一种现场试验桩基组合荷载加载装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种现场试验桩基组合荷载加载装置，用于对各类现场单桩和群桩的加卸载过程施加组合荷载，所述的加载装置包括对现场试验桩基施加竖向荷载的竖向加载组件，对现场试验桩基施加水平荷载的水平加载组件，测量试桩竖向加载后的变形量的试桩竖向变形测量组件，以及测量试桩水平加载后的变形量的试桩水平变形测量组件。与现有技术相比，本发明突破了原有该类试验装置对现场加荷试验加载方向单一的限制，能够对现场各类型现场试验桩基进行组合荷载试验测试，能够以不同的加荷顺序，施加任意组合的竖向与水平荷载，以更好地分析桩基组合承载性状。
【专利说明】
一种现场试验桩基组合荷载加载装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种现场加载试验装置，尤其是涉及一种能对现场试验粧基进行不同加载顺序、不同组合荷载的加载试验装置。
【背景技术】
[0002]随着高层建筑、桥梁及塔台等建(构)筑物的建设，单粧所受上部传来的组合荷载作用在工程实践中日趋受到重视。组合荷载即作用在地面以上粧身部分的竖向荷载、水平荷载和弯矩荷载三种荷载以任意形式组合的荷载。在组合荷载下，竖向荷载影响粧周土体抗力，同时由于粧身挠曲变形的出现而产生附加弯矩，进而影响粧的水平承载能力，而水平荷载引起粧体水平变形，进而造成粧周土体抗力的改变，进而影响粧的竖向承载特性。由于上述荷载分量之间相互影响，造成粧基的承载特性比单方向荷载粧要复杂的多。目前对此的研究较少，如何设计组合荷载下的粧基已成为普遍关心的问题。以往对组合荷载作用下单粧承载特性的研究多集中于对倾斜荷载下单粧的受力研究，倾斜荷载是竖向荷载和水平荷载以特定比例同时施加在粧顶的荷载，是组合荷载的一种特殊形式。目前，国内外很多学者对纯竖向荷载和纯水平荷载下的粧基承载特性进行了大量的探索与研究，取得了很多成果，但对组合荷载下的粧基承载力研究相对较少。
[0003]目前对组合荷载的研究存在诸多疑问，因此有必要更深一步的研究组合荷载下单粧的承载特性。但是目前采用的组合荷载的加载装置通常较为复杂，如中国专利ZL201410328079.0公开了一种粧基模型试验用横竖向加载装置，包括模型箱，所述的模型箱内装有与粧基施工现场土质相同的砂土，所述的模型箱的顶端设置有定位装置，定位装置调整模型粧在模型箱内的压粧位置，竖向加载装置对模型粧施加竖向载荷，所述的横向加载装置对模型粧施加横向载荷。但是该专利虽然能较好的对室内模型粧基进行横向加载试验和竖向加载试验，但是由于其部件较多，而且需要墙体作为横向加载装置的载体，无法满足现场试验要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了进一步研究组合荷载下单粧的承载特性而研制的一种大型多功能室内现场试验粧基组合荷载加载装置。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]—种现场试验粧基组合荷载加载装置，用于对室内的试验粧基进行组合荷载，其特征在于，所述的加载装置包括对试验粧基施加竖向荷载的竖向加载组件，对试验粧基施加水平荷载的水平加载组件，测量试粧竖向加载后的变形量的试粧竖向变形测量组件，以及测量试粧水平加载后的变形量的试粧水平变形测量组件。
[0007]所述的竖向加载组件包括反力梁和竖向加载单元，所述的反力梁水平固定在试验粧基的上方，所述的竖向加载单元分别连接反力梁与试验粧基顶部，并对试验粧基竖向加载。反力梁可以由槽钢制成，通过锚粧固定。
