[发明专利]一种静载试验的锚桩与反力次梁联结结构、装置及方法

说明书

本发明公开了一种静载试验的锚桩与反力次梁联结结构、装置及方法，包括锚桩和反力次梁；所述锚桩包括上管节和下管节，所述下管节的剖切面开设有凹槽；所述凹槽的两端连通下管节的相对两侧壁；所述反力次梁嵌合于凹槽中；所述上管节焊接于下管节的剖切面并将凹槽的顶部开口封闭。该联结结构以上管节与下管节之间的对接焊缝提供抗拉强度，凹槽对反力次梁的约束效果提升反力次梁的稳定性，反力次梁与锚桩呈周向面接触增大了二者接触受力的面积提升了传力效率，避免了应力集中现象。特别是采用该联结结构的试验装置能够提升测力上限，获取更多的数据。

技术领域

本发明属于桩基工程领域，尤其涉及一种静载试验的锚桩与反力次梁联结结构、装置及方法。

背景技术

静载试验是指在桩顶部逐级施加竖向压力、竖向上拔力或水平推力，观测桩顶部随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，以确定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。

由于锚桩与反力次梁作为该试验装置的支撑结构，当测力装置对试验桩施加压力或拉力时，锚桩与反力次梁的结合体会受到同等的反向力作用；因此，要求锚桩与反力次梁的对接接头传力效率高，应力集中低，具有较高的抗拉强度。

现有技术中，锚桩与反力次梁的联结方式为通过锚桩拉杆和插销进行固定，若试验桩的尺寸较大，匹配大尺寸的锚桩与反力次梁时，锚桩拉杆和插销的尺寸便很难跟进匹配，造成锚桩拉杆和插销的联结方式抗拉强度不足、传力效率低、出现应力集中的现象。因此，亟需一种能够适配大尺寸试验桩的锚桩与反力次梁联结结构。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种静载试验的锚桩与反力次梁联结结构，应用于大直径锚桩与反力次梁的互相连接，能够提供更稳定的装配方式，提升二者对接接头处的抗拉强度、传力效率，同时避免出现应力集中的现象。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种静载试验的锚桩与反力次梁联结结构，包括锚桩和反力次梁；所述锚桩包括上管节和下管节，所述下管节的剖切面开设有凹槽；所述凹槽的两端连通下管节的相对两侧壁；所述反力次梁嵌合于凹槽中；所述上管节焊接于下管节的剖切面并将凹槽的顶部开口封闭。

通过上述方案，本发明至少得到以下技术效果：

本方案采用将反力次梁埋入锚桩内部的方式来增强二者的连接强度和稳定性，先将锚桩切割为上管节和下管节，在下管节的剖切面上沿轴向开凿凹槽，使凹槽的尺寸与反力次梁的截面尺寸匹配，将反力次梁嵌入凹槽中，反力次梁超出凹槽长度的部分从锚桩的两侧壁凸出，最后将上管节扣合于下管节的剖切面，二者重新焊接固定。

根据规范GB 50017-2017《钢结构设计标准》4.4.4条款，当钢结构构件钢材牌号为Q345 时，对接焊缝极限抗拉强度设计值可达470MPa，对接部位具有足够强度保证反力系统的正常工作，可替代原有拉杆，插销等构件的作用。基于上述理论可知，锚桩的直径越大，上管节与下管节周向对接焊缝的长度越长，能够提升锚桩整体的抗拉强度。

并且，由于反力次梁嵌入凹槽中，反力次梁与锚桩的接触方式为面接触，受力状态下二者之间的传力效率更高，避免了出现应力集中的现象。

优选的，所述上管节和下管节为同一空心钢管切割分离而成的两部分，二者的外直径和厚度均相同。

优选的，所述上管节和下管节内部浇注混凝土加固。

优选的，所述下管节的剖切面边缘形成有第一坡面；所述上管节的剖切面边缘形成有第二坡面；所述第一坡面与第二坡面对称，用于增大焊接面积。

优选的，所述第一坡面与第二坡面为对称的阶梯状坡面。

优选的，所述凹槽的截面尺寸与反力次梁的截面尺寸相等。

优选的，所述锚桩与所述反力次梁互相垂直。