[发明专利]一种单桩竖向静载试验反力装置及施加方法在审
申请号: | 201810924484.7 | 申请日: | 2018-08-14 |
公开(公告)号: | CN109056854A | 公开(公告)日: | 2018-12-21 |
发明(设计)人: | 刘秀军;耿培;刘毅;张家粮;肖子均;王志彬;江金海 | 申请(专利权)人: | 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司 |
主分类号: | E02D33/00 | 分类号: | E02D33/00 |
代理公司: | 深圳市辉泓专利代理有限公司 44510 | 代理人: | 袁辉;刘玉珍 |
地址: | 518000 广东省深圳市*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 传力柱 反力架 反力装置 感应线圈 静载试验 动力源 单桩竖向 励磁线圈 控制器 砂盘 支墩 施加 电磁感应原理 动力源连接 电流传输 方向控制 工作效率 经济安全 施加压力 同性相斥 异性相吸 传统的 试验 抗拔 抗压 绕制 省力 省时 磁场 电源 | ||
本发明公开一种单桩竖向静载试验反力装置及施加方法,装置包括反力架、支墩、盛砂盘、传力柱、动力源和控制器,反力架固定安装在支墩上方,反力架上安装有盛砂盘,传力柱安装在反力架内,反力架内设有励磁线圈,传力柱上绕制有感应线圈,动力源给励磁线圈和感应线圈提供电源,控制器与动力源连接,控制动力源工作。本发明基于电磁感应原理,根据试验目的不同(抗压或抗拔)以及磁场“同性相斥、异性相吸”的原理,通过不同的电流传输方向控制感应线圈带动传力柱(向下或向上)运动,进而实现传力柱向受检桩施加压力或上拔力的目的。本发明相比传统的静载试验反力装置,既省时省力,又经济安全,大大提高了试验工作效率。
技术领域
本发明公开一种试验反力装置及方法,特别是一种单桩竖向静载试验反力装置及施加方法,属于建设工程中的基桩检测领域。
背景技术
单桩竖向静载试验是检测基桩竖向承载力的一种最直观、最可靠的传统方法,其原理是在受检桩桩顶逐级加载至接近于或略高于桩的实际工作条件的荷载,通过观测桩顶随荷载变化以及时间产生的沉降或上拔量,来确定相应的单桩竖向抗压承载力或单桩竖向抗拔承载力,为桩的设计与工程验收提供依据。根据试验目的的不同单桩竖向静载试验主要包括:单桩竖向抗压静载试验和单桩竖向抗拔静载试验两种。
目前,公知的单桩竖向静载试验反力装置形式主要有压重平台反力装置(俗称堆载法)、锚桩横梁反力装置、锚桩压重联合反力装置等。压重平台反力装置是由重块、主梁、次梁、千斤顶等构成,由于该方法涉及到重块和主、次梁的吊运、摆放以及主、次梁的搭接或焊接,既费时又费力,而且如果操作不当极易产生较大的安全事故,严重威胁着现场试验人员的人身安全。锚桩横梁反力装置是由锚桩、主梁、次梁、千斤顶等构成,由于该方法涉及到锚桩的施工,因此不仅需要很长的试验工期,而且成本投入巨大,不经济,另外该方法也涉及到主、次梁与锚桩的搭接或焊接,也存在着较大安全隐患。锚桩压重联合反力装置是指重块与锚桩联合提供反力,因此该方法更是兼具了上述两种方法的上述问题。
因此,建筑行业中急需要一种新型的既能提高试验效率,且安全、经济、省时、省力的竖向静载试验反力装置与施加方法。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的单桩竖向静载试验反力装置投入大,存在安全隐患的缺点,本发明提供一种单桩竖向静载试验反力装置及施加方法,其采用电磁感应原理,根据励磁线圈和感应线圈的磁场力实现传力柱向受检桩施加压力或上拔力的目的,结构简单,经济安全。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种单桩竖向静载试验反力装置,该装置包括反力架、支墩、盛砂盘、传力柱、动力源和控制器,反力架固定安装在支墩上方,反力架上安装有盛砂盘,传力柱安装在反力架内,反力架内设有励磁线圈,传力柱上绕制有感应线圈,动力源给励磁线圈和感应线圈提供电源,控制器与动力源连接,控制动力源工作。
一种单桩竖向静载试验反力施加方法,该施加方法包括下述步骤:
S1、准备工作:根据试验最大荷载选用合适的直流发电机、励磁线圈以及感应线圈的直径和匝数,选择是否需要盛砂盘以及装入砂石量;架设、整平装置;连接并检查装置各部件,确保各部件能正常工作;
S2、计算励磁线圈磁感应强度B:励磁线圈采用长直通电螺旋线管,根据直流发电机所提供的直流电大小I、真空磁导率μ、励磁线圈匝数N,采用电磁感应原理(B=μ*N*I)计算出励磁线圈内部的磁感应强度B;
S3、反算感应线圈所需电流I':根据试验最大荷载以及荷载分级标准,计算出第一级荷载,再结合步骤S2计算出的磁感应强度B以及感应线圈的总长度L采用安倍力计算公式(F=B*I*L)反算出第一级荷载下感应线圈中所需的电流大小I';
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