗压静载平台上的装水容器如水箱或罐柱等。

以上这些堆载体计重不方便，特别是土袋和土箱堆载体，由于所装土的土质不同，土的密实度不同，土的含水量不同每袋土的重量相差很大，最后导致堆载量不够，静载试验最后几级荷加不上，试验时不小心甚至把平台顶离支墩导致安全事故的发生。

人工堆载体堆载时工作环节多、辅助时间长，影响工程进度，且工作人员劳动强度大，工作条件差。人工堆载时容易发生安全事故，

水泵、电机及控制系统工作条件差，保护难度大，且易受到损坏。

人工堆压重体在平台上很难做到荷载均匀，很难做到平台上堆载体的重心与平台中心始终重合。

目前所有竖向抗压静载试验人工堆载使用的压重体全是“死体”，不仅运输受到限制、使用不灵活，而且容易发生安全事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种安全、经济、快捷、方便、能自动堆载和自动卸载，且能自动计重的土木工程静载试验用智能压重装置。

本实用新型的基本构思是：针对目前竖向抗压静载检测现状，采用一种智能堆载装置，实现堆载和卸载的自动化，为静载系统自动化提供基本模块。

本实用新型的理念为：现在静载系统包含支墩、主梁、次梁和堆载体，笨重、原始、粗犷、落后。中国如此，国外也是如此。本发明的理念是把现在的静载系统标准化、系列化、模块化、整体化、最终智能化。

本实用新型的设计原则为：利用施工现场的雨水、自来水、或地下水等，实施高度自动化的压重堆载和卸载，并自动计算加水重量，为静载系统自动化提化提供基本模块。智能压重体能方便运输，其外形尺寸为现行交通运输允许的长、宽、高的最大值。

本实用新型的装置是：智能压重装置可密封也可不密封，不密封时开口必须向上。本实用新型的智能压重装置是一种液体容器，开口时必需安装泄流孔，防止下雨时增加堆载重量，从而影响检测数据。(注：正常检测情况下，非雨雪天，严禁泄流孔泄流，因为流出的水容易侵湿检测场地引发安全事故的发生和影响检测数据的准确性)。智能压重体内设置设备室和控制室，设备室、控制室与储水室均完全分隔，在设备室内安装抽水泵和排水泵和发电机，发电机功率与水泵电机功率相匹配，抽水泵和排水泵均与储水池或水塔连接或与另一台静载设备平台上的智能压重装置连接，加载时把储水池的水抽进平台上的智能堆载体，液体容器水平断面均匀，以便用液体容器的水位高度进行加载计重，在设计重量高度处设计水位限位计，水位到设计水位后就停止抽水。

若设计重量需多个智能压重体，多个智能压重体以平台中心为中心安装，加载时平台上所有智能压重体同时进行加载，由于智能压重体所安水泵型号相同，加载时每个智能压重体的重量同时增加，每时每刻各智能压重体的重量都相同，平台受力均匀，平台重心始终与平台中心重合，防止了平台受偏心力，平台发生倾斜。同时加载速度快，效率高。

也就是说，本实用新型所述的智能压重装置在堆载时，先是将重量很轻的智能压重装置放置在平台上，然后再让智能压重装置抽水以增加重量，多个智能压重装置同时抽水加载重量，平台受力均匀。这与现有技术有明显不同，即现有技术的加载重量是直接将包含全部重量的堆载体分批次放在平台上，在堆载的过程中，每放置一个堆载体，平台的受力就会发生偏差，不仅需要堆载完成后测试平台是否受力均匀且平台重心是否与平台中心重合，而且大吨位的堆载容易发生堆载过程中平台受力不均垮塌的危险。

卸载时排水泵把平台上智能堆载体的水排出，同样智能堆载体内水位下降到最低水位时自动停止排出。若需多个智能压重体，多个智能压重体同时排水，排水时平台受力均匀，平台重心始终与平台中心重合，防止平台受偏心力，防止平台发生倾斜。同时卸载速度快，效率高。

如果有两台静载设备，可将第一个静载平台上智能压重体的液体直接转入另一台静载设备平台上的智能压重体里。

本实用新型的智能压重装置体积较大，其长宽高以不超过现行交通运输允许最大尺寸为限，预先将智能压重装置安装在静载平台上，然后才往智能压重装置里抽进清水，加了清水以后是不能吊装的。此智能压重装置下部或上部安放发电机，方便在没有市电的项目自动堆载和自动卸载。

