用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，包括支座、箱体以及用于向箱体内的试验桩施加横轴向力和竖轴向力的测量机构，所述箱体和测量机构均安装在支座上，所述箱体位于测量机构内部；所述箱体呈四方形且上部开口，所述箱体的四个侧壁均包括第一拼装板、连接在第一拼装板上的第二拼装板、连接在第二拼装板上的第三拼装板、连接在第三拼装板上的第四拼装板、连接在第四拼装板上的第五拼装板和连接在第五拼装板上的第六拼装板，所述箱体上相邻两个侧壁通过竖向角钢连接。该试验装置的箱体采用拼接方式，能够使箱体内的土体形成不同坡度，其结构简单，且拆卸和安装非常方便。
【专利说明】用于测量陡坡桥梁粧基承载力的试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种试验装置，特别是涉及一种用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置。
【背景技术】
[0002]由于陡坡地段桥梁桩基础所穿越的地理位置复杂多变，且与平坡桩基承载力相t匕，具有一定的特殊性，故对陡坡桩基承载力进行研究十分必要，利用室内模型试验研究陡坡地段桩基承载力，可较为真实的反应桩基所处地段的承载力。
[0003]目前国内外已有许多模拟桩基础承载力的试验装置和方法，中国专利申请号“ 201110399399.1 ”公开了 一种可双向加载的桩基础试验模型装置。该装置可向桩基施加水平和竖向荷载并且可以模拟陡坡上的桩基础承载状态。但其也存在以下缺点:1、该装置准备时的陡坡坡度难以便捷的控制，精确成坡较为困难。2、装置无法多面成坡，在模拟陡坡时有一定局限性。3、竖轴向加载时无法保证其施加力方向为正竖向，试验会因外界不可避免的因素而形成偏心，导致竖轴向加载时桩顶受力不均匀。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置。该试验装置的箱体采用拼接方式，能够使箱体内的土体形成不同坡度，其结构简单，且拆卸和安装非常方便。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:包括支座、箱体以及用于向箱体内的试验桩施加横轴向力和竖轴向力的测量机构，所述箱体和测量机构均安装在支座上，所述箱体位于测量机构内部；所述箱体呈四方形且上部开口，所述箱体的四个侧壁均包括第一拼装板、连接在第一拼装板上的第二拼装板、连接在第二拼装板上的第三拼装板、连接在第三拼装板上的第四拼装板、连接在第四拼装板上的第五拼装板和连接在第五拼装板上的第六拼装板，所述箱体上相邻两个侧壁通过竖向角钢连接。
[0006]上述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述第一拼装板与支座相平行，所述第二拼装板与第一拼装板呈30°夹角，所述第三拼装板与第一拼装板呈45°夹角，所述第四拼装板与第一拼装板呈60°夹角，所述第五拼装板与第一拼装板呈75°夹角，所述第六拼装板与第一拼装板呈90°夹角。
[0007]上述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述测量机构包括第一竖向反力柱、第二竖向反力柱、第三竖向反力柱、第四竖向反力柱、第一横杆、第二横杆、第一次梁、第二次梁和反力梁；所述第一竖向反力柱的上部和第二竖向反力柱的上部通过第一次梁连接，所述第三竖向反力柱的上部和第四竖向反力柱的上部通过第二次梁连接，所述第一次梁和第二次梁相平行，所述第一次梁和第二次梁通过反力梁连接，所述第一次梁和第二次梁之间设置有加载杠杆，所述加载杠杆的一端与反力梁相铰接，所述加载杠杆的另一端安装有用于连接竖轴向加载用砝码的第一定滑轮，所述加载杠杆上连接有用于抵接在试验桩上端的竖向传力杆，所述第一竖向反力柱的上部和第四竖向反力柱的上部通过第一横杆连接，所述第二竖向反力柱的上部和第三竖向反力柱的上部通过第二横杆连接，所述第二横杆上安装有用于连接横轴向加载用砝码的第二定滑轮。
[0008]上述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述竖向传力杆的下端安装有万向头，与所述竖向传力杆位置相对应的试验桩的上端安装有端帽，所述端帽上端设置有与万向头相配合的凹槽。
[0009]上述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述竖向传力杆包括传力杆本体，所述传力杆本体上且沿传力杆本体的长度方向开设有螺纹孔，所述螺纹孔内安装有螺杆，所述万向头安装在螺杆的下端。
[0010]上述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述传力杆本体的上端滑动连接在加载杠杆上。
