专利名称：腔体加载盒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加载负荷的装置，可以取代传统的大截面的油缸，尤其涉及 一种对桩基承载力进行检测时的腔体加载盒。
背景技术：
在大量桥梁和工业民用建筑项目中，需要对桩基础进行承载力的检测。针对大吨 位桩，一种越来越普遍的方法是，通过对预埋在桩体内部的加载装置进行加压，根据读取桩 体在荷载作用下产生的变化的数据来测试桩身的承载特性。该预埋入桩体内部的加载装 置，被称为荷载箱。荷载箱要求具备下述特性1能产生大的加载力；试验要求加载吨位至 少数百吨，有些达到上千吨，甚至上万吨，2、可靠性高，由于设备是一次性埋入的，如果加载 失败，则试验无法进行，必须要保证荷载箱的可靠性。3、安装方便，考虑到荷载箱必须与钢 筋笼制作出一体，设备的轻便灵巧是非常重要的。现有的荷载箱通常包括扁平状分离油压 千斤顶，在油压千斤顶的上表面和下表面分别形成上顶板和下底板，上顶板和下底板通过 壁板围封。如果将现有的荷载箱应用到自平衡检测试验中，主要存在下述问题荷载箱沉 重，必须借助大型吊车工具，同时荷载箱内油压千斤顶活塞面积小，高压油带来安全隐患。 为此中国专利“腔式荷载盒(CN201144899Y)”，它由一组密封的油腔单元叠加而成，所述 油腔单元由两块薄型金属板焊接而成，并在边缘形成环形焊接部分，油腔单元上开有连通 各油腔单元的连通孔，各油腔单元之间通过环形焊接部分密封连接，顶层油腔单元上设置 注油盖板，该注油盖板中心开设与连通孔连通的注油孔，该注油孔与连通孔和环形焊接部 分同轴。但是这种结构相对复杂，制作难度较大。
发明内容本实用新型主要是提供了一种结构简单，制造成本低，能快速反应加载迅速，密封 效果好加载可靠，体积小方便安装的腔体加载盒；解决现有技术所存在的荷载箱的体积大， 制造复杂成本高，安全隐患大，加载缓慢，安装不便的技术问题。由于实用新型具有密封性能好，加载力大、轻便且造价低的特点，除了用在桩基承 载力检测试验中，还能在传统的液压千斤顶的大量应用范围内，替代液压千斤顶，作为加 载体。本实用新型的上述技术问题是通过下述技术方案解决的一种腔体加载盒，包括 壳体，在壳体内设有油压腔板，所述的油压腔板与壳体间形成密闭的油压腔，油压腔与开设 在壳体上的进油口连通，在油压腔外所述的油压腔板下方设有导向传力板，所述的油压腔 板包括变形部和支撑部，所述的变形部的一端与腔体的内壁固定连接，变形部的另一端与 支撑部相接，所述的油压腔板的变形部与所述的壳体内壁形成变形受力腔；所述的导向传 力板包括所述的导向部与传力部，所述的导向部与所述的变形部相接，所述的传力部与所 述的支撑部相接。油压腔板作为密封板将油压腔密封，导向传力板位于油压腔板外侧，导向 传力板的传力部主要是限制油压腔板的支撑部的变形，使得油压腔内注入油压时，主要对变形部产生影响，变形部连接着支撑部，从而拉动支撑部运动，支撑部下方是导向传力板， 从而完成执行构件的动作，其整个过程受力变形的部分仅仅变形部，行程也是由变形部产 生的。压力油充入油压腔内，直接带动油压腔板变形产生行程，因此反应迅速，结构简单。而 导向传力板的导向部则是对变形起到导向作用，按照运动行程的方向发生变形，从而保证 导向传力板的运动方向。变形部与导向部是相互平行的，两者设置方向是与导向传力板的 运动行程方向相同的，而传力部与支撑部的设置方向是与导向传力板的运动行程方向垂直 的，变形部主要受到油压的压力作用而产生变形，而支撑部因为导向压力板的传力部的压 制，不会对运动行程的方向造成影响，变形受力腔的顶部是由变形部构成，依据变形部的不 断变形，变形受力腔的腔底受力部也是在不断变化的。本实用新型的结构比较简单，仅由壳 体、油压腔板和导向传力板三个构件构成，而且通过变形部的变形来完成加压，操作迅速快 捷，同时油压腔板是焊接在壳体内，密封效果好，不会产生泄漏。