本发明属于地基静载荷试验领域，具体涉及一种静载用履带式移动堆载平台及平板载荷试验方法。
背景技术：
目前，在检地基(包含复合地基和竖向增强体)承载力的各种方法中，平板载荷试验是一种应用最早、最广泛，且被公认为试验结果最准确、最可靠的原位测试方法，被列入各国各种工程规范或规定中。该试验模拟地基或基础的实际工作状态，在一定尺寸的刚性承压板上分级施加荷载，观测各级荷载作用下地基(包含复合地基和竖向增强体)随压力的变化测试变形情况的原位试验。
平板载荷试验必须由反力系统提供足够的反力，而反力系统一般有堆载法和地锚法，或两者联和使用。目前比较常用的方法为堆载法，堆载材料主要以砂石和混凝土块为主。以砂石为堆载材料的反力系统主要由人工堆载完成，这种方法对试验场地要求较低，但却费事、费力，试验准备时间长，造成整个周期过长，且随着人力成本的提高，试验成本逐年升高。以混凝土块为主堆载材料的反力系统主要由机械完成，因这种方法主要由吊机等大型机械吊装反力系统，因此对试验场地的要求比较高，要能满足大型机械的通行要求，此方法试验成本比较高，但试验周期相对较短。大型机械的使用导致该方法具有一定局限性，无法在一些场地较差，或基坑中平板载荷试验。
地锚法是在试验点预先打设足够的锚杆桩做反力系统，此种方法试验时虽不需要大型机械或大量人工进行安装，但存在以下缺点：1、锚杆桩施工费用较高，试验后一般很难得到有效利用；2、试验对所用锚杆施工质量要求较高，要具有足够的承载力且不能有较大变形，否则易因受力不均导致锚杆桩被拔出；3、试验时，因锚杆桩对土层的影响，对试验精度一定的影响。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提出操作简单，移动方便，对场地要求低，试验周期短的堆载平台。
技术方案：
本发明首先公开了一种静载用履带式移动堆载平台，它包括承载系统、动力系统、履带底盘系统和静载试验系统：
-承载系统：包括承重横梁、承重纵梁、可伸缩式液压支撑装置，承重纵梁通过螺栓安装在承重横梁上，承重横梁作为承重主梁设置为至少2根，承重纵梁作为承重次梁；承重横梁通过螺栓与履带底盘系统的连系梁连接；所述液压支撑装置设置在承重横梁上，在承重纵梁上放置混泥土配重块；
-动力系统：为堆载平台的动力装置，动力系统通过螺栓安装在承重纵梁的空隙部位；
-履带底盘系统：为堆载平台的行走和移动装置；履带底盘系统包括两侧的履带底盘以及连接两侧履带底盘的连系梁，连系梁与承重纵梁平行，履带底盘与承重横梁平行；
-静载试验系统：包括千斤顶上反力梁、液压千斤顶伸缩装置、千斤顶、载荷板、基准梁、百分表、基准桩和吊索，千斤顶上反力梁横跨两根承重横梁并下挂于承重横梁下方，千斤顶上反力梁连接液压千斤顶伸缩装置的活动端，液压千斤顶伸缩装置固定在承重纵梁上，千斤顶上反力梁基于液压千斤顶伸缩装置在承重横梁下方活动，实现推出收回动作；荷载板水平设置，在荷载板上固定千斤顶，荷载板的两侧通过吊索连接在承重横梁上，通过下方吊索实现载荷板和千斤顶归位，与试验点接触；所述基准桩打入地下，基准梁安装在基准桩上，若干百分表设置在基准梁上。
优选的，所述千斤顶上反力梁同承重横梁通过曲轴承连接。
