專利名稱：高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種建筑工程領(lǐng)域，特別涉及一種高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
樁基礎(chǔ)的承載力測量對于建筑工程來講是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，承載力測試不準確直接影響上部結(jié)構(gòu)的安全。高應(yīng)變試樁法是一項先進的動力試驗技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的靜力試驗，具有試驗速度快、設(shè)備簡便、抽樣靈活、工程造價低且測量參數(shù)豐富等突出優(yōu)點。高應(yīng)變試樁法將兩個應(yīng)變傳感器和兩個加速度傳感器對稱安裝在樁頂附近，通過重錘瞬間沖擊樁頂，拾取傳感器安裝截面上的力和運動速度時程曲線；然后，采用不同的樁土力學(xué)模型求解一維波動方程，獲得單樁豎向抗壓承載力、樁身結(jié)構(gòu)完整性及一系列樁土參數(shù)。高應(yīng)變試樁法的測量精度取決于實測力和速度的數(shù)據(jù)質(zhì)量，而實測數(shù)據(jù)質(zhì)量受錘擊系統(tǒng)的影響非常大。高應(yīng)變法要求實測的力曲線和速度阻抗曲線起始作用時間、作用方向和脈沖幅值相同，同時兩條單個的力曲線和兩條單個的速度阻抗曲線脈沖寬度和幅值大小也要相同，這樣后續(xù)的土阻力和樁身阻抗信息才能反映實際樁土性狀，計算的承載力和完整性結(jié)果才能準確。這就要求重錘須快速、平穩(wěn)、居中地落到樁頂。然而，目前常用的錘擊方式不合理導(dǎo)致落錘至樁頂常常嚴重偏心，使得力和速度曲線無法達到試驗要求，導(dǎo)致實測數(shù)據(jù)不準確，進而造成試驗結(jié)果錯誤，給工程帶來嚴重隱患。主要存在的問題具體有如下幾點:①脫鉤裝置不合理。當前常用偏張式脫鉤，即在鎖扣(銜接重錘)之上有一個橫梁，橫梁偏向一個方向延展。落錘時，借助吊車鋼絲繩連接脫鉤，人工重擊橫梁端部，使鎖扣張開，重錘落下沖擊樁頂。這種方式在擊打橫梁時就已經(jīng)偏向，這是因為橫梁受擊的偏向作用和柔性鋼絲繩的晃動作用，使得鎖扣張開時給重錘多個偏心力。重錘在下落過程中來回擺動，不能居中，偏離試樁中心，給樁頂一個偏心沖擊作用。常常樁頂一側(cè)受壓作用，另一側(cè)受拉所用，甚至樁頂開裂，實測力和速度曲線無法達到試驗要求。需要解決的問題:a.避免鋼絲繩的柔性連接帶來重錘下落過程中的晃動；b.取消使用偏張式脫鉤，研制新型脫鉤。②無導(dǎo)向裝置或?qū)蜓b置不合理。當前試驗時往往沒有使用導(dǎo)向裝置或只使用簡易的龍門架式導(dǎo)向架，無法保證落錘居中。需要解決的問題:研制新型實用導(dǎo)向裝置。③重錘不平衡。當前試驗用重錘缺乏調(diào)平處理，重錘底部下落后不能全截面平穩(wěn)與樁頂平面接觸。需要解決的問題:研制新型經(jīng)過調(diào)平處理的重錘。④無錘墊裝置。當前試驗時沒有使用錘墊，重錘落到樁頂時產(chǎn)生大量高頻干擾，弓丨起力和速度曲線畸變，給數(shù)據(jù)處理分析帶來麻煩。需要解決的問題:研制錘墊并與重錘連接。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本實用新型提供一種高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)，本實用新型特制了鎖盤式脫鉤器、適配鎖盤的錘頭、可伸縮式導(dǎo)向架及特制錘墊裝置，形成一套全新的高應(yīng)變試樁法專用錘擊系統(tǒng)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)，其特征在于，自上而下包括:鎖盤式脫鉤器、重錘和可伸縮式導(dǎo)向架，其中鎖盤式脫鉤器外部為箱體，箱體內(nèi)設(shè)置有鎖盤，鎖盤為扁方形殼體，該殼體上表面設(shè)置有具中空的定位孔鎖扣，鎖扣外兩側(cè)各設(shè)有一平行的鎖臂，鎖盤兩長側(cè)面分別安裝兩個伸縮桿，兩短側(