[實用新型]一種旋擰樁試驗加載裝置

有效

• 申請號: 202022152655.4
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN213749324U
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 李吉人;廖栩;韓雨東;王慶利
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/22
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 黃英華

本實用新型涉及一種旋擰樁試驗加載裝置，屬于結構工程領域，包括豎向反力架、作動器、懸掛梁、加載梁、水平向滾珠鉸、纜繩、圓形力臂、環板梁、試件、土箱、軸壓傳感器、豎向滾珠鉸、細銅絲、位移計、水平向“回”字形反力架、扭矩傳感器、嵌固槽、環板套筒；將試件套入環板套筒中，與環板套筒一體的環板梁兩端與豎向反力架通過螺栓固定，使得試件只能在環板套筒內豎向運動與轉動，而不能在水平面內運動，試件上部嵌入圓形力臂下部的嵌固槽中，嵌固槽與試件上部均為方形。圓形力臂與剛性轉軸通過焊接為一整體構件，本實用新型的有益效果是可重復利用，土箱中的地基土可以更換，適用于不同地基土類型，加載時操作簡便。

技術領域

本實用新型屬于結構工程領域，尤其涉及一種旋擰樁試驗加載裝置。

背景技術

近年來，隨著基礎設施建設的大力發展，建筑結構逐漸向高聳、大跨度、承受重載方向發展，對于樁基的要求越來越高，旋擰樁因其具有噪音小，適用于不同土質的特點在實際工程中得到廣泛運用。國內外已經開展大量的關于樁基力學性能的研究，例如考慮用鋼管混凝土樁代替鋼管樁以提高樁身承載能力，并且國內多位組合結構領域內的知名學者（如韓林海、王慶利等）均開展了鋼管混凝土壓扭力學性能研究，通過壓扭試驗反映鋼管混凝土結構的力學性能，以此為鋼管混凝土樁的設計提供參考。

目前雖然已有相關的研究，但存在如下幾個問題：1.僅通過壓扭試驗反映樁體的壓扭承載能力，沒有考慮樁與土體的相互作用；2實際受力形式應為上端受壓扭，下端受土體的擠壓、摩擦以及豎直向上的反力，但現有試驗中加載形式均為試件一端受壓-扭，另一端固定，與實際旋擰樁鉆孔過程受力形式不同；3.軸壓過程中樁體沿樁身軸向會有較大程度的位移或變形，但現有試驗中施加扭矩的作動器均被固定，沒有實現端部所施加的扭矩與試件協同運動，即扭矩與試件端部不在同一平面內，測量誤差較大；4.現有試驗無法測量樁體在不同壓-扭受力下進入土體的深度；5.現有的試驗裝置中，將試件豎直放置時，扭矩的施加通過剛性桿推動（或拉動）試件端部的剛性力臂實現，此類方式對于扭矩的計算存在較大的偏差，原因在于形成力矩的力臂的長短在發生改變，且剛性桿與剛性力臂之間存在的內力沒有考慮。

實用新型內容

為了解決上述存在的技術問題，本實用新型提供了一種旋擰樁試驗加載裝置，扭矩的施加不通過剛性力臂推動實現，而通過柔性纜繩拉動實現，保證了纜繩受力方向始終與圓形力臂相切，即圓盤的半徑為計算力矩時的力臂長度值，提高了扭矩測量的準確性；裝置可多次利用，操作簡便快捷；地基土可更換，即能測出旋擰樁在不同地基土環境中鉆孔時的力學性能。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種旋擰樁試驗加載裝置，包括豎向反力架、作動器、懸掛繩、加載梁、水平向滾珠鉸、纜繩、圓形力臂、環板梁、試件、土箱、軸壓傳感器、豎向滾珠鉸、細銅絲、位移計、水平向“回”字形反力架、扭矩傳感器、嵌固槽、環板套筒；所述試件在環板套筒中，與環板套筒一體的環板梁兩端與豎向反力架通過螺栓固定，試件在環板套筒內豎向運動與轉動，加載梁與水平向“回”字形反力架焊接，水平向“回”字形反力架經豎向滾珠鉸與豎向反力架相連，加載梁與水平向“回”字形反力架沿內側壁相對上下運動，加載梁與水平向“回”字形反力架以及豎向滾珠鉸相連形成一個整體，沿豎向上下移動，水平向“回”字形反力架兩側分別設有懸掛繩，豎向的作動器直接作用在加載梁上，豎向的作動器上設有軸壓傳感器，兩個橫向的作動器固定在水平向“回”字形反力架上，兩個橫向的作動器上分別設有扭矩傳感器，纜繩與圓形力臂相連，在水平向“回”字形反力架上設有位移計，位移計與水平向滾珠鉸經細銅絲相連。

進一步的，所述圓形力臂外圓側壁上設有外側槽道，所述纜繩置于外側槽道內，與圓形力臂外圓相切。

進一步的，所述圓形力臂底部設有嵌固槽，所述土箱的頂部設有固定凹槽，所述試件嵌入圓形力臂底部的嵌固槽及土箱頂部固定凹槽內。

進一步的，所述嵌固槽與試件上部均為方形。

進一步的，所述水平向滾珠鉸通過環形凹槽固定于加載梁與圓形力臂之間。