具体的，所述液压支撑装置包括支撑千斤顶、支撑底盘、支撑内套梁、支撑外套梁、伸缩千斤顶，在堆载平台的两端各设置两个与承重纵梁保持平行的液压支撑装置，各端的两个液压支撑装置首尾相向：支撑外套梁与承重纵梁保持平行并固定在承重横梁上，支撑外套梁的底部封闭并固定伸缩千斤顶的底盘，支撑外套梁的底部即液压支撑装置的尾部；伸缩千斤顶在支撑外套梁内做伸缩动作，伸缩千斤顶的伸缩端固定支撑内套梁的一端，支撑内套梁的另一端固定支撑千斤顶，支撑千斤顶的下方为活动端并固定支撑底盘，支撑底盘即液压支撑装置的首部；支撑千斤顶自身的伸缩方向与承重横梁、承重纵梁构成的平面垂直；支撑千斤顶基于伸缩千斤顶完成了自身的横向位移调整，从而实现堆载平台四角的支撑千斤顶独立控制。
优选的，所述动力系统为电机带动高压油泵。
具体的，所述履带底盘包括：液压马达、支撑轮、承重部、被动轮、履带：液压马达和被动轮分别设置在承重部的两端，液压马达受动力系统控制转动，被动轮在履带带动下传动；支撑轮设置在承重部下方，支撑轮在履带带动下传动；液压马达、支撑轮、被动轮共同支撑履带。
基于静载用履带式移动堆载平台，本发明还公开了一种平板载荷试验方法，它包括以下步骤：
s1：堆载平台移动
s1-1：液压千斤顶伸缩装置拉缩千斤顶上反力梁，使千斤顶上反力梁偏离千斤顶上方，此时通过吊索吊起载荷板，使载荷板和其上方千斤顶一起被吊起脱离地面；
s1-2：液压支撑装置则处于收缩状态：伸缩千斤顶收缩，带动支撑内套梁收缩于支撑外套梁内；支撑千斤顶收缩，带动支撑底盘脱离地面；
s1-3：此时堆载平台只有履带底盘系统中的履带与地面接触：堆载平台基于液压马达进行前进、后退操作，并利用两条履带的速度差进行左转向、右转向；最终由履带底盘将堆载平台移动到试验点位置，使载荷板中心与试验点中心重合；
s2：试验系统安装
s2-1：下放吊索，使载荷板和千斤顶归位，载荷板与试验点接触；
s2-2：液压千斤顶伸缩装置伸出，将千斤顶上反力梁推出，使千斤顶上反力梁沿承重横梁下方移动至千斤顶的上方；
s2-3：伸缩千斤顶伸出，使支撑内套梁伸出支撑外套梁外，伸出长度由场地条件确定；
s2-4：将支撑千斤顶则伸出，带动支撑底盘接触地面，承载压力；
s2-5：继续将支撑千斤顶进行顶升，使履带脱离地面，整个堆载平台由支撑千斤顶承重；支撑千斤顶顶升过程中，通过安装在承重横梁上的水平仪观察整个体系的平整性，当堆载平台不水平时，调节液压支撑装置使堆载平台处于水平状态；
s2-6：将基准桩打入地下一定深度，所述深度满足平板载荷试验时使用规范的要求，并将基准梁安装在基准桩上，将若干百分表架设在基准梁上，完成整个试验系统的安装；
s3：进行试验
按照常规操作进行平板载荷试验；
s4：堆载平台收回
s4-1：拆除基准梁、基准桩和百分表；
s4-2：液压千斤顶伸缩装置拉缩千斤顶上反力梁，使其偏离千斤顶上方；
s4-3：通过吊索(14)吊起载荷板(9)，使载荷板(9)和其上方千斤顶(8)一起被吊起脱离地面，满足履带底盘行走要求；
s4-4：承载系统中的液压支撑装置则处于收缩状态：伸缩千斤顶收缩，带动支撑内套梁使其收缩于支撑外套梁内；支撑千斤顶收缩，带动支撑底盘脱离地面；
s4-5：此时堆载平台只有履带底盘系统中的履带与地面接触：堆载平台基于液压马达进行前进、后退操作，并利用两条履带的速度差进行左转向、右转向；最终由履带底盘将堆载平台移动到目标位置。