cè)面中其中一短側(cè)面下部安裝有彈簧，彈簧連接伸縮桿控制繩和伸縮桿鎖，鎖盤上表面的四個角沿對角線方向分別開設(shè)一吊裝孔；上述的重錘為錘體，錘體頂部為垂直狀的鎖頭，鎖頭下部靠近錘體設(shè)有吊鼻；上述的可伸縮式導(dǎo)向架為立體式的架體，由基礎(chǔ)節(jié)和調(diào)整節(jié)組成，該基礎(chǔ)節(jié)的縱剖面為梯形，該基礎(chǔ)節(jié)設(shè)有頂面和底面，中部設(shè)有上間隔和下間隔，從而將兩側(cè)斜邊自下而上分為下段、中段和上段，從而將上述的可伸縮式導(dǎo)向架自下而上分隔為下段導(dǎo)向架、中段導(dǎo)向架和上段導(dǎo)向架，頂面和底面分別為正方形的封閉框，該基礎(chǔ)節(jié)的一側(cè)面設(shè)有一梯子，該調(diào)整縱剖面為兩個長方形，小長方形設(shè)有頂面和底面，頂面和底面均為正方形，中部設(shè)有上間隔和下間隔，從而將小長方形從下而上分為下段、中段和下段，大長方形設(shè)有頂面和底面，頂面和底面均為正方形，小長方形下間隔與大長方形頂面焊接成一體，使得小長方形下段嵌入在大長方形內(nèi)，小長方形內(nèi)側(cè)每間隔一定距離(如IOcm)設(shè)置一個卡標，大長方形兩側(cè)每隔一定距離(如20cm)設(shè)置一個連接螺栓孔。所述高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)，其中，該下段導(dǎo)向架兩側(cè)上部兩邊分別設(shè)有一個加強角鐵。所述高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)，其中，該中段導(dǎo)向架四個角分別設(shè)有一個角鐵，兩側(cè)分別設(shè)有一個加強柱。所述高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)，其中，該上段導(dǎo)向架兩側(cè)設(shè)有連接立柱。該錘擊系統(tǒng)特點:a.錘擊居中、平穩(wěn)、快速，實測數(shù)據(jù)質(zhì)量非常高。系統(tǒng)中特制了鎖盤式脫鉤器，使落錘過程不受任何外力干擾，落錘全程為完全的自由落體運動。同時，系統(tǒng)中特制了導(dǎo)向架裝置，試驗時導(dǎo)向架中心與試樁中心一致，以引導(dǎo)和控制落錘過程沿著鉛垂方向。這樣，保證了重錘居中、平穩(wěn)、快速地沖擊樁頂，試樁整體產(chǎn)生變形，實測力曲線、速度阻抗曲線以及各單個力、速度曲線沖擊起始時間、幅值等相同且一致性好，大大提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量，為試驗結(jié)果的可靠性提供了保證。b.鎖盤式脫鉤器無外力干擾。本實用新型的脫鉤器與現(xiàn)在普遍采用的脫鉤器完全不同。首先，它與特制錘頭相適應(yīng)，互相配合工作。其次，現(xiàn)有脫鉤器與吊車鋼絲繩相連，工作時，鋼絲繩的晃動給脫鉤和重錘以外力。本實用新型鎖盤式脫鉤器工作時本身不受力，它通過伸縮桿將重量傳至導(dǎo)向架，保證了落錘平穩(wěn)。c.可伸縮式導(dǎo)向架實用、方便、適應(yīng)性強。本實用新型中導(dǎo)向架保證重錘沿鉛重方向下落，從而保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。設(shè)計上，更為突出的優(yōu)勢在于調(diào)整節(jié)節(jié)可自由伸縮，以適應(yīng)不同樁頂標高的現(xiàn)場情況。調(diào)整節(jié)內(nèi)側(cè)每間隔IOcm設(shè)有卡標，這樣落距可任意選擇，而且操作方便，非常實用。d.特制錘墊厚度可調(diào)、延長作用時間及保護樁頂完整。特制錘墊由特殊材質(zhì)加工制作而成，并牢固地安裝在重錘底部。特制錘墊中鋼骨架起彈簧傳力作用，而橡膠、氣囊起至IJ緩沖、延長錘擊作用。這樣，既可以將重錘的沖擊力傳遞給樁頂，又可以延長作用時間，充分調(diào)動土阻力。同時，還可以保護樁頂不破損。此外，薄片狀的錘墊結(jié)構(gòu)可根據(jù)試驗情況任意調(diào)整其厚度，滿足試驗要求。