[发明专利]桥梁钢管斜桩自平衡法载荷箱测试结构及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于桥梁检测技术领域，具体涉及一种桥梁钢管斜桩自平衡承载力测试载荷箱及测试方法。

背景技术

荷载箱是建筑行业桩基承载能力自平衡法试验用的一种专用加载装置，是一组（一个或多个）千斤顶(压力单元)的结构总成。通常的荷载箱，一般分为滑动密封的普通油缸（活塞式或柱塞式）为工作单元和以腔式密封的压力单元为工作单元两种类型。基于腔式密封技术的优势，在桩基检测领域的应用中，腔式压力单元已经大批量代替传统的滑动密封的千斤顶。

专利申请公布号CN103147465A公开了了一种用于沉井自平衡法测试的荷载箱，包括载荷箱体、液压油缸、与液压油缸顺次相连的液压油管和液压加载装置；所述载荷箱体包括上环形钢板、下环形钢板、外环形挡板、内环形挡板，其中，上环形钢板和下环形钢板上下相对设置，内环形挡板和外环形挡板分别设在上环形钢板和下环形钢板的内侧和外围，且与上环形钢板和下环形钢板构成密闭的箱体, 当液压油缸预加载时，上环形钢板和下环形钢板可各自上下移动；所述液压油缸设在载荷箱体内，液压油缸的底部固连在下环形钢板上，液压油缸的活塞与上环形钢板接触；所述用于沉井自平衡法测试的荷载箱还包括用来测试上环形钢板和下环形钢板位移的位移传递装置。

采用自平衡测桩最主要的装置是一种通过精心设计可用于加载的载荷箱，该装置主要由连接上下两段桩头处的定位承重钢板及内部的油压千斤顶构成。将载荷箱固定在钢桩事先计算好的平衡点处，通过内置的油压千斤顶施压，推动上定位板及下段桩，实现上下两节桩分别向上和向下运动，通过连接在载荷箱上的位移传递装置将位移信号传递到地面，根据读数绘制相应的曲线，判断桩承载力、桩基沉降、桩弹性压缩和岩土塑性变形。通过两侧预先埋置在桩体内的钢筋应变计，可经过推理求出各级载荷下各桩界面的桩身轴力、摩阻力随荷载和深度变化的传递规律。

钢管斜桩的特点之一就是桩身与重力线成一定角度，可以起抗拔力和将船舶靠岸时的水平冲击力传递至岩层。高桩码头上应用比较广泛，另外如步行桥，为了增加其稳定性，抵抗江河水流对步行桥基础的水平推力和其他水平力，也采用钢管斜桩，总得来说，其施工技术难度较高。

钢管斜桩多数以开口打入，土会涌入到钢管桩内部，另外会产生较大的打桩冲击力，使载荷箱专用接头处产生变形，导致载荷箱位移发生错动无法进行试验，载荷箱测试完后不能取出重复利用，对于特定的载荷箱，其加工成本和资源相对不环保。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提出了一种桥梁钢管斜桩自平衡法载荷箱测试结构及测试方法，该结构及方法结构简单，操作方便，适合推广使用。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

桥梁钢管斜桩自平衡法载荷箱测试结构，包括钢管斜桩，设在钢管斜桩内荷载箱，其特征在于：所述钢管斜桩内安装有上挡板和下挡板，所述下挡板上开设有滑槽；导程钢丝穿过荷载箱延伸到滑槽下方，导程钢丝2的底端连接有挡块，所述钢管斜桩顶端设有导程环，导程钢丝延伸到钢管斜桩的顶部并穿过导程环；

所述钢管斜桩上方设有基准梁，所述基准梁一端安装有铰接支座一，铰接支座一下方安装有升降机，所述基准梁另一端安装有铰接支座二；所述基准梁上固定有磁性表座，磁性表座下方设有位移传感器，位移传感器下方连接有位移杆；所述位移杆共4根，其中：两个位移杆连接荷载箱的上底板用于测量向上位移，另外两个位移杆连接荷载箱的下底板用于测量向下位移。

优先地，所述上挡板的内径大于下挡板的内径；所述荷载箱上还安装有支撑结构。

优先地，所述支撑结构包括撑板和连接在上底板上面的固定块，移动槽 设在撑板两侧，所述撑板和固定块之间为合页结构，撑板可绕固定块做旋转运动，所述移动槽内设有吊钩块，连接绳连接在吊钩块上面且延伸出钢管斜桩外侧。

基于上述装置，本发明还提出了一种桥梁钢管斜桩自平衡法载荷箱测试结构测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）打设钢管斜桩，并用反循环泥沙分离器将钢管斜桩内的沉渣清除干净；

2）将导程钢丝穿过荷载箱和导程环，使荷载箱顺着导程钢丝的轨道下移到下挡板上 ，在荷载箱下移过程中，连接绳处于拉紧状态，使撑板向上翘起，便于支撑结构顺利通过上挡板；

3）开始安装基准梁，通过升降机升降调整使基准梁使位移杆与钢管斜桩相互平行，并设定好位移传感器，并连接好数据采集仪；

4）放松连接绳，使撑板和固定块之间呈90度，此时撑板顶住钢管斜桩，荷载箱被固定，测试前准备工作结束；