作为另一种试验方法，将载荷板更换为钢柱，进行深层载荷板试验和岩基载荷试验。
作为另一种试验方法，将承重纵梁上放置的混凝土配重块移除，千斤顶上反力梁更换为抗拔装置，进行锚杆抗拔试验。
本发明的有益效果
静载用履带式移动堆载平台具有体积小，移动灵活，安装方便，试验周期短，试验成本低、适应性强等特点，能满足各种复杂场地条件下的平板载荷试验。
对比其他发明及现有技术，本发明具有如下创新点：
1、本发明设计了液压支撑装置，可灵活应对各种坑洼、高低起伏等不平整场地，且支撑点与试验点间距大，能满足规范对反力系统的要求。
2、本发明设计了可收缩的静载试验系统，集成于该发明专利中，行进时可收缩离开地面，并保持一定高度，试验时可自由下方至试验点。无需另外配备或携带检测设备，方便、经济且实用。
附图说明
图1、本发明行进状态下的侧视图
图2、本发明行进状态下的俯视图
图3、本发明行进状态下的前视图
图4、本发明试验状态下的俯视图
图5、本发明试验状态下的前视图
图6、本发明履带底盘系统俯视图
图7、本发明履带底盘系统前视图
图8、本发明履带底盘系统侧视图
图9、本发明承载及支撑系统俯视图
图10、本发明承载及支撑系统前视图
图11、本发明承载及支撑系统侧视图
图12、本发明静载试验系统俯视图
图13、本发明静载试验系统侧视图
图14、本发明静载试验系统前视图
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
堆载平台的结构：
结合图1-图3，堆载平台包括承载系统、动力系统16、履带底盘系统和静载试验系统，堆载平台由履带底盘1作为行进和移动方式，其动力来源为集成于承重纵梁5中间的动力系统16。两条履带1-5之间由履带底盘1的连系梁2连接，组成履带底盘系统。承重纵梁5和动力系统16均通过螺栓安装在承重横梁4上。承重横梁4则通过螺栓与履带底盘1的连系梁2连接。承重横梁4、承重纵梁5和可伸缩式液压支撑装置3作为承重及支撑系统其主要支撑和承载作用。
结合图9-图11，液压支撑装置3由支撑千斤顶3-1、支撑底盘3-2、支撑内套梁3-3、支撑外套梁3-4、伸缩千斤顶3-5组成：在堆载平台的两端各设置两个与承重纵梁5保持平行的液压支撑装置3，各端的两个液压支撑装置3首尾相向：支撑外套梁3-4与承重纵梁5保持平行并固定在承重横梁4上，支撑外套梁3-4的底部封闭并固定伸缩千斤顶3-5的底盘，支撑外套梁3-4的底部即液压支撑装置3的尾部；伸缩千斤顶3-5在支撑外套梁3-4内做伸缩动作，伸缩千斤顶3-5的伸缩端固定支撑内套梁3-3的一端，支撑内套梁3-3的另一端固定支撑千斤顶3-1，支撑千斤顶3-1的下方为活动端并固定支撑底盘3-2，支撑底盘3-2即液压支撑装置3的首部；支撑千斤顶3-1自身的伸缩方向与承重横梁3、承重纵梁5构成的平面垂直；支撑千斤顶3-1基于伸缩千斤顶3-5完成了自身的横向位移调整，从而实现堆载平台四角的支撑千斤顶独立控制。
承重纵梁5上部为混凝土配重块10，为整个系统提供反力。静载试验系统由千斤顶上反力梁6、液压千斤顶伸缩装置7、千斤顶8、载荷板9、基准梁11、百分表12、基准桩13和吊索14组成。