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1為本實用新別的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型鎖盤式脫鉤器的俯視圖。圖3為圖2所示鎖盤式脫鉤器的縱斷面圖。圖4為鎖盤式脫鉤器的外觀示意圖。圖5為本實用新型重錘結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6為本實用新型可伸縮式導(dǎo)向架基礎(chǔ)節(jié)縱斷面圖。圖7為本實用新型可伸縮式導(dǎo)向架調(diào)整節(jié)縱斷面圖。圖中標號說明:I伸縮桿控制繩2伸縮桿鎖3伸縮桿4 鎖臂5吊裝孔6 鎖扣8 鎖盤11 錘體12 鎖頭13 吊鼻14 下段I5 中段16 上段17 頂面18 底面19上間隔20下間隔21加強角鐵22中段角鐵23加強柱24連接立柱
具體實施方式
請參閱
圖1至圖7，本實用新型實施例詳述如下:[0051]一種高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)，自上而下包括:鎖盤式脫鉤器、重錘和可伸縮式導(dǎo)向架，其中鎖盤式脫鉤器外部為箱體，箱體內(nèi)設(shè)置有鎖盤8,鎖盤8為扁方形殼體,該殼體上表面設(shè)置有具中空的定位孔鎖扣6,鎖扣6外兩側(cè)各設(shè)有一平行的鎖臂4，鎖盤8兩長側(cè)面分別安裝兩個伸縮桿3，兩短側(cè)面中其中一短側(cè)面下部安裝有彈簧，彈簧連接伸縮桿控制繩I和伸縮桿鎖2，鎖盤8上表面的四個角沿對角線方向分別開設(shè)一吊裝孔5 ;上述的重錘為錘體11，錘體11頂部為垂直狀的鎖頭12，鎖頭12下部靠近錘體11設(shè)有吊鼻13，如圖5所示；上述的可伸縮式導(dǎo)向架為立體式的架體，由基礎(chǔ)節(jié)和調(diào)整節(jié)組成，該基礎(chǔ)節(jié)的縱剖面為梯形，如圖6所示，該基礎(chǔ)節(jié)設(shè)有頂面17和底面18，中部設(shè)有上間隔19和下間隔20，從而將兩側(cè)斜邊自下而上分為下段14、中段15和上段16，從而將上述的可伸縮式導(dǎo)向架自下而上分隔為下段導(dǎo)向架、中段導(dǎo)向架和上段導(dǎo)向架，頂面17和底面18分別為正方形的封閉框，該基礎(chǔ)節(jié)的一側(cè)面設(shè)有一梯子，該調(diào)整節(jié)縱剖面為兩個長方形，小長方形設(shè)有頂面25和底面26，頂面25和底面26均為正方形，中部設(shè)有上間隔27和下間隔28，從而將小長方形從下而上分為下段29、中段30和上段31，大長方形設(shè)有頂面32和底面33，頂面32和底面33均為正方形，小長方形下間隔28與大長方形頂面32焊接成一體，使得小長方形下段29嵌入在大長方形內(nèi)，小長方形內(nèi)側(cè)每間隔一定距離設(shè)置一個卡標33，大長方形兩側(cè)每隔一定距離設(shè)置一個連接螺栓孔34。所述下段導(dǎo)向架兩側(cè)上部兩邊分別設(shè)有一個加強角鐵21。所述中段導(dǎo)向架四個角分別設(shè)有一個角鐵22，兩側(cè)分別設(shè)有一個加強柱23。所述上段導(dǎo)向架兩側(cè)設(shè)有連接立柱24。本實用新型鎖盤式脫鉤器是一個箱型部件，內(nèi)部由兩部分組成，一是鎖張單元，二是定位單元。鎖張單元由正交的四個方向內(nèi)部鎖桿和外部兩個對稱鎖臂組成。一個外部鎖臂連接兩個內(nèi)部鎖桿，當提升外部鎖臂時，連接的內(nèi)部鎖桿將會張開；相反，當放下外部鎖臂時，內(nèi)部鎖桿將會鎖緊。由于內(nèi)部以特制彈簧為傳力裝置，故只需很小的力就可實現(xiàn)鎖緊和張開動作。這樣，重錘可在不受任何外力作用的情況下自由落體地落到樁頂，且平穩(wěn)居中。定位單元位于兩個外部鎖臂的正交方向的鎖盤側(cè)面，它由控制繩控制四個伸縮桿(每側(cè)兩個)，可使伸縮桿從鎖盤側(cè)面伸出或縮回。伸縮桿伸出時，恰好置于導(dǎo)向架內(nèi)側(cè)的卡標上定位，使鎖盤全部重量落于導(dǎo)向架。