一种基于非接触式位移测量仪的基桩位移测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程基桩检测技术领域，具体涉及一种基于非接触式位移测量仪的基桩位移测量装置。


背景技术：

2.现有的基桩静载试验方法主要有堆载法、反锚法及自平衡法。自平衡法是一种新型的基桩静载试验方法，其原理是利用基桩本身的重量及桩中性点以上桩周土的摩阻力提供荷载，在基桩浇筑前将油压加载装置放入桩内与基桩一同浇筑。在基桩静载检测试验过程中，需要测量在不同荷载下的基桩位移值。
3.例如专利cn111855426a-一种工程桩竖向抗压静载试验装置，包括呈圆柱筒状的混凝土沉井，所述的混凝土沉井置于基桩顶部土体正上方，混凝土沉井的底部侧壁上开设有反力梁孔，所述的反力梁孔上插置有反力梁，混凝土沉井与基桩之间设置加载装置，所述的加载装置沿混凝土沉井轴向可自由抬升，基桩上竖置有位移杆，位移杆的上端穿过钢垫板延伸于地面上，位移杆的下端固定于基桩上，位移杆侧连接有位移采集装置，所述的位移采集装置为位移传感器。根据加载装置加载的荷载和位移杆产生的位移，即可完成基桩的竖向静载试验的数据采集。
4.位移传感器又称线性传感器，用于测量物体运动的位移。目前的位移传感器多采用接触式测量的测量方式，接触式测量需要测量介质直接与被测物体接触，长期使用存在自身磨损或测量误差累积的问题，需要经常更换零部件和维护，测量精度也有限。