本实用新型将油压腔板设 计成变形部与支撑部组合的方式，通过在油压作用下，以及外部导向传力板的支撑下，变形 部产生轴向行程。这有利于控制腔板变形的模式，保证密封腔体恒定的加压面积，从而使得 加载力和油压之间有良好的线性率性能。作为优选，所述油压腔板为圆柱体，其横截面呈倒“U”形，所述的油压腔板的开口 一端一体成型有外翻边，外翻边的一端与壳体的内壁焊接，外翻边的另一端与油压腔板的 开口端相接，所述的支撑部为倒“U”形油压腔板的顶面，所述的变形部为倒“U”形油压腔板 的垂直面与翻边构成的环形体；所述的导向传力板为圆柱体，其横截面呈倒“U”形，所述的 导向部为倒“U”形导向传力板的垂直面，所述的支撑部为倒“U”形导向传力板的顶面。环 形体部受到油压作用从而使得变形部进行变形，由于变形部的一端是焊接的，所以在加压 油注入腔体内后，加压油冲击环形体的上端面，环形体体积不断变小，油压腔板的垂直面逐 渐缩短，从而将位于油腔压板上的导向传力板向下推，完成荷载。油压腔板和导向传力板的 形状大致相同，从而方便两者各部的配合，同时结构较为简单，生产制造方便。油压腔板和导向传力板之间可以为紧配合，从而固定导向传力板，使得其运动行 程可靠，作为优选，所述的导向传力板的开口端一体成形有外翻边，所述的外翻边的一端与 壳体的内壁点焊连接，外翻边的另一端与导向传力板的开口端相接。所述的导向部的外翻 边与壳体内壁点焊，在油压腔板受力变形部开始变形时，点焊脱开，由导向部开始起作用， 不会使得运动行程发生偏差，传力部对支撑部起到限制变形作用，因此两者上下布置相互 抵接在一起就可以完成。在导向传力板上设置翻边，可以防止在导向传力板下部填充执行 构件时将碎末或者沙粒等容易造成油压腔板的磨损，翻边可以阻挡杂质对变形部的影响， 提高系统稳定性和使用寿命。壳体的长度能容纳在导向传力板的整个运动行程过程中为位 于壳体的内，从而提高导向效果。作为更优选，所述的油压腔板为薄钢板，其厚度为0. 5mnT3. 5mm,所述的油压腔板 的变形部与所述的壳体内壁形成的受力环形腔的截面宽度为薄钢板厚度的3 15倍。油压 腔板变形迅速，采用低碳钢制造的薄钢板，延展性好，而导向传力板则采用中碳钢制造，保 证支撑强度，从而可以对与导向传力板相接的执行构件形成稳定支撑。变形部形成环形受 力腔体的横截面面积越小，受力变形越快，但是，由于薄钢板的材料限制，过小又容易折断， 因此选择合适的宽度可以在保证稳定的前提下，尽快的响应完成加压。作为一种优选，所述的壳体为一端开口的圆柱体，其是由壳体顶面和壳体圆周面焊接而成，所述的油压腔板与所述的导向传力板的形状相同均为一端开口的圆筒体，所述 的油压腔是由壳体顶面与所述的油压腔板围成，所述的油压腔、油压腔板和导向传力板同 轴设置，所述的进油口开设在顶面的中部。作为另一种优选，所述的壳体为一端开口的圆 环体，其是有环形的壳体顶面和内外壳体圆周面焊接而成，所述的油压腔板与所述的导向 传力板的形状相同均为一端开口的圆环体，所述的油压腔是有壳体顶面与所述的油压腔板 围成，所述的油压腔、油压腔板和导向传力板同轴设置，所述的进油口有两个，开设在环形 顶面的中心孔的两侧，两个进油口位于同一直径上。壳体做成圆环状，是为了适应在小直径 桩的试验中，制成圆环形节约成本。 壳体和进油口的形状和开设位置可以根据本实用新型的装置应用的场合不同而 选择，可以将加载体的腔体制作成圆形或者环形。作为优选，所述的壳体的直径为200mm 1000mm。所述的变形部的形变长度为 40mm 300mm。变形部的形变长度决定了加载体的运动行程。因此，本实用新型的腔体加载盒具备下述优点1、由壳体、油压腔板和导向压力板 构成整个装置，结构简单，而且容易制造大液压面的加载体，成本低，制造方便；2、油压腔板 焊接在壳体内壁，密封性好，稳定性高；3、体积小，搬运方便，能快速简便的产生大吨位加载 力，同时适用范围广泛。