[0011]上述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述第一横杆的两端分别通过卡扣件与第一竖向反力柱和第四竖向反力柱连接；所述第二横杆的两端分别通过卡扣件与第二竖向反力柱和第三竖向反力柱连接；所述第一次梁的两端分别通过卡扣件与第一竖向反力柱和第二竖向反力柱连接；所述第二次梁的两端分别通过卡扣件与第三竖向反力柱和第四竖向反力柱连接；所述反力梁的两端分别通过卡扣件与第一次梁和第二次梁连接，所述加载杠杆的一端通过卡扣件与反力梁连接。
[0012]上述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述卡扣件包括固定套环和与固定套环连接的第一卡箍，所述第一卡箍和固定套环呈垂直布设。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0014]1、本实用新型的结构简单，设计新颖合理。
[0015]2、本实用新型通过各个拼装板的组合能够在箱体内形成30°、45°、60°、75°和90°的坡，在试验时可根据所需模拟陡坡坡度拆卸组合拼装板，以组合拼装板的边界为切坡参照，既容易成坡，又便于控制成坡坡度，提高试验效率。
[0016]3、本实用新型通过设置万向头，在竖轴向加载时，万向头的使用可以保证试验桩承受均匀荷载和荷载的正竖向性，避免外界干扰因素而形成偏心，以防桩顶在竖轴向加载时出现受力不均现象。
[0017]4、本实用新型通过对竖向传力杆的特殊设计，可以通过旋转螺杆调整整个竖向传力杆的高度，进而适应不同高度的试验桩。
[0018]5、本实用新型的实现成本低，使用效果好，便于推广使用。
[0019]综上所述，本实用新型结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，使用寿命长，使用效果好，便于推广使用。
[0020]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的结构示意图。
[0022]图2为图1中A处的放大图。
[0023]图3为本实用新型加载杠杆和竖向传力杆的连接关系示意图。[0024]图4为本实用新型箱体拼装板的第一种拼装方式示意图。
[0025]图5为本实用新型箱体拼装板的第二种拼装方式示意图。
[0026]图6为本实用新型箱体拼装板的第三种拼装方式示意图。
[0027]图7为本实用新型箱体拼装板的第四种拼装方式示意图。
[0028]图8为本实用新型箱体拼装板的第五种拼装方式示意图。
[0029]附图标记说明:
[0030]I一支座；2—第一竖向反力柱；3—箱体；
[0031]3-1一第一拼装板； 3_2—第二拼装板； 3_3—第二拼装板；
[0032]3-4一第四拼装板； 3-5—第五拼装板； 3-6—第六拼装板；
[0033]3-7—竖向角钢；4一万向头；5—土体；
[0034]6一第二竖向反力柱；7—第一次梁；8—竖轴向加载用破码；
[0035]9一第一定滑轮；10—加载杠杆；11一横轴向加载用破码；
[0036]12一第二定滑轮；13—第二横杆；14一第二竖向反力柱； [0037]15—第二次梁；16—竖向传力杆；17—反力梁；
[0038]18一第一横杆；19一第四竖向反力柱；20—第一试验桩；
[0039]21 一端帽；22—第二试验粧；23—第 ^植；
[0040]24一固定套环；25—第二卡植；26—螺杆。
【具体实施方式】
[0041]如图1和图8所不的一种用于测量陆坡桥梁粧基承载力的试验装置，包括支座1、箱体3以及用于向箱体3内的试验桩施加横轴向力和竖轴向力的测量机构，所述箱体3和测量机构均安装在支座I上，所述箱体3位于测量机构内部；所述箱体3呈四方形且上部开口，所述箱体3的四个侧壁均包括第一拼装板3-1、连接在第一拼装板3-1上的第二拼装板3-2、连接在第二拼装板3-2上的第三拼装板3-3、连接在第三拼装板3-3上的第四拼装板3-4、连接在第四拼装板3-4上的第五拼装板3-5和连接在第五拼装板3-5上的第六拼装板3-6，所述箱体3上相邻两个侧壁通过竖向角钢3-7连接。
[0042]本实施例中，箱体3侧壁均有四块多边形组合钢板拼接而成，相邻两个拼装板通过螺栓锚固在一起，组成箱体3侧壁，每个拼接板可自由拆卸，箱体3的正方形侧壁左右两侧通过螺栓连接在带孔竖向角钢3-7上，第一拼装板3-1通过螺栓连接在支座I上，形成支护结构，发挥挡土作用。所述箱体3采用这种拼接方式，能够使箱体3内的土体形成不同坡度，其结构简单，且拆卸和安装非常方便。
