桩基抗拔抗压试验系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种粧基抗拔抗压试验系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，风力发电行业得到迅猛发展，将在未来成为我国的主流能源之一。由于海 上风电场具有不占用土地资源、发电效率高、不污染环境等优点，海上风力发电成为重要的 能源产业发展方向之一。
[0003] 海上风力发电机组通常由三个部分组成：塔头、塔架、基础。风力发电机的基础处 在海洋环境，不仅要承受结构自重、风荷载，还要承受波浪、水流力等；同时，风力发电机本 身对基础刚度、基础倾角和振动频率等均有非常严格的要求；而且风力发电机基础的建设 成本在海洋风力发电机的造价中占有较大的比重，约占整个工程成本的20%~30%，是主 要的成本风险，对整机安全至关重要。粧基是目前应用最多的风力发电机组基础，为了获得 详细可靠的承载力参数，以便对抗压、抗拔、水平承载力进行校核，保证工程设计的安全性， 需要对基粧进行抗压、抗拔单粧竖向静载荷试验。获得的试验结果也可为施工图设计阶段 进一步优化粧基设计提供依据。但对风力发电机的粧基进行静载荷试验需外海施工作业， 受季风、台风、寒潮、雾天和突风影响突出，设备、材料、人员运输受潮汛影响，施工区域内海 底光缆、电缆多，影响施工船舶抛锚作业，工程结构复杂，工期紧，交叉作业多，施工用电管 理难度大等。
[0004] 自升式风电安装船在海上风机安装过程中发挥着举足轻重的作用，此船在作业过 程中，由四个粧腿及粧靴来承受载荷，把船顶离海面来进行施工作业。我国海上风电施工区 域大部分都是属于软土性质，自升式风电安装船在施工作业时粧腿需要插入泥面一定的深 度，有些区域插粧深度可达20多米。此种情况下作业进行拔粧移船时，上拔阻力因为入泥 过深变得很大，支腿上拔常常很困难，为了减少支腿上拔力，需进行多次粧靴支腿的抗拔抗 压试验，以确定粧脚合适的插入深度。
[0005] 目前应用于上述海洋风力发电机的粧基或者自升式风电安装船粧腿的抗拔抗压 试验系统单次安装之后仅能进行压载或者拉载试验，不能在单次安装试验系统之后完成压 载试验和拉载试验，在完成单次试验之后需要对试验系统进行拆卸重新安装才能变换试验 形式，使用起来耗费人力、物力，且耗时较长，成本较大。 【实用新型内容】
[0006] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种粧基抗拔抗压试 验系统，在单次安装试验系统之后，能够方便地对粧基的抗拔试验模式和抗压试验模式进 行切换。
[0007] 为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种粧基抗拔抗压试验系统， 包括以下部分：试验粧帽，固定在粧基顶端，试验粧帽上具有多个通孔；主反力架，包括一 根两端固定的刚性主梁，刚性主梁位于试验粧帽的上方；压载千斤顶，设置在试验粧帽和刚 性主梁之间；拉载反力块，位于刚性主梁的正上方；拉载千斤顶，设置在拉载反力块与刚性 主梁之间；多根拉载拉杆，上端与拉载反力块连接，下端穿过试验粧帽上的通孔，且下端拧 有拉载螺母；位移计，用以检测粧基由于承受所施加的负载而在竖直方向产生的位移量。
[0008] 进一步地，所述压载千斤顶的上端与刚性主梁的底部之间设置有一可拆卸的垫 块。
[0009] 优选地，所述压载千斤顶为多个，多个压载千斤顶关于粧基中心轴线对称地分布。
[0010] 优选地，所述拉载千斤顶为多个，多个拉载千斤顶关于粧基中心轴线对称地分布。
[0011] 进一步地，所述主反力架还包括两个刚性边梁，所述刚性主梁的两端各与一条刚 性边梁的中部垂直连接，每条刚性边梁的两端各与一个锚粧固定连接。
[0012] 进一步地，每个锚粧上固定地设置一个锚粧粧帽，刚性边梁的上方设有夹块，夹块 和锚粧粧帽之间连接有多根拉杆，从而将刚性边梁与锚粧连接在一起。
[0013] 进一步地，由两个夹块分别从上下两个方向夹住刚性主梁的端部和刚性边梁的中 部，两个夹块之间连接有多根拉杆，从而将刚性主梁与刚性边梁连接在一起。
