[發明專利]一種預制管樁受力智能感知接頭及方法

有效

• 申請號: 202110615920.4
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113309154B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 謝洪平;韓超;杜長青;王博;況聯飛;唐悅;張宇馳;常新昊;彭千;孫科
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力工程咨詢有限公司;中國礦業大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D5/30
• 代理公司: 徐州蘇越知識產權代理事務所(普通合伙) 32543
• 代理人: 劉振祥

一種預制管樁受力智能感知接頭及方法，接頭：上、下端板固定連接在外圓環板的上、下端；內圓環板同軸心的安裝在外圓環板的內部；上、下連接插管分別固定插裝于上端板的上安裝孔中、下端板的下安裝孔中；四個應變/傾角傳感器環向均勻的分布在外圓環板的內側表面上。方法：將預制管樁受力智能感知接頭連接在上下分布的兩根樁節之間；通過應變/傾角傳感器采集應變值和傾斜角度；計算預制管樁受力智能感知接頭處的軸力、彎矩和傾斜角度。該感知接頭能便于實時監測管樁的受力及姿態信息，能便于指導樁基的施工過程，可保證后續作業的安全系數。該方法步驟簡單、監測成本低，能便于實現對應位置處樁身軸力、彎矩、垂直度等受力及姿態信息的動態監測。

技術領域

本發明屬于管樁監測技術領域，具體是一種預制管樁受力智能感知接頭及方法。

背景技術

管樁作為一種應用廣泛的地基處理方法及樁基礎形式，具有施工工期短，施工方便，便于工業化生產，對施工場地無污染，經濟效益可觀，適應性強等諸多優點。現階段，地基所用的管樁通常由鋼筋混凝土澆筑而成，在施工過程中由于操作不當或者土層性質差異等的影響，會導致管樁破損或偏斜等施工質量問題，如果管樁受力變化或者姿態偏斜后得不到及時的發現，將增加后續施工作業風險性，影響樁基承載能力的發揮。

現有技術中，對管樁的受力及姿態信息缺乏有效的監測，特別是缺乏施工過程中對管樁施工質量的把握和控制，進而無法實時指導施工，保證樁基施工質量和后續的建構筑物的使用安全。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種預制管樁受力智能感知接頭及方法，該感知接頭能便于實時監測管樁的受力及姿態信息，能便于指導樁基的施工過程，可保證后續作業的安全性。該方法步驟簡單、監測成本低，能便于實現對應位置處樁身軸力、彎矩、垂直度等受力及姿態信息的動態監測。

為了實現上述目的，本發明提供一種預制管樁受力智能感知接頭，包括外圓環板、上端板、下端板、內圓環板、上連接插管、下連接插管、應變和傾角傳感器一、應變和傾角傳感器二、應變和傾角傳感器三和應變和傾角傳感器四；所述外圓環板的外徑與管樁的尺寸相適配；

所述上端板和下端板均水平的設置，且均為圓形，且外徑均與外圓環板的外徑相同，上端板的中心開設有與管樁樁孔相適配的上安裝孔，并同軸心的固定連接在外圓環板的上端，下端板的中心開設有與管樁樁孔相適配的下安裝孔，并同軸心的固定連接在外圓環板的下端；

所述內圓環板同軸心的設置在外圓環板的內部，且其上端與上端板的下端面固定連接，其下端與下端板的上端面固定連接；

所述上連接插管豎直的設置，其外徑與上安裝孔的孔徑相同，其下端固定插裝于上安裝孔中；所述下連接插管豎直的設置，其外徑與下安裝孔的孔徑相同，其上端固定插裝于下安裝孔中；

所述應變和傾角傳感器一、應變和傾角傳感器二、應變和傾角傳感器三和應變和傾角傳感器四左右前后環向均勻的分布在外圓環板的內側表面上，且均與外圓環板的內表面貼合的連接。

進一步，為了增加感知接頭的智能化程度，并能便于進行供電，還包括蓄電池組和數據采集模塊，所述蓄電池組和數據采集模塊安裝在上端板、下端板和外圓環板之間的空間中，且數據采集模塊分別與蓄電池組、應變和傾角傳感器一、應變和傾角傳感器二、應變和傾角傳感器三和應變和傾角傳感器四連接。

進一步，為了便于實現自動化的測量，還包括計算機，所述計算機與數據采集模塊連接。

進一步，為了增加連接強度，所述上連接插管的下端延伸到上端板的下方，且通過環向分布在上連接插管外側的多個上連接筋板與上端板的下端面固定連接；所述下連接插管的下端延伸到下端板的下方，且通過環向分布在下連接插管外側的多個下連接筋板與下端板的上端面固定連接。

作為一種優選，所述蓄電池組為鋰電池組。

作為一種優選，所述上連接插管和下連接插管的型號和尺寸相同。