[0043]如图8所示，所述第一拼装板3-1与支座I相平行，所述第六拼装板3-6与第一拼装板3-1的夹角σ为90°。如图4所示，所述第二拼装板3-2与第一拼装板3_1的夹角Y为30°。如图5所示，所述第三拼装板3-3与第一拼装板3-1的夹角Θ为45°。如图6所示，所述第四拼装板3-4与第一拼装板3-1的夹角β为60°。如图7所示，所述第五拼装板3-5与第一拼装板3-1的夹角α为75°。通过各个拼装板的组合能够在箱体3内形成30°、45°、60°、75°和90°的坡，在试验时可根据所需模拟陡坡坡度拆卸组合拼装板，以组合拼装板的边界为切坡参照，既容易成坡，又便于控制成坡坡度，提高试验效率。
[0044]如图1所示，所述测量机构包括第一竖向反力柱2、第二竖向反力柱6、第三竖向反力柱14、第四竖向反力柱19、第一横杆18、第二横杆13、第一次梁7、第二次梁15和反力梁17 ;所述第一竖向反力柱2、第二竖向反力柱6、第三竖向反力柱14和第四竖向反力柱19分别靠近支座I的四个角，所述第一竖向反力柱2的上部和第二竖向反力柱6的上部通过第一次梁7连接，所述第三竖向反力柱14的上部和第四竖向反力柱19的上部通过第二次梁15连接，所述第一次梁7和第二次梁15相平行，所述第一次梁7和第二次梁15通过反力梁17连接，所述第一次梁7和第二次梁15之间设置有加载杠杆10，所述加载杠杆10的一端与反力梁17相铰接，所述加载杠杆10的另一端安装有用于连接竖轴向加载用砝码8的第一定滑轮9,所述加载杠杆10上连接有用于抵接在试验桩上端的竖向传力杆16,所述第一竖向反力柱2的上部和第四竖向反力柱19的上部通过第一横杆18连接，所述第二竖向反力柱6的上部和第三竖向反力柱14的上部通过第二横杆13连接，所述第二横杆13上安装有用于连接横轴向加载用砝码11的第二定滑轮12。
[0045]本实施例使用时，箱体3内盛装有土体5, 土体5内插入第一试验桩20和第二试验桩22,以对第一试验桩20施加竖轴向力为例,加载杠杆10 —端的第一定滑轮9上悬挂有竖轴向加载用砝码8，通过增加不同重量的竖轴向加载用砝码8带动加载杠杆10绕加载杠杆10与反力梁17的连接点转动,所述加载杠杆10进而带动竖向传力杆16对第一试验桩20加载竖轴向力；以对第二试验桩22施加横轴向力为例，采用一根绳索，所述绳索的一端与第二试验桩22的上部连接，所述绳索的另一端绕过第二定滑轮12并连接有横轴向加载用砝码11，通过增加不同重量的横轴向加载用砝码11，进而通过绳索对第二试验桩22进行横轴向加载，所述第一试验桩20和第二试验桩22内均设置有应力片，通过应力片可以测得具体的值。
[0046]如图3所示，所述竖向传力杆16的下端安装有万向头4，与所述竖向传力杆16位置相对应的试验桩的上端安装有端帽21，所述端帽21上端设置有与万向头4相配合的凹槽。在竖轴向加载时，万向头4的使用可以保证试验桩承受均匀荷载和荷载的正竖向性，避免外界干扰因素而形成偏心，以防桩顶在竖轴向加载时出现受力不均现象。
[0047]如图3所示，所述竖向传力杆16包括传力杆本体16-1，所述传力杆本体16_1上且沿传力杆本体16-1的长度方向开设有螺纹孔，所述螺纹孔内安装有螺杆16-2，所述万向头4安装在螺杆16-2的下端。通过旋转螺杆16-2可以调整整个竖向传力杆16的高度，进而适应不同高度的试验桩。
[0048]如图3所示,所述传力杆本体16-1的上端滑动连接在加载杠杆10上。具体的，所述加载杠杆10的一端套有与传力杆本体16-1上端连接的第二卡箍25,根据需要可以松开第二卡箍25，带动竖向传力杆16沿加载杠杆10移动。
[0049]结合图1和图2，所述第一横杆18的两端分别通过卡扣件与第一竖向反力柱2和第四竖向反力柱19连接；所述第二横杆13的两端分别通过卡扣件与第二竖向反力柱6和第三竖向反力柱14连接；所述第一次梁7的两端分别通过卡扣件与第一竖向反力柱2和第二竖向反力柱6连接；所述第二次梁15的两端分别通过卡扣件与第三竖向反力柱14和第四竖向反力柱19连接；所述反力梁17的两端分别通过卡扣件与第一次梁7和第二次梁15连接，所述加载杠杆10的一端通过卡扣件与反力梁17连接。如图2所示，所述卡扣件包括固定套环24和与固定套环24连接的第一卡箍23，所述第一卡箍23和固定套环24呈垂直布设，具体的，以第一次梁7和第二竖向反力柱6的连接为例，所述固定套环24固定连接在第二竖向反力柱6上，所述第一卡箍23套在第一次梁7上。
[0050]本实施例中，根据需要可以将卡扣件上的第 ^箍23松开,进而第一横杆18、第二横杆13、第一次梁7、第二次梁15和反力梁17均可以水平滑动。
[0051]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案 的保护范围内。
【权利要求】
