[发明专利]一种预制桩桩顶水平位移及桩身应力联合测试装置

摘要

本发明属于土木工程原位试验设备技术领域，涉及一种预制桩桩顶水平位移及桩身应力联合测试装置，自补偿光纤光栅应变传感器串嵌入式安装在测试桩的凹槽内并与光纤光栅传感器解调仪电连接；工程桩通过钢板垫块与千斤顶相接，千斤顶下放置有垫块，荷载传感器与千斤顶的施压端相接触，荷载传感器与荷载传感器显示仪相连；球形铰支座的一侧与荷载传感器接触，另一侧与测试桩接触，第一钻孔角钢和第二钻孔角钢上分别固定安装有第一百分表和第二百分表，测试桩远离千斤顶的一端支有第一基准梁，第一基准梁远离千斤顶的一侧固定有第二基准梁；其结构简单，操作方便，成本低，测试精度高，可操作性强，得出数值结果直接，精度高，误差小。

主权项

1.一种预制桩桩顶水平位移及桩身应力联合测试装置，其特征在于主体结构包括工程桩、钢板垫块、千斤顶、荷载传感器、球形铰支座、测试桩、第一百分表、第一磁性表座、第一基准梁、第二百分表、第二磁性表座、第二基准梁、自补偿光纤光栅应变传感器串、载荷传感器显示仪、光纤光栅传感器解调仪、第一钻孔角钢、垫块和第二钻孔角钢；测试桩的两侧竖向刻有横截面为5mm×5mm的凹槽，上密下疏结构的自补偿光纤光栅应变传感器串嵌入式安装在测试桩的凹槽内并用结构胶密封，自补偿光纤光栅应变传感器串与光纤光栅传感器解调仪电连接；工程桩为测试桩提供反力，选取承载力大于等于测试桩的相近桩；工程桩通过钢板垫块与千斤顶相接，钢板垫块的个数根据测试桩和工程桩之间的距离确定，以保证工程桩能充分提供反力；千斤顶下放置有垫块，荷载传感器与千斤顶的施压端相接触，用于准确测量千斤顶施加的压力值，荷载传感器与荷载传感器显示仪相连；球形铰支座的一侧与荷载传感器接触，另一侧与测试桩接触，保证千斤顶施加的力均匀作用在测试桩上；测试桩与水平力作用中心平行处的两侧采用膨胀螺丝固定安装有第一钻孔角钢，测试桩与水平力作用中心平行处往上50cm处两侧垂直位置用相同方式固定安装有第二钻孔角钢，第一钻孔角钢和第二钻孔角钢上分别固定安装有第一百分表和第二百分表，第一百分表和第二百分表的表盘均与地面平行；测试桩远离千斤顶的一端距离测试桩30cm处支有第一基准梁，第一百分表与第一基准梁上放置的第一磁性表座连接；第一基准梁远离千斤顶的一侧固定有第二基准梁，第二基准梁与第一基准梁相距10cm,且第二基准梁的高度高于第一基准梁，第二基准梁上与第一基准梁相同位置处对应放置有与第二百分表相连的第二磁性表座；所述工程桩包括预应力空心管桩、预应力空心方桩和实心方桩；实现预制桩水平位移及桩身应力的测试过程为：(1)在压桩前，将测试桩正对的两侧刻5mm×5mm的凹槽，将提前预制好的自补偿光纤光栅应变传感器串放入两个凹槽内，并用结构胶密封，养护两天，自补偿光纤光栅应变传感器串形成上密下疏结构；(2)测试桩能正常使用时，选取合适的工程桩提供反力，保证其承载力大于等于测试桩；(3)在测试桩与工程桩之间依次摆放球形铰支座、荷载传感器、千斤顶、钢板垫块，钢板垫块的个数根据试桩与工程桩之间的距离确定，保证工程桩能充分提供反力，千斤顶下放置垫块，保证千斤顶作用形心与测试装置各部分中心重合，各测试装置部件中心与埋置好的自补偿光纤光栅应变传感器串垂直；(4)用钻机在测试桩与水平力作用中心平行处两侧正对钻两个孔，用膨胀螺丝固定第一钻孔角钢，同样的方法，在第一钻孔角钢两边正上方50cm处固定第二钻孔角钢；(5)在测试桩远离千斤顶一端距测试桩30cm处支第一基准梁并在第一基准梁上放第一磁性表座，将第一百分表固定在第一钻孔角钢上，第一百分表表盘与地面平行；在第二基准梁远离千斤顶一侧固定第二基准梁，第二基准梁与第一基准梁相距10cm，保证第二基准梁高于第一基准梁，第二基准梁上放第二磁性表座，将第二百分表固定在第二钻孔角钢上，第二百分表表盘与地面平行；(6)将自补偿光纤光栅应变传感器串与光纤光栅传感器解调仪相连，荷载传感器与载荷传感器显示仪相连；(7)检查测试装置各部件安装正确无误后，对测试桩进行载荷测试，记录相应的位移和应力变化值，完成对预制桩的水平位移及桩身应力的测试。