图1是本实用新型的实施例1内的腔体加载盒的运动初始阶段主视剖视图。图2是图1的运动阶段主视剖视图。图3是图1的俯视图。图4是本实用新型的实施例2内的腔体加载盒的运动初始阶段主视剖视图。图5是图4的运动阶段主视剖视图。图6是图4的俯视图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 如图1和2所示，一种腔体加载盒，包括壳体，壳体为一端开口的圆柱 体，壳体是由圆形顶板1和焊接在圆形底板上的环形圆周面2构成，壳体的直径为400mm。 在顶板1的中心开设有一个进油口 3 (如图3所示)，在壳体内焊接有油压腔板4，油压腔板 与壳体的顶面形成密闭的油压腔5。油压腔板4采用低碳钢制造，其厚度为1mm，延展性好， 油压腔板4为设有开口的圆柱体，油压腔板4的横截面呈倒“U”形，油压腔板4的开口一端 一体成型有外翻边，外翻边的一端与壳体的内壁焊接，外翻边的另一端与油压腔板的开口 端相接。油压腔板4包括了支撑部41和变形部42，变形部42位于支撑部41的两侧，支撑 部41为倒“U”形油压腔板的顶面，变形部42为倒“U”形油压腔板的垂直面与翻边构成的 环形体，环形体的截面宽度，也就是“U”形油压腔板的垂直面与壳体内壁的距离为4mm。油 压腔5也被油压腔板4分为两个部分，在油压的作用下，整个油压腔5产生加载力，变形部 42的环形体产生纵向变形，从而使得整个油压腔板下移。在油压腔板4的下方也就是油压 腔5的外侧有一个与油压腔板4形状相同且同轴的导向传力板6，导向传力板6采用中碳钢制造，为实心结构，在导向传力板6下可以放置填充物9，导向传力板6强度能满足在承受油 压腔板所传递的加载力时，能抵抗支撑部的径向压力的要求。导向传力板6包括传力部61 和导向部62，其中传力部61与支撑部41抵接，导向部62与变形部42的点焊，导向传力板 6与油压腔5及油压腔板4同轴，在油压腔板4产生轴向变形时，与油压腔板4同步产生轴 向移动，同时导向传力板6的导向部62还可以为油压腔板的变形部42的形变提供导向作 用。变形部42的形变长度为150mm。导向传力板6的开口端一体成形有外翻边63，外翻边 63的一端与壳体的内壁抵接，外翻边63的另一端与导向传力板6的开口端相接，壳体的高 度不小于导向传力板6的导向部62的2倍。使用时，将加载盒整体放入桩体内，然后由进油口充入加压油，在油压的作用下， 整个油压腔板产生加载力，受到导向传力板的导向和支撑，以及油压力的双重作用，油腔板 的变形部的产生纵向变形，从而带动整个油压腔板产生轴向位移，导向传力板下部可以根 据需要填充不同的载体，通过油压腔板的位移而产生运动行程。从而对桩体进行加负载，然 后对桩体的承受能力进行检测。本实用新型通过焊接的方式将一开放式的油压腔板与壳体内壁相连，实现油压腔 体的密封，不用采用密封圈或者密封囊的方式进行密封，结构简单而且密封性能好，同时也 不需要受到密封圈或者密封囊尺寸的限制，有利于根据应用需要，设计任意直径的油压腔 体面积。实施例2 如图4和5和6所示，与实施例不同的是，壳体为环形体，同时油压腔板 4和导向传力板6也均为环形体。在壳体的顶面开设有两个位于同一直径上的进油口 3。 油压腔板4的横截面也为“U”形，变形部42位于支撑部41的两侧，一侧的变形部42的端 部焊接在壳体内环7的内壁上，另一侧的变形部42的端部焊接在壳体外环8的内壁上。同 样，导向传力板6的两侧翻边分别抵接在环形体的内环7和外环8的内壁上。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型的构思作举例说明。本实用新型 所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类 似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求一种腔体加载盒，其特征在于包括壳体，在壳体内设有油压腔板，所述的油压腔板与壳体间形成密闭的油压腔，油压腔与开设在壳体上的进油口连通，在油压腔外所述的油压腔板下方设有导向传力板，所述的油压腔板包括变形部和支撑部，所述的变形部的一端与腔体的内壁固定连接，变形部的另一端与支撑部相接，所述的油压腔板的变形部与所述的壳体内壁形成受力变形腔；所述的导向传力板包括所述的导向部与传力部，所述的导向部与所述的变形部相接，所述的传力部与所述的支撑部相接。