1.用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:包括支座(1)、箱体(3)以及用于向箱体(3)内的试验桩施加横轴向力和竖轴向力的测量机构，所述箱体(3)和测量机构均安装在支座⑴上，所述箱体⑶位于测量机构内部；所述箱体⑶呈四方形且上部开口，所述箱体(3)的四个侧壁均包括第一拼装板(3-1)、连接在第一拼装板(3-1)上的第二拼装板(3-2)、连接在第二拼装板(3-2)上的第三拼装板(3-3)、连接在第三拼装板(3-3)上的第四拼装板(3-4)、连接在第四拼装板(3-4)上的第五拼装板(3-5)和连接在第五拼装板(3-5)上的第六拼装板(3-6)，所述箱体(3)上相邻两个侧壁通过竖向角钢(3-7)连接。
2.根据权利要求1所述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述第一拼装板(3-1)与支座(1)相平行，所述第二拼装板(3-2)与第一拼装板(3-1)呈30°夹角，所述第三拼装板(3-3)与第一拼装板(3-1)呈45°夹角，所述第四拼装板(3-4)与第一拼装板(3-1)呈60°夹角，所述第五拼装板(3-5)与第一拼装板(3-1)呈75°夹角，所述第六拼装板(3-6)与第一拼装板(3-1)呈90°夹角。
3.根据权利要求1所述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述测量机构包括第一竖向反力柱(2)、第二竖向反力柱(6)、第三竖向反力柱(14)、第四竖向反力柱(19)、第一横杆(18)、第二横杆(13)、第一次梁(7)、第二次梁(15)和反力梁(17);所述第一竖向反力柱(2)的上部和第二竖向反力柱(6)的上部通过第一次梁(7)连接，所述第三竖向反力柱(14)的上部和第四竖向反力柱(19)的上部通过第二次梁(15)连接，所述第一次梁(7)和第二次梁(15)相平行，所述第一次梁(7)和第二次梁(15)通过反力梁(17)连接，所述第一次梁(7)和第二次梁(15)之间设置有加载杠杆(10)，所述加载杠杆(10)的一端与反力梁(17)相铰接，所述加载杠杆(10)的另一端安装有用于连接竖轴向加载用砝码(8)的第一定滑轮(9)，所述加载杠杆(10)上连接有用于抵接在试验桩上端的竖向传力杆(16)，所 述第一竖向反力柱(2)的上部和第四竖向反力柱(19)的上部通过第一横杆(18)连接，所述第二竖向反力柱(6)的上部和第三竖向反力柱(14)的上部通过第二横杆(13)连接，所述第二横杆(13)上安装有用于连接横轴向加载用砝码(11)的第二定滑轮(12)。
4.根据权利要求3所述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述竖向传力杆(16)的下端安装有万向头(4)，与所述竖向传力杆(16)位置相对应的试验桩的上端安装有端帽(21)，所述端帽(21)上端设置有与万向头(4)相配合的凹槽。
5.根据权利要求4所述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述竖向传力杆(16)包括传力杆本体(16-1)，所述传力杆本体(16-1)上且沿传力杆本体(16-1)的长度方向开设有螺纹孔，所述螺纹孔内安装有螺杆(16-2)，所述万向头(4)安装在螺杆(16-2)的下端。
6.根据权利要求5所述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述传力杆本体(16-1)的上端滑动连接在加载杠杆(10)上。
7.根据权利要求3所述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述第一横杆(18)的两端分别通过卡扣件与第一竖向反力柱(2)和第四竖向反力柱(19)连接；所述第二横杆(13)的两端分别通过卡扣件与第二竖向反力柱(6)和第三竖向反力柱(14)连接；所述第一次梁(7)的两端分别通过卡扣件与第一竖向反力柱(2)和第二竖向反力柱(6)连接；所述第二次梁(15)的两端分别通过卡扣件与第三竖向反力柱(14)和第四竖向反力柱(19)连接；所述反力梁(17)的两端分别通过卡扣件与第一次梁(7)和第二次梁(15)连接，所述加载杠杆(10)的一端通过卡扣件与反力梁(17)连接。
8.根据权利要求7所述的用于测量陡坡桥梁桩基承载力的试验装置，其特征在于:所述卡扣件包括固定套环(24)和与固定套环(24)连接的第一卡箍(23)，所述第一卡箍(23)和固定套环(24)呈垂 直布设。
【文档编号】E02D33/00GK203755358SQ201420092192
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】冯忠居, 方贻立, 王增贤, 王航, 叶岩邦, 崔文社, 徐占慧, 唐春, 魏进, 冯沅, 梁倩, 苏航州, 周桂梅, 黄涛 申请人:长安大学