本实用新型的智能压重装置效率高，不受场地条件的限制，在没有水的项目，可以用把密封型智能压重装置(注：最上端可以设置有排气孔)，吊装卧放在运输车上到项目附近水塘，鱼塘、河流，农田等有水的地方即时发电取水，水运到检测现场再抽到静载平台上的智能压重体，此时水泵、发电机、发动机等均在偏心支架上转动，使水泵、发电机、发动机的机座始终朝下。

本实用新型的智能压重装置能够减少很多工作环节，如安装、移动水泵，安装移动发电机或布放太长电缆线的工作，没有水的地方减去了找水罐车如环卫车等工作环节，大大减少辅助性时间，大大提高了工作效率。

本实用新型的智能压重装置能够很好保护在其内部的水泵、电机、发电机、管线及控制系统。而且智能堆载体内装有水的情况下，堆载体温差比普通室外温差小，且通风透风好，不受日晒雨淋。

由于本实用新型的自动控制，每个智能压重装置体内装水位能够控制高度一样、水压力一样，每个智能压重装置做成相同的标准的横断面，所以其体积相等，单位体积的水的重量一样，每个智能压重装置的重量也一样，方便计算堆载体的总重量，不会出现堆载重量不足，试验点试验到最后几级时荷载加不上去的情况，确保静载检测数据的可靠性和准确性。

安装在堆载平台上的本实用新型的智能压重装置，由于每个智能压重装置都具有抽水排水水泵，所以可以同时进行抽水，同时进行排水。智能压重装置在平台上以平台中心进行对称安装后，同时抽水和同时排水可以使平台荷载的重心每时每刻都与平台中心重合，最大限度保证了平台安全。智能压重装置也可安一台水泵配两套管路也可实现智能压重装置的水的抽进和排出。

若是小型竖向抗压静载试验，本发明的智能压重体卧放，可与支墩、整体式平台做在一起，中轴线设桁架竖墙进行中心结构加固，即为卧式智能压重装置，同时具有支墩、平台、主梁功能。此时卧式智能压重装置还可水平拼放，同时安装在下面的主梁上，其中心内部的中心桁架竖墙必须与主梁上下对正，组成大的堆载体。此外加长支墩后，还可在下层卧式智能压重装置上重叠上一层卧式智能压重装置，此时上层卧式智能压重装置需加长(长度为下层卧式智能压重装置的总长加上层的2个支墩水平方向的长度)其支墩与下层的卧式智能压重装置支墩并列同时支撑在静载地基基础上，上层卧式智能压重装置与下层卧式智能压重装置接触但不传递重力给下层卧式智能压重装置，以此类推，组成大的堆载体。把分层重叠的卧式智能压重装置的多个支墩连接成整体，支墩结构更安全。也就是说，所述的土木工程静载试验用智能压重装置的基体具有支墩和中心传力墙时，可作为整体式堆载体使用，并可水平拼放和分层重叠。

本实用新型的土木工程静载试验用智能压重装置的基本工作过程是：

根据平台大小在试验点周围放线确定支墩位置并安平台支墩，在试点上安装检测用千斤顶，在千斤顶上方安装主梁，在方梁上方安装次梁，次梁安装好后在次梁构成的次梁平台上安装智能压重装置，安装好后进行自动加载，自动加载过程如下：

由于交通运输的限制以及液体容器受力限制，土木工程静载试验用智能压重装置不能太大，试验前根据设计要求计算出总堆载量，再根据单个土木工程静载试验用智能压重装置的装满清水后的重量计算出所需土木工程静载试验用智能压重装置的总数量，然后把所计算的全部土木工程静载试验用智能压重装置放在静载平台上，接通电源和水源水管后即可抽水加载；