這樣，脫鉤器張開時，鎖盤自身不受力；同時，落距可根據(jù)試驗需要進行現(xiàn)場靈活地調(diào)整。鎖盤規(guī)格與錘重和導(dǎo)向架尺寸相適應(yīng)。本實用新型特制錘頭位于重錘的頂部，即在重錘頂面制作一特殊裝置，如圖3所示。特制錘頭由鎖頭和吊鼻組成，鎖頭與鎖盤四個內(nèi)部鎖桿配合，實現(xiàn)鎖緊或張開。吊鼻用于吊車吊裝重錘。此外，重錘在加工制作過程中，增加了調(diào)平處理程序，使重錘底平面受力均勻，保證落錘平穩(wěn)且樁頂平面受力相同。特制錘頭和重錘外觀參見附圖4所示。本實用新型可伸縮式導(dǎo)向架為特制鋼結(jié)構(gòu)，由基礎(chǔ)節(jié)和調(diào)整節(jié)組成。基礎(chǔ)節(jié)側(cè)面為梯形，頂?shù)酌鏋檎叫??；A(chǔ)節(jié)底面邊長一般大于樁徑lm，且鋼材加寬加厚，以滿足支撐力要求?；A(chǔ)節(jié)由三段組成，每段高度可根據(jù)錘重和樁徑等參數(shù)進行確定?；A(chǔ)節(jié)某一側(cè)面焊接有梯子，便于需要時攀爬；調(diào)整節(jié)側(cè)面為長方形，如圖7所示，頂?shù)酌婢鶠檎叫?。調(diào)整節(jié)套在基礎(chǔ)節(jié)內(nèi)部，當樁頂標高高出地面較高時，可提升調(diào)整節(jié)位置，以適應(yīng)落距的要求；相反，當樁頂標高在地面以下一定深度時，可降低調(diào)整節(jié)位置。參見附圖6所示。調(diào)整節(jié)內(nèi)間隔IOcm設(shè)有一個卡標33，參見附圖7所示。這樣，鎖盤易于定位，便于控制重錘落距。這種設(shè)計的導(dǎo)向架，不但可以引導(dǎo)控制落錘的居中平穩(wěn)，面且通過伸縮調(diào)整節(jié)以適應(yīng)樁頂標聞的變化。特制錘墊由鋼板、橡膠、氣囊組成的薄片狀結(jié)構(gòu)，其規(guī)格與重錘底面相同。特制錘墊緊密地固定在重錘底部，其使用厚度可根據(jù)試驗要求進行靈活地調(diào)整。這樣，落錘后既保護了樁頂不被沖擊破損，同時又消除了高頻干擾和延長了沖擊時間，充分激發(fā)樁側(cè)土和樁端土阻力，保證實測數(shù)據(jù)真實可靠。在樁頂下約2倍樁徑處對稱安裝兩支力傳感器和兩支加速度傳感器，并與主電纜相連，主電纜與采集儀相連。一些準備就緒，等待落錘沖擊作用，采集數(shù)據(jù)。使用吊車主鉤通過吊鼻13將錘體11吊起，放置在試樁樁頂，確保錘體11重心與樁中心一致。使用吊車主鉤通過四個吊裝孔5將鎖盤8吊起，鎖盤8中心定位孔與錘體鎖頭12對齊，吊車副鉤提升外部鎖臂4，鎖盤8落下。然后，放下外部鎖臂4，鎖盤8鎖住鎖頭12。使用吊車將可伸縮式導(dǎo)向架吊起，嵌套在連接好的鎖盤8和錘體11外面?；A(chǔ)節(jié)保持穩(wěn)固、水平。吊車主鉤、副鉤同時從調(diào)整節(jié)放下，主鉤連接鎖盤8四個吊裝孔5，副鉤連接兩個外部鎖臂4。然后，主鉤起吊，副鉤也隨之提升，導(dǎo)向架保持不受力。當提升至要求的落距時，主鉤慢放，通過鎖盤8上的伸縮桿控制繩、伸縮桿鎖和伸縮桿拉動動作，將四個伸縮桿置于相應(yīng)高度的卡標上。確保主鉤不受力后，副鉤起吊提升外部鎖臂4，錘體11會突然釋放下落，沖擊樁頂，采集信號。信號采集完成后，提升主鉤，使四個伸縮桿離開卡標，此時，伸縮桿不受力。拉動伸縮桿控制繩，收回四個伸縮桿。放下主鉤，鎖盤8鎖定錘體11。重復(fù)上述步驟，進行再次沖擊作用，繼續(xù)采集數(shù)據(jù)。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。綜上所述，本實用新型在結(jié)構(gòu)設(shè)計、使用實用性及成本效益上，完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，且所揭示的結(jié)構(gòu)亦是具有前所未有的創(chuàng)新構(gòu)造，具有新穎性、創(chuàng)造性、實用性，符合有關(guān)實用新型專利要件的規(guī)定，故依法提起申請。
