一种单桩竖向静载试验反力装置及施加方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109056854A(43)申请公布日2018.12.21(21)申请号201810924484.7(22)申请日2018.08.14(71)申请人中冶建筑研究总院（深圳）有限公司地址518000广东省深圳市南山区留仙大道塘岭路1号金骐智谷23层(72)发明人刘秀军耿培刘毅张家粮肖子均王志彬江金海(74)专利代理机构深圳市辉泓专利代理有限公司44510代理人袁辉刘玉珍(51)Int.Cl.E02D33/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图12页(54)发明名称一种单桩竖向静载试验反力装置及施加方法(57)摘要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。CN109056854ACN109056854A权利要求书1/2页1.一种单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的装置包括反力架、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。2.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的反力架包括：反力筒、励磁线圈、肋板、反力梁、垫板、锚头、卡板，反力筒固定安装在反力梁上，反力梁与反力筒之间固定设置有肋板，肋板外侧端头位置处固定安装有卡板，反力梁外侧端上设置有锚头，反力梁两侧设置有垫板，励磁线圈安装在反力筒内，励磁线圈的输入接头和输出接头分别通过连接电缆与动力源连接，形成电流回路。3.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的支墩包括：螺柱、立柱、加固板、底座和锚孔，立柱固定安装在底座上，螺柱固定设置在立柱上方，立柱与底座之间设置有加固板，底座上开设有锚孔。4.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的反力架通过螺帽固定安装在支墩顶部。5.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的盛砂盘为四个大小相同的扇形容器，每个扇形容器的扇形角为90°。6.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的传力柱包括：柱体、感应线圈和锚盘，感应线圈绕制在柱体外侧，柱体下方固定设置有锚盘，锚盘上开设有用于与受检桩连接的锚洞。7.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的反力筒内径大于传力柱直径，所述的传力柱的直径为0.8m～1.2m之间。8.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的励磁线圈的直径比感应线圈的直径大100mm～200mm，所述的励磁线圈的高度为感应线圈的高度的5倍以上。9.根据权利要求1所述的单桩竖向静载试验反力装置，其特征是：所述的动力源包括直流发电机和直流变压器，控制器采用计算机或PLC，直流发电机通过连接电缆与励磁线圈连接，计算机通过连接电缆与直流发电机连接，直流发电机通过连接电缆与直流变压器连接，直流变压器通过连接电缆与感应线圈连接，直流变压器通过连接电缆与计算机连接，通过计算机控制直流发电机和直流变压器工作，直流发电机为励磁线圈提供电源，直流发电机通过直流变压器为感应线圈提供电源。10.一种单桩竖向静载试验反力施加方法，其特征是：所述的方法包括下述步骤：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=2CN109056854A权利要求书2/2页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'；S4、荷载施加：通过控制器