[0008]在反力梁与竖向加载单元之间还设有滚轴单元，该滚轴单元由两块分别接触反力梁与竖向加载单元的垫板，以及设置在所述两块垫板之间的滚轴结构组成。由于现场试验粧基加载荷载吨位大，水平加载后试验粧基会产生水平位移，设置滚轴单元可以释放水平位移，减少上端反力梁对试粧水平方向的约束，同时设置滚轴单元方便反力梁与试粧通过滚轴单元接触的加载对中，防止偏心，起到调节加载的作用。
[0009 ]竖向加载单元可以为竖向力千斤顶。
[0010]所述的水平加载组件包括水平反力粧和水平加载单元，所述的水平反力粧竖直设置在试验粧基的一旁，所述的水平加载单元分别连接水平反力粧和试验粧基，并对试验粧基水平加载。水平加载单元可以为水平力千斤顶。
[0011 ]所述的水平加载单元通过球铰与试验粧基固定连接。
[0012]所述的试粧竖向变形测量组件包括水平设置在试验粧基一旁的基准梁，以及两端分别固定连接基准梁和试验粧基的竖向位移百分表。
[0013]所述的基准梁距离地面的高度比试验粧基顶部离地面的高度矮180-220mm。在竖向加载后，试验粧基会产生竖向位移，设置基准梁距离地面的高度比试验粧基顶部离地面的高度矮180-220mm可以保证在试验加载过程中基准梁与试验粧在竖向保持相互独立，避免基准梁在试验粧下沉过程中可能的接触造成的扰动。
[0014]所述的试粧水平变形测量组件包括竖直设置在试验粧基一旁的基准粧，以及两端分别固定连接基准粧和试验粧基的水平位移百分表。
[0015]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0016](I)设置了独立的水平加载组件和竖向加载组件，能够根据需求对现场粧基，以不同的加荷顺序、施加任意组合的竖向与水平荷载，进行组合荷载试验测试，以更好地分析粧基组合承载性状，突破了原有该类试验装置对现场加荷试验加载方向单一的限制。
[0017](2)结构简单，体积小:本发明的整个加载试验装置由多个分散的零部件组件，在进行具体的测试时，通过分别将这些零部件与试验粧基组合，即可实现较高精度的测量，特别适用于对室内的试验粧基的测试，经济效益显著，操作简单方便。
[0018](3)与【背景技术】中的对比专利相比，【背景技术】中的对比专利仅能实现对室内模型粧基进行水平和竖向的加载，其竖向加载试验装置需要固定在模型箱上，水平加载装置需要固定在实验室墙体上，无法满足现场试验粧基加载要求，而且现场试验粧基施加荷载巨大，本发明在竖向设置反力梁以及水平方向设置水平反力粧都可以满足对现场试验粧基的加荷要求。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例1的加载装置的主视结构示意图；
[0020]图2为本发明实施例1的加载装置的右视结构示意图；
[0021 ]图中，1-反力梁，2-滚轴单元，3-竖向加载单元，4-竖向位移百分表，5-水平加载单元，6-水平位移百分表，7-球铰，8-水平反力粧，9-基准梁，I O-基准粧。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0023]实施例1
[0024]—种现场试验粧基组合荷载加载装置，其结构如图1和图2所示，用于对室内的试验粧基进行组合荷载，其特征在于，加载装置包括对试验粧基施加竖向荷载的竖向加载组件，对试验粧基施加水平荷载的水平加载组件，测量试粧竖向加载后的变形量的试粧竖向变形测量组件，以及测量试粧水平加载后的变形量的试粧水平变形测量组件；
[0025]竖向加载组件包括依次连接的反力梁1、滚轴单元2和竖向加载单元3(如竖向力千斤顶)，竖向加载单元3还连接试验粧基顶部，并对试验粧基竖向加载，滚轴单元2由两块分别接触反力梁I与竖向加载单元3的垫板，以及设置在所述两块垫板之间的滚轴结构组成。
[0026]水平加载组件包括水平反力粧8和水平加载单元5(如水平力千斤顶)，水平反力粧8竖直设置在试验粧基的一旁，水平加载单元5分别连接水平反力粧8和试验粧基，并对试验粧基水平加载，水平加载单元5通过球铰7与试验粧基固定连接。