2.根据权利要求1所述的腔体加载盒，其特征在于所述油压腔板为圆柱体，其横截面 呈倒“U”形，所述的油压腔板的开口 一端一体成型有外翻边，外翻边的一端与壳体的内壁焊 接，外翻边的另一端与油压腔板的开口端相接，所述的支撑部为倒“U”形油压腔板的顶面， 所述的变形部为倒“U”形油压腔板的垂直面与翻边构成的环形体；所述的导向传力板为圆 柱体，其横截面呈倒“U”形，所述的导向部为倒“U”形导向传力板的垂直面，所述的支撑部 为倒“U”形导向传力板的顶面。
3.根据权利要求2所述的腔体加载盒，其特征在于所述的导向传力板的开口端一体 成形有外翻边，所述的外翻边的一端与壳体的内壁点焊连接，外翻边的另一端与导向传力 板的开口端相接。
4.根据权利要求1或2或3所述的腔体加载盒，其特征在于所述的油压腔板与所述 的导向传力板的形状相同。
5.根据权利要求1或2或3所述的腔体加载盒，其特征在于所述的油压腔板为薄钢 板，其厚度为0. 5mnT3. 5mm，所述的油压腔板的变形部与所述的壳体内壁形成的受力变形腔 的截面宽度为薄钢板厚度的3 15倍。
6.根据权利要求4所述的腔体加载盒，其特征在于所述的油压腔板为薄钢板，其厚度 为0. 5mnT3. 5mm，所述的油压腔板的变形部与所述的壳体内壁形成的受力变形腔的截面宽 度为薄钢板厚度的;Γ15倍。
7.根据权利要求1或2或3所述的腔体加载盒，其特征在于所述的壳体为一端开口 的圆柱体，其是由壳体顶面和壳体圆周面焊接而成，所述的油压腔板与所述的导向传力板 的形状相同均为一端开口的圆筒体，所述的油压腔是由壳体顶面与所述的油压腔板围成， 所述的油压腔、油压腔板和导向传力板同轴设置，所述的进油口开设在顶面的中部。
8.根据权利要求1或2或3所述的腔体加载盒，其特征在于所述的壳体为一端开口 的圆环体，其是有环形的壳体顶面和内外壳体圆周面焊接而成，所述的油压腔板与所述的 导向传力板的形状相同均为一端开口的圆环体，所述的油压腔是有壳体顶面与所述的油压 腔板围成，所述的油压腔、油压腔板和导向传力板同轴设置，所述的进油口有两个，开设在 环形顶面的中心孔的两侧，两个进油口位于同一直径上。
9.根据权利要求7所述的腔体加载盒，其特征在于所述的壳体的直径为200mm IOOOmm0
10.根据权利要求1或2或3所述的腔体加载盒，其特征在于所述的变形部的形变长 度为 40mm 300mm。
专利摘要本实用新型涉及一种加载负荷的装置，可以取代传统的大截面的油缸，尤其涉及一种对桩基承载力进行检测时的腔体加载盒。包括壳体，在壳体内设有油压腔板，在油压腔外油压腔板下方设有导向传力板，油压腔板包括变形部和支撑部，变形部的一端与腔体的内壁固定连接，变形部的另一端与支撑部相接；导向传力板包括导向部与传力部，导向部与所述的变形部相接，传力部与所述的支撑部相接。本实用新型主要是提供了一种结构简单，制造成本低，能快速反应加载迅速，密封效果好加载可靠，体积小方便安装的腔体加载盒；解决现有技术所存在的荷载箱的体积大，制造复杂成本高，安全隐患大，加载缓慢，安装不便的技术问题。
文档编号G01N3/10GK201773035SQ201020514860
公开日2011年3月23日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者张汉臻 申请人:张汉臻