结合图6-图8，履带底盘1包括液压马达1-1、支撑轮1-2、承重部1-3、被动轮1-4、履带1-5：液压马达1-1和被动轮1-4分别设置在承重部1-3的两端，液压马达1-1受动力系统16控制转动，被动轮1-4在履带1-5带动下传动；支撑轮1-2设置在承重部1-3下方，支撑轮1-2在履带1-5带动下传动；液压马达1-1、支撑轮1-2、被动轮1-4共同支撑履带1-5。
堆载平台移动时：
液压千斤顶伸缩装置7拉缩千斤顶上反力梁6，使其偏离千斤顶8上方，此时通过吊索14吊起载荷板9，使其载荷板9和其上方千斤顶8一起被吊起脱离地面，满足履带底盘1行走要求。承重及支撑系统中的液压支撑装置3则处于收缩状态。伸缩千斤顶3-5收缩，带动支撑内套梁3-3使其收缩于支撑外套梁3-4内，支撑千斤顶3-1则收缩，带动支撑底盘3-2脱离地面。此时系统只有履带底盘系统1中的履带1-5与地面接触，则系统可前进、后退、利用两条履带的速度差进行左转向、右转向。
堆载平台试验时：
结合图4-图5，由履带底,1将整个堆载平台移动到试验点位置，并且使载荷板9中心与试验点中心重合。然后下放吊索14，使载荷板9和千斤顶8归位，与试验点接触，之后液压千斤顶伸缩装置7伸出，将千斤顶上反力梁6推出(千斤顶上反力梁下挂与承重横梁4下方，由轴承15连接，如图14)，使其位于千斤顶上方。完成上述步骤后，伸缩千斤顶3-5伸出，带动支撑内套梁3-3使其伸出支撑外套梁3-4外，由场地条件确定伸出长度。然后将支撑千斤顶3-1则伸出，带动支撑底盘3-2接触地面，承载压力。之后继续将支撑千斤顶3-1进行顶升，使履带底盘脱离地面，整个系统有支撑千斤顶3-1承重。支撑千斤顶3-1顶升过程中，观察安装在承重横梁4上的水平仪观察整个体系的平整性，当系统不水平时，调节液压支撑装置3使系统处于水平状态。
完成上述工作后，结合图12-图13，将基准桩13打入地下一定深度(应满足平板载荷试验时使用规范的要求)，并将基准梁11安装在基准桩上，将百分表12(数量根据规范要求确定)架设在基准梁上。此时完成整个试验系统的安装，可开始进行试验。
优选的实施例中，按照《建筑地基基础设计规范》gb50007-2011进行平板载荷试验。
堆载平台收回时：
拆除基准梁11、基准桩13和百分表12，放置在该静载用履带式移动堆载平台相应初始位置。之后，液压千斤顶伸缩装置7拉缩千斤顶上反力梁6，使其偏离千斤顶8上方，此时通过吊索14吊起载荷板9，使其载荷板9和其上方千斤顶8一起被吊起脱离地面，满足履带底盘行走要求。承重及支撑系统中的液压支撑装置3则处于收缩状态。伸缩千斤顶3-5收缩，带动支撑内套梁3-3使其收缩于支撑外套梁3-4内，支撑千斤顶3-1则收缩，带动支撑底盘3-2脱离地面。
此时堆载平台只有履带底盘系统中的履带1-5与地面接触：堆载平台基于液压马达1-1进行前进、后退操作，并利用两条履带1-5的速度差进行左转向、右转向；最终由履带底盘1将堆载平台移动到目标位置。
虽然以上具体实施已参照附图对本发明的目的和构思做了详细说明，本领域普通技术人员可以认识到本发明的目的和构思。所以在没有脱离权利要求限定范围的前提下，仍可以对本发明做出各种改进和变化，如：将载荷板9根换为钢柱，则可进行深层载荷板试验和岩基载荷试验；将混凝土配重10块移除，千斤顶上反力梁6更换为抗拔装置，则可进行锚杆抗拔试验等。类似于此的改进和变化，均在本发明专利要求的权利范围。