[0027]试粧竖向变形测量组件包括水平设置在试验粧基一旁的基准梁9，以及两端分别固定连接基准梁9和试验粧基的竖向位移百分表4，试粧水平变形测量组件包括竖直设置在试验粧基一旁的基准粧10，以及两端分别固定连接基准粧10和试验粧基的水平位移百分表
6ο
[0028]采用上述的加载装置对室内的试验粧基进行加载测试时，具体可包括以下步骤:
[0029]首先根据试验要求在距离试验粧基一定距离处打入水平反力粧8，在现场待测粧周挖出相应大小的试验槽，在试验粧基与水平反力粧8之间留出可供水平加载单元5放置的平台，将水平加载单元5放置于平台上，并通过球铰7与垫块分别与试验粧基和水平反力粧8相连。在试验粧基附近树立基准粧10，用螺栓将水平位移百分表6固定于基准粧10与试验粧基之间。计算待测试验粧基粧帽顶部加竖向力千斤顶3与滚轴单元2的高度，将反力梁I通过锚杆固定于所需高度，并保证反力梁I处于水平状态，再将竖向力千斤顶3与滚轴单元2安装于反力梁I与试验粧基粧帽之间。将基准梁9安装在粧侧粧顶下约200_处，将竖向位移百分表4通过螺栓分别固定于基准梁9与试验粧基粧身。通过竖向、水平加载单元(3、5)分别独立加压，即可进行试验粧基组合加卸载，通过采集试验数据，分析组合荷载下粧身的竖向与水平位移变化，进而可以对组合荷载下单粧的承载特性进行分析。
[0030]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种现场试验粧基组合荷载加载装置，用于对现场试验粧基进行组合荷载，其特征在于，所述的加载装置包括对现场试验粧基施加竖向荷载的竖向加载组件，对现场试验粧基施加水平荷载的水平加载组件，测量试验粧基竖向加载后的变形量的试粧竖向变形测量组件，以及测量试验粧基水平加载后的变形量的试粧水平变形测量组件。2.根据权利要求1所述的一种现场试验粧基组合荷载加载装置，其特征在于，所述的竖向加载组件包括反力梁(I)和竖向加载单元(3)，所述的反力梁(I)水平固定在试验粧基的上方，所述的竖向加载单元(3)分别连接反力梁(I)与试验粧基顶部，并对试验粧基竖向加载。3.根据权利要求2所述的一种现场试验粧基组合荷载加载装置，其特征在于，在反力梁(I)与竖向加载单元(3)之间还设有滚轴单元(2)，该滚轴单元(2)由两块分别接触反力梁(I)与竖向加载单元(3)的垫板，以及设置在所述两块垫板之间的滚轴结构组成。4.根据权利要求1所述的一种现场试验粧基组合荷载加载装置，其特征在于，所述的水平加载组件包括水平反力粧(8)和水平加载单元(5)，所述的水平反力粧(8)竖直设置在试验粧基的一旁，所述的水平加载单元(5)分别连接水平反力粧(8)和试验粧基，并对试验粧基水平加载。5.根据权利要求4所述的一种现场试验粧基组合荷载加载装置，其特征在于，所述的水平加载单元(5)通过球铰(7)与试验粧基固定连接。6.根据权利要求1所述的一种现场试验粧基组合荷载加载装置，其特征在于，所述的试粧竖向变形测量组件包括水平设置在试验粧基一旁的基准梁(9)，以及两端分别固定连接基准梁(9)和试验粧基的竖向位移百分表(4)。7.根据权利要求6所述的一种现场试验粧基组合荷载加载装置，其特征在于，所述的基准梁(9)距离地面的高度比试验粧基顶部离地面的高度矮180-220_。8.根据权利要求1所述的一种现场试验粧基组合荷载加载装置，其特征在于，所述的试粧水平变形测量组件包括竖直设置在试验粧基一旁的基准粧(10)，以及两端分别固定连接基准粧(10)和试验粧基的水平位移百分表(6)。
【文档编号】E02D33/00GK106013270SQ201610463028
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】赵程, 赵春风, 马闯闯, 李玮倬, 于志敏, 王文东
【申请人】同济大学