權(quán)利要求1.一種高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)，其特征在于，自上而下包括: 鎖盤式脫鉤器、重錘和可伸縮式導(dǎo)向架，其中鎖盤式脫鉤器外部為箱體，箱體內(nèi)設(shè)置有鎖盤(8)，鎖盤(8)為扁方形殼體，該殼體上表面設(shè)置有具中空的定位孔鎖扣￠)，鎖扣(6)外兩側(cè)各設(shè)有一平行的鎖臂(4)，鎖盤(8)兩長側(cè)面分別安裝兩個伸縮桿(3)，兩短側(cè)面中其中一短側(cè)面下部安裝有彈簧，彈簧連接伸縮桿控制繩(I)和伸縮桿鎖(2)，鎖盤(8)上表面的四個角沿對角線方向分別開設(shè)一吊裝孔(5);上述的重錘為錘體(11)，錘體(11)頂部為垂直狀的鎖頭(12)，鎖頭(12)下部靠近錘體(11)設(shè)有吊鼻(13);上述的可伸縮式導(dǎo)向架為立體式的架體，由基礎(chǔ)節(jié)和調(diào)整節(jié)組成，該基礎(chǔ)節(jié)的縱剖面為梯形，該基礎(chǔ)節(jié)設(shè)有頂面(17)和底面(18)，中部設(shè)有上間隔(19)和下間隔(20)，從而將兩側(cè)斜邊自下而上分為下段(14)、中段(15)和上段(16)，從而將上述的可伸縮式導(dǎo)向架自下而上分隔為下段導(dǎo)向架、中段導(dǎo)向架和上段導(dǎo)向架，頂面(17)和底面(18)分別為正方形的封閉框，該基礎(chǔ)節(jié)的一側(cè)面設(shè)有一梯子，該調(diào)整節(jié)縱剖面為兩個長方形，小長方形設(shè)有頂面(25)和底面(26)，頂面(25)和底面(26)均為正方形，中部設(shè)有上間隔(27)和下間隔(28)，從而將小長方形從下而上分為下段(29)、中段(30)和上段(31)，大長方形設(shè)有頂面(32)和底面(33)，頂面(32)和底面(33)均為正方形，小長方形下間隔(28)與大長方形頂面(32)焊接成一體，使得小長方形下段(29)嵌入在大長方形內(nèi)，小長方形內(nèi)側(cè)每間隔一定距離設(shè)置一個卡標(33)，大長方形兩側(cè)每隔一定距離設(shè)置一個連接螺栓孔(34)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)，其特征在于，所述下段導(dǎo)向架兩側(cè)上部兩邊分別設(shè)有一個加強角鐵(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高應(yīng)變試樁法錘`擊系統(tǒng)，其特征在于，所述中段導(dǎo)向架四個角分別設(shè)有一個角鐵(22)，兩側(cè)分別設(shè)有一個加強柱(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)，其特征在于，所述上段導(dǎo)向架兩側(cè)設(shè)有連接立柱(24)。
專利摘要一種高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)，自上而下包括鎖盤式脫鉤器、重錘和可伸縮式導(dǎo)向架，其中鎖盤式脫鉤器外部為箱體，箱體內(nèi)設(shè)置鎖盤，鎖盤為扁方形殼體，殼體上表面設(shè)置鎖扣，鎖扣外兩側(cè)各設(shè)有一平行的鎖臂，鎖盤兩長側(cè)面分別安裝兩個伸縮桿，兩短側(cè)面中其中一短側(cè)面下部安裝有彈簧，彈簧連接伸縮桿控制繩和伸縮桿鎖，鎖盤上表面的四個角沿對角線方向分別開設(shè)一吊裝孔；重錘為錘體，錘體頂部為垂直狀的鎖頭，鎖頭下部靠近錘體設(shè)有吊鼻；可伸縮式導(dǎo)向架為立體式架體，由基礎(chǔ)節(jié)和調(diào)整節(jié)組成，基礎(chǔ)節(jié)的縱剖面為梯形，基礎(chǔ)節(jié)設(shè)有頂面和底面，兩側(cè)斜邊自下而上分為下段、中段和上段，調(diào)整節(jié)縱剖面為兩個長方形，其形成一全新的高應(yīng)變試樁法錘擊系統(tǒng)。
文檔編號E02D33/00GK202925573SQ201220318940
公開日2013年5月8日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者韓亮, 王向平 申請人:天津原位物探科技有限公司