平台上所有土木工程静载试验用智能压重装置按照程序自动停止后加载结束；

按设计要求和现行规范要求进行静载检测作业；

接好排水管道进行排水卸载，所有排水泵自动停止作业后完成卸载工作；

转移到下一点重复上述工作；

所有静载点检测结束后，打开放空阀，排空土木工程静载试验用智能压重装置的全部水；

转移到下一个检测项目或进入库房等待进入下一个项目。

本实用新型所说的土木工程静载试验用智能压重装置对堆载体来说实际上就是压重体。

具体来说，本实用新型所述的土木工程静载试验用智能压重装置，具有基体，其特征是所述基体为纵向圆筒型、横截面是圆环型且一端封闭、另一端能够封闭的基体，所述基体内具有空心容纳腔，所述基体一端具有进水口和能够启闭的排水口，所述基体另一端具有能够启闭的通气口，所述进水口、排水口和通气口均与空心容纳腔相连通，所述基体一端具有底座，所述基体一端与底座固定连接，所述基体一端的局部与底座之间具有器材容纳腔，所述器材容纳腔中至少固定设置有发电机、抽水泵、控制器和液位计，所述抽水泵具有抽水泵电源接口、抽水泵进水口和抽水泵排水口，所述抽水泵排水口与进水口相连通，所述抽水泵电源接口与发电机通过控制器导电连接，所述液位计与空心容纳腔相连通，所述液位计具有能够设定液位高度并联动的微动开关，所述微动开关与控制器导电连接。

本实用新型中所述智能压重装置在使用时，在没有外部电源接入的情况下，开启发电机进行发电(如有外部电源可让抽水泵直接连接外部电源)，开启通气口，让抽水泵进水口连接外部水源，将水经抽水泵排水口、进水口抽入基体内的空心容纳腔中，当水位达到设定的高度，即启动液位计的设定液位高度并联动的微动开关时，控制器收到微动开关信号并控制抽水泵停止工作，此时，关闭通气口，进而实现智能压重装置的自动计重。

当使用完毕后需要卸载时，可开启排水口和通气口，让加载在空心容纳腔中的水经排水口排出。

本实用新型中所述的发电机、抽水泵、控制器、液位计、微动开关均为市售产品，所述发电机可以是汽油或柴油发电机，所述控制器可以是自来水自动控水器或广州市电晟电子科技有限公司生产的水塔控水器或自动控水器等等。

本实用新型所述基体另一端还可以具有检查孔盖，所述通气口设置在检查孔盖上。

本实用新型所述底座可以为正方形，所述基体的纵向中心线与底座的中心线相交。这样一来，在安装多个智能压重装置在平台上时，就可以方便的利用底座的正方形进行拼接，只要确定第一个智能压重装置的重心位于平台中心，其他围绕第一个智能压重装置的底座拼接的智能压重装置就能方便的找到位置并确保平台受力均匀。

与前述现有同类产品相比，本实用新型的土木工程静载试验用智能压重装置安全、经济、快捷、方便、能自动堆载和自动卸载，且能自动计重。

本实用新型的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本实用新型的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。

附图说明

图1是实施例中土木工程静载试验用智能压重装置的顶部示意图。

图2是图1的a—a剖切视图。

具体实施方式

如图1～2所示，本实施例中所述的土木工程静载试验用智能压重装置，具有基体1，所述基体1为纵向圆筒型、横截面是圆环型且一端封闭、另一端能够封闭的基体，所述基体1内具有空心容纳腔2，所述基体1一端具有进水口3和能够启闭的排水口4，所述基体1另一端具有能够启闭的通气口5，所述进水口3、排水口4和通气口5均与空心容纳腔2相连通，所述基体1一端具有底座6，所述基体1一端与底座6固定连接，所述基体1一端的局部与底座6之间具有器材容纳腔7，所述器材容纳腔7中至少固定设置有发电机8、抽水泵9、控制器10和液位计11，所述抽水泵9具有抽水泵电源接口91、抽水泵进水口92和抽水泵排水口93，所述抽水泵排水口93与进水口3相连通，所述抽水泵电源接口91与发电机8通过控制器10导电连接，所述液位计11与空心容纳腔2相连通，所述液位计11具有能够设定液位高度并联动的微动开关111，所述微动开关111与控制器10导电连接。

本实施例中所述基体1另一端具有检查孔盖12，所述通气口5设置在检查孔盖12上。

本实施例中所述底座6为正方形，所述基体1的纵向中心线与底座6的中心线相交。