技术实现要素：

5.为针对性地解决上述问题，本实用新型提出一种基于非接触式位移测量仪的基桩位移测量装置，采用特定的位移杆构成非接触式的位移测量仪，提高测量精度。
6.本实用新型解决其技术问题时采取以下技术方案实现的：
7.一种基于非接触式位移测量仪的基桩位移测量装置,包括置于基桩正上方的圆筒状混凝土沉井，混凝土沉井下方设置有可竖向方向自由抬升混凝土沉井的加载装置，所述基桩的上端竖置设置有位移杆，在所述混凝土沉井上设置有反力梁，所述位移杆包括内杆与套设在内杆外周的活动环，所述内杆内部沿其长度方向设置有由磁致伸缩材料构成的波导管，所述活动环为环状磁铁，所述内杆的底端固定连接在所述基桩的上表面，所述活动环的内径大于内杆的外径，所述活动环通过螺钉连接在所述反力梁的上方，所述活动环随所述混凝土沉井相对所述内杆进行上下移动。
8.进一步地，在所述活动环上绕其轴心开设有多个贯穿孔，在所述反力梁的上表面开设有多个与所述贯穿孔位置相应的螺钉孔，在所述螺钉孔的内壁上设置有与所述螺钉外螺纹相匹配的内螺纹。
9.进一步地，在所述反力梁的中心位置处开设有通孔，所述内杆贯穿所述通孔接在所述基桩的顶端。
10.进一步地，所述反力梁为十字型结构。
11.进一步地，在所述内杆的顶端设置有外螺纹，所述内杆的顶端通过螺纹连接在控制器上。
12.更进一步地，所述控制器与外部检测设备电连接。
13.进一步地，所述加载装置与位于地表上的加载控制装置连接。
14.本实用新型具有以下特点和有益效果：
15.？？、本实用新型中位移杆使用大小同心钢管内杆、活动环作为杆体，内杆固定在基桩上方，活动环可相对内杆随混凝土沉井进行上下移动，当活动环上下运动时，内杆内部的波导管通电后产生的第一磁场与活动环磁块具有的第二磁场之间可以产生磁致伸缩效应使波导管产生应变机械脉冲信号，检测设备根据采集到的应变机械脉冲信号计算分析获得位移杆的实际位移值，避免了测量时容易出现误差的环节，提高了测量精度。
16.？？、本实用新型区别于传统的接触式位移传感器，或百分表等位移量测手段，使用特制的位移杆，在静载试验中深埋于地下的基桩位移传递到地面，然后通过非接触式多点位移测量仪进行基桩位移测试，实现基桩静载检测试验过程中基桩位移的远距离量测。
附图说明
17.图1是本实用新型中位移杆的结构示意图。
18.图2是本实用新型基桩位移测量装置的结构示意图。
19.图3是本实用新型中活动环与反力梁的连接结构示意图。
20.图4是图3的a-a剖视结构示意图
21.图5是本实用新型中反力梁的结构示意图。
22.图中：基桩1、混凝土沉井2、加载装置3、位移杆4、反力梁5、内杆6、活动环7、波导管8、螺钉9、控制器10、检测设备11、加载控制装置12、螺钉孔501、内螺纹502、通孔503、贯穿孔701。
具体实施方式
23.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
24.如图1-5所示，一种基于非接触式位移测量仪的基桩位移测量装置,包括置于基桩1正上方的圆筒状混凝土沉井2，混凝土沉井2下方设置有可竖向方向自由抬升混凝土沉井2的加载装置3，所述基桩1的上端竖置设置有位移杆4，在所述混凝土沉井2上设置有反力梁5，所述位移杆4包括内杆6与套设在内杆6外周的活动环7，所述内杆6内部沿其长度方向设置有由磁致伸缩材料构成的波导管8，所述活动环7为环状磁铁，所述内杆6的底端固定连接在所述基桩1的上表面，所述活动环7的内径大于内杆6的外径，所述活动环7通过螺钉9连接在所述反力梁5的上方，所述活动环7随所述混凝土沉井2相对所述内杆6进行上下移动。
25.本实用新型中位移杆4使用大小同心钢管内杆6、活动环7作为杆体，内杆6固定在基桩1上方，活动环7可相对内杆随混凝土沉井进行上下移动，当活动环7上下运动时，内杆6内部的波导管8通电后产生的第一磁场与活动环7磁块具有的第二磁场之间可以产生磁致伸缩效应使波导管8产生应变机械脉冲信号，根据采集到的应变机械脉冲信号计算分析获
得位移杆的实际位移值，避免了测量时容易出现误差的环节，提高了测量精度。
26.本实用新型区别于传统的接触式位移传感器，或百分表等位移量测手段，使用特制的位移杆，在静载试验中深埋于地下的基桩位移传递到地面，然后通过非接触式多点位移测量仪进行基桩位移测试，实现基桩静载检测试验过程中基桩位移的远距离量测。
27.如图1、3所示，在本实用新型的一个实施例中：
28.在所述活动环7上绕其轴心开设有多个贯穿孔701，在所述反力梁5的上表面开设有多个与所述贯穿孔701位置相应的螺钉孔501，在所述螺钉孔501的内壁上设置有与所述螺钉9外螺纹相匹配的内螺纹502。
29.通过螺钉9将活动环7固定在反力梁5上方，当加载装置3向上作用于反力梁5上，向上抬升混凝土沉井2时，活动环7可随混凝土沉井2向上移动，即所述活动环7可相对内杆6进行向上移动，从而使波导管8产生应变机械脉冲信号。
30.在此实施例中，反力梁5上表面的螺钉孔501无需太深，能够实现螺钉9对活动环7与反力梁5的连接固定即可。
31.如图4、5所示，在本实用新型的一个实施例中：
32.在所述反力梁5的中心位置处开设有通孔503，所述内杆6贯穿所述通孔503连接在所述基桩1的顶端。
33.在本实施例中，位移杆4位于反力梁5的中心，即位于整个装置的中心，在其他实施方式中，位移杆4也可以位于反力梁5的一侧，只要能够实现内杆6固定在基桩上，而套设在内杆6外周的活动环7可随反力梁5一起上下移动即可。
34.如图3所示，在本实施例中，所述反力梁5为十字型结构。
35.如图1所示，此时活动环7上绕其圆心设置有四个对称分布的贯穿孔701，所述反力梁5的上表面开设有4个与贯穿孔701位置相应的螺钉孔501，螺钉9对称均匀分布，保证受力均匀，不会发生偏移。
36.如图1所示，在本实施例中，在所述内杆6的顶端设置有外螺纹，所述内杆6的顶端通过螺纹连接在控制器10上。
37.如图2所示，所述控制器10与外部检测设备11电连接。
38.所述加载装置3与位于地表上的加载控制装置12连接。
39.测量时，加载控制装置12对加载装置3输送压力油，加载装置3顶起反力梁5，此时，混凝土沉井2与土体的侧摩阻力、混凝土沉井2及其内填土的重力一起形成反力系统。混凝土沉井2带动活动环7产生一段位移，控制器10控制波导管8通电工作，活动环7本身具有的第二磁场与波导管8通电产生的第一磁场由于磁致伸缩效应将会在波导管8上产生一个应变机械脉冲信号，该应变机械脉冲信号传送到检测设备11，基桩1在加载过程中产生的位移通过测量基桩1上方的位移杆的移动值得到。
40.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。