[发明专利]用于超大荷载锚桩横梁反力装置的模拟试验设备及方法

说明书

本发明公开了一种用于超大荷载锚桩横梁反力装置的模拟试验设备及方法，本设备中两根次梁中部设于主梁两端顶面，锚桩帽设于次梁两端顶面；两根次承压反力箱梁设于试验平台，反力锚桩帽设于次承压反力箱梁两端底面，四根主承压反力箱梁平排布置并且两端设于两根次承压反力箱梁中部顶面，四孔箱梁套设于四根主承压反力箱梁两端，上下部钢箱垫设于主梁中部底面和四根主承压反力箱梁中部顶面，六台套千斤顶设于上下部钢箱垫之间，锚桩帽与反力锚桩帽之间焊接若干第一螺纹钢筋，位移传感器和百分表设于主梁和两根次梁用于检测刚度和变形。本方法通过六台套千斤对主梁和四根主承压反力箱梁进行分级加载和卸载，判断主梁和次梁是否满足最大荷载时的要求。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其一种用于超大荷载锚桩横梁反力装置的模拟试验设备及方法。

背景技术

桩基静载试验是确定单桩承载力最原始、最基本的方法，也是最可靠的方法。单桩静载试验就是采用接近竖向抗压实际工作条件的试验方法,荷载作用于桩顶，使桩顶产生位移（沉降），可以得到单根试桩的荷载-沉降（P-S）曲线，还可以获得沉降-时间对数（S-lgt）曲线，以及其他分析所需曲线。

一般单桩静载试验设备由加载装置与荷载及变形观察装置等组成。加载装置由主梁、次梁、锚桩或压重等反力装置、千斤顶及油泵等组成。荷载及变形观测装置由压力表、压力传感器或荷重传感器等组成。反力装置可根据现有条件分为锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重平台联合反力装置三种形式。反力装置提供的反力相对最大加载量应有一定的余量，一般为最大加载量的1.2～1.5倍。

锚桩横梁反力装置中常见的反力梁一般为钢梁，由一根主梁、两根次梁及其他辅件组成。钢梁分为型钢梁和组合梁等，当荷载和跨度较大时，采用型钢的截面不能满足强度、刚度或稳定性时，则采用组合梁。组合梁是由钢板或型钢焊接而成，常用的钢板焊接组合梁由上下翼板和腹板组成箱型截面，具有较大的抗弯刚度和抗扭刚度。锚桩横梁反力装置的主梁和次梁受集中荷载作用，主梁的最大受力区域在梁的中部，所以在实际加工制作中，一般在主梁的中部进行加强处理。

锚桩横梁反力装置中钢梁的刚度、强度及锚桩拉筋的断面在试验前要进行验算，满足强度、整体稳定性和刚度三方面要求。而对于整个试验装置而言，除了钢梁的截面满足以上三项要求外，还必须保证各个辅件（如锚桩帽、锚桩拉杆、拉杆螺栓、千斤顶上下钢垫箱等）满足试验的稳定性要求。

根据有关检测规范的要求，桩基检测单位应根据检测目的、检测方法的特点和适用范围，综合考虑地质条件及施工质量的可靠性等因素，结合检测单位自有检测能力及检测设备，制定实际可行的检测方案。实际检测作业中桩基检测单位在制定检测方案时，对反力梁荷载的验算是通过理论计算，估算出反力梁的最大荷载。但是对于超大荷载（特别是超千吨位），采用该理论计算值来预估最大荷载值存在一定的风险，且对于整个反力装置的稳定性、可靠性、实操性也没有可靠的实验数据资料。为此，对反力梁（刚度、强度、稳定性）、加载装置（稳定性、可靠性、实操性）、荷载及变形观测装置（可靠性、准确性）能否满足要求，需要采用试验数据予以验证。

单桩静载试验中，锚桩横梁反力装置的锚桩一般采用4根，如经计算4根锚桩提供的反力不能满足时（如入土较浅或土质松软时），可以增加至6根。但是在检验反力装置自身的稳定性、可靠性、实操性时，需考虑适当的提供反力的方法。第一种是检测单位加工制造试桩及锚桩，第二种由被检测单位提供施工现场的试桩及锚桩。但这两种方法都不具有实操性，同时也是不经济的。

基于以上等原因，需要开发能够模拟由试桩、锚桩等组成的试验环境和方法，用来检验超大荷载反力装置自身的稳定性、可靠性、实操性，且对钢梁、加载装置、荷载及变形观测装置能否满足试验要求做出评价。

发明内容