[0014] 进一步地，所述压载千斤顶和拉载千斤顶上均为液压千斤顶。
[0015] 进一步地，所述压载装置和拉载装置上均设置有检测所施加载荷的压力传感器。
[0016] 本实用新型还提供了利用本实用新型所涉及的粧基抗拔抗压试验系统进行试验 的方法：1)、检查确认拉载千斤顶处于卸载状态，使压载千斤顶的两端分别与刚性主梁的底 部和试验粧帽接触；2)、将所有拉载拉杆下端的拉载螺母拆除；3)、开启压载千斤顶，对粧 基施加压力，进行抗压试验；4)、将压载千斤顶卸载，使压载千斤顶的顶端与刚性主梁的底 部之间空出一段距离；5)、将拉载拉杆下端的拉载螺母全部装好并拧紧；6)、开启拉载千斤 顶，通过拉载拉杆对粧基施加拉力，进行抗拔试验。
[0017] 如上所述，本实用新型的一种粧基抗拔抗压试验系统，具有以下有益效果：本实用 新型的一种粧基抗拔抗压试验系统可以在一次安装完成之后，在不拆除试验系统主体的情 况下可以方便地在抗压试验和抗拔试验之间切换，极大地减少了抗拔抗压试验的周期，降 低了人力、物力消耗，使试验成本大大降低。
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型实施例的粧基抗拔抗压试验系统的主视图。
[0019] 图2为本实用新型实施例的粧基抗拔抗压试验系统的俯视图。
[0020] 图3为图1中C处的放大视图。
[0021] 图4为图2中A-A剖视图。
[0022] 图5为图2中B-B剖视图。
[0023] 图6为使用本实用新型的粧基抗拔抗压试验系统所进行的第一组试验的抗压及 抗拔试验的载荷-位移曲线图。
[0024] 图7为使用本实用新型的粧基抗拔抗压试验系统所进行的第二组试验的抗压试 验的载荷-位移曲线图。
[0025] 图8为使用本实用新型的粧基抗拔抗压试验系统所进行的第二组试验的抗拔试 验的载荷-位移曲线图。
[0026] 零件标号说明
[0027] 1 粧基 91 锚粧粧帽
[0028] 11 试验粧帽 3 拉载反力块
[0029] 2 主反力架 4 压载千斤顶
[0030] 21 刚性主梁 42 垫块
[0031] 22 刚性边梁 5 拉载千斤顶
[0032] 23 主梁上夹块6 拉载拉杆
[0033] 24 主梁下夹块61 拉载螺母
[0034] 25 主梁拉杆 7 基准架
[0035] 26 边梁夹块 71 基准粧
[0036] 27 边梁拉杆 72 基准梁
[0037] 9 锚粧
【具体实施方式】
[0038] 以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说 明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另 外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应 用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0039] 本实用新型所涉及的粧基抗拔抗压试验系统用以为安插在地基中的粧基进行抗 拔抗压试验，图1显示为本实用新型实施例的粧基抗拔抗压试验系统的主视图，请参见图 1，粧基1为进行抗拔抗压试验的对象，粧基1的下端插在地基中，本实用新型提供的一种粧 基抗拔抗压试验系统包括以下部分：试验粧帽11，固定在粧基1顶端，试验粧帽11上设置 有多个通孔；主反力架2,位于试验粧帽11的上方，包括一根两端固定的刚性主梁21;压载 千斤顶4,设置在试验粧帽11和刚性主梁21之间；拉载反力块3,位于刚性主梁21的正上 方；拉载千斤顶5,设置在拉载反力块3与刚性主梁21之间；多根拉载拉杆6,上端与拉载 反力块3连接，下端穿过试验粧帽11上的通孔，拉载拉杆6的下端拧有拉载螺母61 ;位移 计，用以检测粧基1由于承受所施加的负载而在竖直方向产生的位移量。在将本实用新型 所涉及的粧基抗拔抗压试验系统搭建完成后，进行抗压试验时，将所有的拉载螺母61拧下 来，以不影响加载过程中试验粧帽11向下移动；开启压载千斤